PDEODE策略在化學課堂教學中的應用實例

劉欣韻

摘 要：學生對新化學概念的學習易因受迷思概念的影響得不到好的學習效果，PDEODE策略有助于改善此種情況。本文旨在使用《沉淀反應的應用》這一案例闡述如何在化學課堂教學中實施該策略。

關鍵詞：迷思概念[1];PDEODE策略;沉淀反應的應用;化學平衡移動原理

在高中的化學教學過程中，很多教師會產生這樣的疑惑：學生不容易接受新的概念，教師要通過不斷的重復才能達到使學生記住新概念的效果。但即便如此學生在真正需要運用概念時又不知從何入手。造成此現象的其中一個重要原因是學生在學習前已受迷思概念的影響而無法真正接受新的科學概念。所謂迷思概念是指學生對某一個科學概念有別于教材的理解。迷思概念廣泛存在于每一個學習個體中，但由于其具有一定的隱蔽性難以被教師發現;而大多數的迷思概念是在長期的生活經驗中形成的，因此糾正的難度較大。[1]為了實現有效課堂的教與學的目標，教師必須尋找合理的策略，積極地把迷思概念轉化為科學概念。

一、PDEODE策略

1982年，波斯納等人提出了著名的“概念轉變學習理論”，得到了許多研究者和教育同行的認可。在此基礎上，教師通過長期教學經驗的積累自然地得出了乃至現在還有很多教師沿用的DOE策略（演示-觀察-解釋）。DOE策略側重的是讓學生通過觀察實驗現象這種直觀的方式達到接受和記憶科學概念的目的。但實際的效果是很多學生會隨著對實驗現象的記憶的消退而遺忘了科學概念。

Gunstone和White又在DOE策略的基礎上提出了POE[2]策略（預測-觀察-解釋），此策略已在一定程度下發揮了學生的主動性，讓學生進行預測，但無法達到呈現學生的迷思概念的目的。

筆者繼續翻閱資料，發現Kolari和Ranne提出了PDEODE策略[3]（預測-討論-解釋-觀察-討論-解釋）。這一策略符合了以學生為主導的合作型教學的特點，充分暴露學生的迷思概念，并使學生在實驗現象與預測現象的沖擊下實現概念轉變。以下是筆者結合課堂教學對此策略的理解：要真正地轉變學生的迷思概念，應該要使學生經歷以下過程：學生呈現自己的迷思概念，通過觀察實驗現象使過去的想法受到沖擊，進而產生了思考與討論，在教師的指引下進行迷思概念的自我轉變，最后通過得到教師的肯定強化了對科學概念的記憶。

二、PDEODE策略在《沉淀反應的應用》教學中的運用

《沉淀反應的應用》是在《難溶電解質的溶解平衡》的應用和升華。對于很多學生來說，此節研究的沉淀的生成，沉淀的溶解和沉淀的轉化理解起來是有難度的。這是因為即便通過了第一節的學習后，“沉淀就是不溶的物質”這一迷思概念還頑固地存在于學生的腦海里。因此筆者認為《沉淀反應的應用》這一節課的教學是PDEODE策略運用的典型例子，基于此，本文將著重通過對本節課中對沉淀溶解這一部分教學課堂實錄的分析來談談應用該策略的所思所想：

（一）課題：《沉淀反應的應用——沉淀的溶解》（人教版選修4）

（二）教學目標：

1.使學生進一步認識難溶電解質在水中存在溶解平衡，并能結合實例分析。

2.使學生能夠運用平衡移動的觀點對沉淀溶解過程進行分析。

（三）教學重點：沉淀的溶解

教學難點：從沉淀溶解平衡移動原理角度來分析沉淀的溶解。

（四）教學過程：

（引入）在生活中我們會發現用久了的煮水壺有水垢，應如何除去？

（以生活中常見的現象引入沉淀溶解，學生很容易根據學過的知識回答：2CH3COOH+CaCO3=（CH3COO）2Ca+H2O+CO2）。

通過之前的學習我們能得到加酸能使某些難溶鹽溶解的辦法。除此以外還有別的方法使沉淀溶解嗎？

（實驗探究預測）往盛有少量Mg（OH）2的試管中分別加入蒸餾水、鹽酸和氯化銨溶液，會有什么實驗現象？請說出你的預測與原因，并與小組成員交流。

學生立刻進行了激烈的討論，教師在這過程中認真聆聽學生的觀點，以下收集的是學生有代表性的觀點：

1.加入蒸餾水：第一種觀點認為沒有明顯現象，原因是氫氧化鎂是難溶于水的沉淀;第二種觀點認為立刻會看到沉淀發生溶解，原因是難溶電解質存在溶解平衡，加入蒸餾水使鎂離子和氫氧根離子濃度下降，平衡向沉淀溶解的方向移動;第三種觀點在第二種觀點的基礎上提出加入的水少時無明顯現象，只有加入較大量的水才能看到沉淀消失。

2.加入鹽酸：此處學生統一認為會看到白色沉淀消失。原因是發生了酸堿中和反應。

3.加入氯化銨：第一種觀點是無明顯現象，原因是前面學習沒有提到過難溶性堿可與鹽反應;第二種觀點是白色沉淀消失，原因是氯化銨因水解呈酸性，因此能溶解難溶性堿氫氧化鎂;第三種觀點是白色沉淀消失，原因是銨根離子和氫氧化鎂中的氫氧根離子結合成更弱的電解質一水合氨，使溶液中氫氧根離子濃度下降，平衡向沉淀溶解的方向移動。

（實驗探究）學生分組進行實驗，觀察并記錄實驗現象。

（學生在預測實驗現象后有著想了解真相的強烈愿望，在這種愿望的驅動下以小組為單位進行合作實驗。此時他們的注意力高度集中，效率極高，且培養了合作的精神）

（實驗現象匯報及解釋）學生代表匯報實驗現象，并且對比自己的預測進行討論得出合理的解釋。

觀察了實驗現象以后，很多學生的迷思概念受到了沖擊，因而產生了強烈的求知欲，紛紛開始了激烈討論，并進行了自己或者是組內的觀點糾正。以下摘錄了有代表性的發言：

①加入蒸餾水：白色沉淀消失，原因是溶解的氫氧化鎂電離出鎂離子和氫氧根離子，加水后使離子濃度均下降，造成平衡向沉淀溶解方向移動，變化可用圖二來表示：

②加入鹽酸：因為鹽酸能與氫氧根離子反應生成更弱的電解質水，造成氫氧根離子濃度下降，平衡向沉淀溶解的方向移動，變化可用圖三來表示：

③加入氯化銨溶液：實驗現象是白色沉淀溶解。對于此現象的解釋仍存在兩種觀點：一是認為氯化銨溶液呈酸性，中和了溶液中的氫氧根離子造成離子濃度下降，平衡向沉淀溶解的方向移動。二是認為氯化銨電離出的銨根離子與氫氧根離子結合生成更弱的電解質一水合氨造成離子濃度下降，平衡向沉淀溶解的方向移動。

（設問）兩方面的觀點都似乎有道理，到底是哪個觀點正確呢？如何用實驗證明？

（由于兩方面的觀點都有一定道理，而學生無法通過語言來辨出正誤。這里教師必須進行干預，引導學生想出解決的方案。因為化學是以實驗為基礎的一門科學，因此最好用實驗的方案進行探究。學生在此過程中可以充分發揮自己的主動性，探究的情緒十分高漲。）

（學生討論實驗方案）可能的原因分別是溶液呈酸性和銨根離子的存在，學生很快抓住了關鍵，得出了通過往氫氧化鎂懸濁液中加入醋酸銨溶液的實驗方案。如果不溶解，就能證明造成沉淀溶解的原因是銨根離子的存在。

（實驗探究）學生往氫氧化鎂懸濁液中加入適量的醋酸銨溶液。

學生觀察實驗現象：無明顯變化。

（討論結論與原因）學生通過直觀的實驗現象得出了結論，并用溶解平衡移動的方法分析了氯化銨溶液使氫氧化鎂懸濁液變澄清的原因（如圖四）

（結尾）一個簡單沉淀溶解現象的本質原因是沉淀的溶解平衡移動。這是對難溶電解質的溶解平衡的其中一個應用。

三、教學評價與分析

大多數教師對這節課的評價是思路清晰、條理分明，學生參與度高、課堂氣氛活躍，教學效果良好;而學生普遍認為這節課內容接受起來容易，收獲頗豐。

筆者在設計這節課的時候思路是這樣的：由于初中化學只有一年學習的時間，學生在此之前又毫無基礎，因此教育有局限性。很多學生會形成這樣的一些迷思概念：“沉淀就是不溶于水的物質”，“要是沉淀溶解就只有兩種情況，一是難溶堿與酸的反應，二是某些難溶鹽與酸的反應”。如果忽視這些事前想法，直接向學生灌輸“難溶電解質的溶解實質就是溶解平衡的移動”，只會為學生繁重的記憶添負擔。因此利用PDEODE策略，先幫助學生找到迷思概念（預測），并把這些想法以語言的形式表達出來（討論、解釋）。教師不能簡單地通過否定來向學生灌輸科學概念，因此通過演示或者學生探究實驗來驗證自己的預測（觀察）。當學生觀察到現象與預測不相符，迷思概念自然受到沖擊，學生自發地糾正過去的錯誤想法（討論），并以語言的形式表達出來（解釋）。

參考文獻

[1]李雁冰、刁彭成.科學教育中的“迷思教育”初探[J]，全球教育展望，2006.5：65-68

[2]顧江鴻、史小梅、李春密.預測-觀察-解釋—一種基于現代教育研究的演示策略[J]，教育教學研究，2009.5：54-56

[3]李淑妍.基于PDEODE模式的化學實驗教學實踐研究.化學教學[J].2020.8：59-62