基于PDEODE策略構(gòu)建學(xué)生自主探究型化學(xué)課堂教學(xué)模式

李健榮

摘要：PDEODE策略（預(yù)測(cè)—討論—解釋—觀察—討論—解釋?zhuān)┦窃赑OE教學(xué)策略的基礎(chǔ)上進(jìn)行改進(jìn)的新型教學(xué)策略。基于PDEODE策略的分析，學(xué)生自主探究型化學(xué)課堂可分為六個(gè)環(huán)節(jié)：“創(chuàng)設(shè)情境—提出猜想—實(shí)驗(yàn)方案—實(shí)驗(yàn)操作—收集信息—總結(jié)歸納。”文章以“探究過(guò)氧化鈉與二氧化碳反應(yīng)”為例，闡述在化學(xué)課堂上如何實(shí)施該教學(xué)模式。

關(guān)鍵詞：PDEODE策略；過(guò)氧化鈉；探究性學(xué)習(xí)；鈉的氧化物

文章編號(hào)：1008-0546（2017）06-0041-04 中圖分類(lèi)號(hào)：G633.8 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：B

doi：10.3969/j.issn.1008-0546.2017.06.012

一、 問(wèn)題提出

1. 學(xué)生自主探究型課堂

學(xué)生自主探究型課堂是指學(xué)生運(yùn)用探究性學(xué)習(xí)方法從問(wèn)題的探究中主動(dòng)獲取知識(shí)，應(yīng)用知識(shí)，解決問(wèn)題的學(xué)習(xí)模式，它是中學(xué)化學(xué)的重要組成部分。學(xué)生的自主探究要求學(xué)生充當(dāng)知識(shí)的探索者和發(fā)現(xiàn)者，通過(guò)自主設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)方案，自主探索操作方法，自主擬定實(shí)驗(yàn)步驟、自行探究實(shí)驗(yàn)結(jié)論，并通過(guò)評(píng)價(jià)與交流，促進(jìn)學(xué)生知識(shí)、能力與價(jià)值觀的和諧發(fā)展，其基本流程如圖1所示。

2. PDEODE策略

PDEODE策略是在POE策略改進(jìn)的基礎(chǔ)上衍生出來(lái)的新型教學(xué)策略，它是指在教學(xué)中采用“預(yù)測(cè)—討論—解釋—觀察—討論—解釋”這6個(gè)步驟（Predict-Discuss-Explain-Observe-Discuss-Explain）。PDEODE策略在實(shí)施的過(guò)程中可以分為6個(gè)階段，如圖2所示。

3. PDEODE策略與學(xué)生自主探究型課堂的聯(lián)系

將圖1和圖2進(jìn)行對(duì)比，我們可以觀察到PDEODE教學(xué)策略與探究性學(xué)習(xí)之間不僅僅存在著許多的相似點(diǎn)，而且PDEODE策略對(duì)于探究性學(xué)習(xí)具有很好的指向性。因此，筆者嘗試將PDEODE策略有機(jī)融合到學(xué)生自主探究型課堂中構(gòu)建新型的教學(xué)模式，并以“探究過(guò)氧化鈉與二氧化碳反應(yīng)”為例實(shí)施該模式。

二、 基于PDEODE策略的探究型課堂教學(xué)模式

將PDEODE的六個(gè)階段融入學(xué)生自主探究型課堂，可將課堂劃分為6個(gè)環(huán)節(jié)：“創(chuàng)設(shè)情境—提出猜想—實(shí)驗(yàn)方案—實(shí)驗(yàn)操作—收集信息—總結(jié)歸納”，如圖3所示。

1.預(yù)測(cè)階段—提出猜想：教師創(chuàng)設(shè)情境，學(xué)生預(yù)測(cè)情境出現(xiàn)的原因，并提出自己的猜想。

2.討論階段—實(shí)驗(yàn)方案：學(xué)生提出自己的猜想，并與小組的同學(xué)進(jìn)行交流、討論，最終形成驗(yàn)證猜想的實(shí)驗(yàn)方案。

3.解釋階段—實(shí)驗(yàn)操作：解釋實(shí)驗(yàn)方案的設(shè)計(jì)依據(jù)，并分析實(shí)驗(yàn)操作的可行性。

4.觀察階段—收集信息：觀察實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象并做好記錄。

5.討論階段—總結(jié)歸納：將觀察到的實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象進(jìn)行共享、分析和討論，最后總結(jié)歸納出結(jié)論。

6.解釋階段—?jiǎng)?chuàng)設(shè)情境：將得到的結(jié)論用于解釋課堂開(kāi)始時(shí)所創(chuàng)設(shè)的情境，最終回歸問(wèn)題。

三、 基于PDEODE策略的探究型課堂教學(xué)模式的運(yùn)用

1. 選題依據(jù)

在人教版高中化學(xué)必修1課本中，關(guān)于過(guò)氧化鈉的化學(xué)性質(zhì)，在課文中只做了過(guò)氧化鈉和水反應(yīng)的演示實(shí)驗(yàn)，而對(duì)過(guò)氧化鈉和二氧化碳反應(yīng)制取氧氣，僅僅用了一個(gè)化學(xué)反應(yīng)方程式表示，但是在課文里明確地指出它用在呼吸面具和潛水艇里作為氧源，并沒(méi)有安排實(shí)驗(yàn)事實(shí)來(lái)加以驗(yàn)證。因此，筆者選擇“探究過(guò)氧化鈉與二氧化碳反應(yīng)”作為授課內(nèi)容。

2. 研究對(duì)象

參與本次研究的對(duì)象是我校高二年級(jí)的學(xué)生。學(xué)生在學(xué)習(xí)該內(nèi)容之前已經(jīng)掌握了基本的實(shí)驗(yàn)操作，并學(xué)習(xí)了過(guò)氧化鈉與水反應(yīng)的內(nèi)容。因此，在能力和知識(shí)儲(chǔ)備上都符合本課時(shí)的要求。

3. 教學(xué)模式實(shí)施過(guò)程

（1）預(yù)測(cè)階段—提出猜想。

教師活動(dòng)：通過(guò)向包裹著過(guò)氧化鈉的棉花吹氣，觀察到棉花著火了，提出問(wèn)題：“為什么向包有過(guò)氧化鈉的棉花吹氣棉花會(huì)著火？”如圖4所示。

學(xué)生活動(dòng)：針對(duì)情境中提出的問(wèn)題進(jìn)行猜想。摘錄主要的兩種猜想整理如表1所示。

教師活動(dòng)：過(guò)氧化鈉與水的反應(yīng)我們之前已經(jīng)學(xué)習(xí)了，那么棉花的燃燒與二氧化碳到底有沒(méi)有關(guān)系？

設(shè)計(jì)意圖：通過(guò)趣味實(shí)驗(yàn)激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣，并引導(dǎo)學(xué)生聯(lián)系已有知識(shí)分析問(wèn)題并作出預(yù)測(cè)。

（2）討論階段—實(shí)驗(yàn)方案。

學(xué)生活動(dòng)：分組進(jìn)行討論并使用自制的“實(shí)驗(yàn)拼圖”設(shè)計(jì)“探究過(guò)氧化鈉與二氧化碳反應(yīng)”的實(shí)驗(yàn)方案和裝置圖，如圖5所示。

教師活動(dòng)：組織學(xué)生自主設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)方案和實(shí)驗(yàn)裝置，并觀察小組活動(dòng)開(kāi)展的情況。摘錄部分小組提出的實(shí)驗(yàn)方案整理如下。

方案1：向裝有碳酸鈣的燒瓶中滴加稀HCl制備CO2，將產(chǎn)生的CO2通入濃硫酸進(jìn)行干燥，并用向上排空氣法收集氧氣。將包有過(guò)氧化鈉的棉花投入裝滿氧氣的集氣瓶中，觀察棉花是否燃燒。

教師點(diǎn)評(píng)：方案設(shè)計(jì)的思路基本沒(méi)有問(wèn)題，但是如何保證制備得到的二氧化碳是干燥的呢？如果制備的二氧化碳有水分是否會(huì)對(duì)實(shí)驗(yàn)結(jié)論造成影響？

方案2：在方案1的基礎(chǔ)上加裝無(wú)水硫酸銅，若無(wú)水硫酸銅不變色，則說(shuō)明制備得到的二氧化碳是干燥的。如圖7所示。

某一小組的學(xué)生認(rèn)為方案2中通過(guò)向上排空氣法收集的二氧化碳會(huì)混有空氣，而空氣含有的水蒸氣可能對(duì)實(shí)驗(yàn)產(chǎn)生影響，因此提出改進(jìn)后的實(shí)驗(yàn)方案3。

方案3：用稀鹽酸和碳酸鈣制備二氧化碳?xì)怏w，并用濃硫酸進(jìn)行干燥，若無(wú)水硫酸銅沒(méi)有變色，說(shuō)明制得的二氧化碳是干燥的。將干燥的二氧化碳通入包有過(guò)氧化鈉的棉花中，觀察棉花是否燃燒。同時(shí)，在尾部加裝無(wú)水氯化鈣除去進(jìn)入裝置中空氣的水分。如圖8所示。

設(shè)計(jì)意圖：實(shí)驗(yàn)方案的設(shè)計(jì)是探究型課堂的重要組成部分。學(xué)生設(shè)計(jì)裝置的過(guò)程，其實(shí)就是培養(yǎng)學(xué)生發(fā)散思維和創(chuàng)新能力的過(guò)程，而這也是探究型課堂相比于傳統(tǒng)型課堂所具有的優(yōu)點(diǎn)。

（3）解釋階段—實(shí)驗(yàn)操作。

教師活動(dòng)：組織學(xué)生按小組上講臺(tái)展示自己的實(shí)驗(yàn)裝置，并組織學(xué)生按照自己設(shè)計(jì)的實(shí)驗(yàn)方案進(jìn)行實(shí)驗(yàn)操作。

學(xué)生活動(dòng)：上臺(tái)展示自己的實(shí)驗(yàn)方案，并動(dòng)手進(jìn)行操作。

（4）觀察階段—收集信息。

學(xué)生活動(dòng)：觀察實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象，并做好記錄。將方案1、2、3的實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象記錄整理如表2所示。

設(shè)計(jì)意圖：學(xué)生自己動(dòng)手操作獲取知識(shí)，這可以深化學(xué)生對(duì)本節(jié)課知識(shí)的理解。同時(shí)在操作的過(guò)程中，學(xué)生會(huì)遇到各種問(wèn)題，而解決這些問(wèn)題的過(guò)程本質(zhì)上就是學(xué)生超越自己的過(guò)程。

（5）討論階段—總結(jié)歸納。

學(xué)生活動(dòng)：根據(jù)觀察到的實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象進(jìn)行小組內(nèi)和小組間的討論，整理并分析討論所獲得的信息。最后請(qǐng)各小組代表發(fā)言：“從實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象來(lái)看，過(guò)氧化鈉能夠與二氧化碳反應(yīng)。二氧化碳本身是一種滅火物質(zhì)，卻使棉花燃燒了，說(shuō)明二氧化碳能與過(guò)氧化鈉反應(yīng)產(chǎn)生氧氣。”

教師活動(dòng)：總結(jié)學(xué)生代表的發(fā)言，肯定學(xué)生分析的合理性，并寫(xiě)出過(guò)氧化鈉與二氧化碳反應(yīng)的化學(xué)方程式：2Na2O2+2CO2■2Na2CO3+O2↑。

設(shè)計(jì)意圖：歸納總結(jié)是高中學(xué)生需要掌握的基本能力，而探究型化學(xué)課堂并不是完成實(shí)驗(yàn)操作就結(jié)束了，我們需要將實(shí)驗(yàn)所得到的信息進(jìn)行整理和歸納，進(jìn)而得出結(jié)論。

（6）解釋階段—?jiǎng)?chuàng)設(shè)情境。

教師活動(dòng)：請(qǐng)同學(xué)們用本節(jié)課所學(xué)到的內(nèi)容解釋?zhuān)簽槭裁聪虬羞^(guò)氧化鈉的棉花吹氣會(huì)使棉花燃燒？

學(xué)生活動(dòng)：運(yùn)用本節(jié)課學(xué)到的知識(shí)解釋課堂開(kāi)始時(shí)所遇到的問(wèn)題：由于人體呼出的氣體中含有較多的二氧化碳和水蒸氣，而二氧化碳和水蒸氣都能夠與過(guò)氧化鈉反應(yīng)產(chǎn)生氧氣，并且這個(gè)反應(yīng)是放熱的。從燃燒的三要素進(jìn)行分析，即可燃物（棉花）、氧氣和達(dá)到著火點(diǎn)（反應(yīng)放熱）三個(gè)條件都滿足，因此棉花燃燒。

設(shè)計(jì)意圖：創(chuàng)設(shè)情境是通過(guò)任務(wù)驅(qū)動(dòng)學(xué)生進(jìn)行探究，激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣，而課堂最后的落腳點(diǎn)也應(yīng)該回歸情境，體現(xiàn)課堂的整體性和連貫性。到此基于PDEODE策略的學(xué)生自主探究型課堂已經(jīng)完成。

（以上內(nèi)容獲得“2016年第六屆廣東省化學(xué)教師新課程實(shí)施能力大賽一等獎(jiǎng)”。）

四、 總結(jié)與反思

1. 基于PDEODE策略的學(xué)生自主探究型化學(xué)課堂教學(xué)模式的應(yīng)用價(jià)值

《普通高中化學(xué)課程標(biāo)準(zhǔn)（實(shí)驗(yàn)）》明確指出：通過(guò)以化學(xué)實(shí)驗(yàn)為主的多種探究活動(dòng)，使學(xué)生體驗(yàn)科學(xué)研究的過(guò)程，激發(fā)學(xué)習(xí)化學(xué)的興趣，強(qiáng)化科學(xué)探究意識(shí)，促進(jìn)學(xué)習(xí)方式的轉(zhuǎn)變，在實(shí)踐中培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新精神和實(shí)踐能力。基于PDEODE策略的學(xué)生自主探究型化學(xué)課堂分別具有兩次討論和解釋環(huán)節(jié)，在這四個(gè)環(huán)節(jié)中學(xué)生在小組內(nèi)和小組間可以盡情地分享自己思考的成果，而課堂的“主宰者”也從教師身上轉(zhuǎn)移到學(xué)生身上。同時(shí)，由于是探究型課堂，學(xué)生可以動(dòng)手獲取知識(shí)，體驗(yàn)完整的科學(xué)探究過(guò)程，也正如陸游所說(shuō)的：“紙上得來(lái)終覺(jué)淺，絕知此事要躬行。”

2. 基于PDEODE策略的學(xué)生自主探究型化學(xué)課堂教學(xué)模式的實(shí)施建議

（1）對(duì)象的選擇

學(xué)生自主探究型課堂對(duì)學(xué)生的知識(shí)儲(chǔ)備和實(shí)驗(yàn)?zāi)芰τ幸欢ǖ囊螅虼嗽谑谡n之前要對(duì)學(xué)生的學(xué)情做好充分地診斷，盡量將課堂內(nèi)容控制在學(xué)生最近發(fā)展區(qū)。

（2）時(shí)間的把控

學(xué)生自主探究型課堂對(duì)于培養(yǎng)學(xué)生的發(fā)散思維和創(chuàng)新能力有很顯著的作用，但是現(xiàn)在的課堂還是以講授式為主，其主要原因是由于探究型課堂耗費(fèi)的時(shí)間比講授式課堂要多。因此，在學(xué)生自主探究型課堂中，教師應(yīng)發(fā)揮出作為課堂主導(dǎo)者的作用，引導(dǎo)學(xué)生積極探索，而非在課堂上“瞎熱鬧”，將更多的時(shí)間用于思考和討論。

（3）實(shí)驗(yàn)的安全性

再精彩的課堂都是建立在安全的基礎(chǔ)上。對(duì)于學(xué)生自主探究型課堂而言，學(xué)生有親自動(dòng)手操作實(shí)驗(yàn)的機(jī)會(huì)，因此，在授課之前一定要跟學(xué)生強(qiáng)調(diào)實(shí)驗(yàn)的注意事項(xiàng)，特別本節(jié)課使用的過(guò)氧化鈉具有強(qiáng)的氧化性，如果使用不當(dāng)很容易造成爆炸等危險(xiǎn)。

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