淺談基于POE教學(xué)策略進(jìn)行小組合作學(xué)習(xí)
——化學(xué)實(shí)驗(yàn)課堂實(shí)錄

倪晉龍 胡滿紅

(渦陽(yáng)第四中學(xué) 安徽亳州 233600)

英國(guó)哲學(xué)家培根說(shuō)過(guò)：“討論猶如礪石，思想好比鋒刃，兩相砥礪將使思想銳利?！币虼?，小組討論合作學(xué)習(xí)已成為教師在優(yōu)化課堂教學(xué)過(guò)程中不可或缺的教學(xué)環(huán)節(jié)，尤其受到參加課堂教學(xué)大賽選手的追捧。究其原因，它以學(xué)生主動(dòng)參與為主，突出了學(xué)生的主體性，而且課堂氣氛濃厚。學(xué)生通過(guò)小組討論完成學(xué)習(xí)任務(wù)，不受教師、教材的束縛。在合作和探討中，學(xué)生的思維得到充分碰撞，極大地解放了學(xué)生的單點(diǎn)結(jié)構(gòu)思維，實(shí)現(xiàn)了關(guān)聯(lián)結(jié)構(gòu)思維的進(jìn)階。然而，在實(shí)際課堂教學(xué)中，大多數(shù)情況下小組討論只是為了活躍課堂氣氛，為了討論而討論，很少有教師把小組合作學(xué)習(xí)作為一種有效的教學(xué)策略去建構(gòu)課堂，小組討論往往程序化、形式化，忽視了學(xué)生學(xué)習(xí)的自主性，只是表面上的熱鬧，很難收到實(shí)質(zhì)性的效果。究其原因，主要有以下幾點(diǎn)。

1.問(wèn)題煩瑣沒(méi)有重點(diǎn)，且此起彼伏。

2.分組不合理，這組沒(méi)討論好，那組已經(jīng)結(jié)束。

3.討論時(shí)間把控不好，要么不夠要么超時(shí)，預(yù)期目標(biāo)很難實(shí)現(xiàn)。

那么，如何有效實(shí)施小組合作學(xué)習(xí)呢？本文以POE理論為基礎(chǔ)，以化學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)為案例，嘗試通過(guò)小組合作探究實(shí)現(xiàn)學(xué)生的思維進(jìn)階，意在為教學(xué)提供一些幫助。

一、POE教學(xué)策略概述

POE教學(xué)策略由White R.T.和Gunstoner R.F.于1992年正式提出的基本教學(xué)程序：預(yù)測(cè)—觀察—解釋(predict-observe-explain,縮寫(xiě)為POE)。筆者根據(jù)POE教學(xué)策略設(shè)計(jì)出小組合作思維進(jìn)階模型，如圖1。

圖1 小組合作思維進(jìn)階模型

二、明確分工，合理分組

科學(xué)合理地劃分學(xué)習(xí)小組能有效地活躍課堂氣氛，有利于學(xué)生進(jìn)行愉快的合作學(xué)習(xí)，提高課堂效率。我們可以先摸清班級(jí)學(xué)生的具體情況，從學(xué)生的學(xué)習(xí)能力和性格差異等多個(gè)角度，按照組內(nèi)異質(zhì)、組間同質(zhì)的方式進(jìn)行分組。后續(xù)還可以進(jìn)行輪換，讓不同小組之間的人員交叉合作。筆者認(rèn)為將學(xué)生分為六人一個(gè)小組為宜，按照成績(jī)優(yōu)、中、差2∶2∶2比例分配，運(yùn)用前后排討論的方式，要有組長(zhǎng)、記錄員、報(bào)告員等。小組討論時(shí)，前排同學(xué)回過(guò)頭就可以和后排的同學(xué)進(jìn)行討論。這種分組方便、快捷，不需要移動(dòng)學(xué)生的座位。組與組之間實(shí)力差異不大，小組之間勢(shì)力均衡，這樣可以培養(yǎng)學(xué)生的自信心，提高他們的主動(dòng)性。

三、加強(qiáng)指導(dǎo)，教會(huì)方法

課堂教學(xué)離不開(kāi)小組合作，有效的小組合作，離不開(kāi)教師科學(xué)的指導(dǎo)。每一個(gè)環(huán)節(jié)的工作都必不可少，所以在選擇小組合作學(xué)習(xí)方式時(shí)，需要關(guān)注細(xì)節(jié)，真正使其發(fā)揮作用。

(一)選擇有探討價(jià)值的內(nèi)容，完成預(yù)習(xí)鋪墊

教師要把握教材的重難點(diǎn)。越是教材的核心問(wèn)題，越要讓學(xué)生自主學(xué)習(xí)后展開(kāi)討論。所以在上新課前，我們要精心設(shè)計(jì)導(dǎo)學(xué)案，根據(jù)學(xué)生完成導(dǎo)學(xué)案的情況，再去設(shè)計(jì)討論的問(wèn)題，這些問(wèn)題應(yīng)該是學(xué)生在預(yù)習(xí)過(guò)程中自己不能解決的，例如為什么弱電解質(zhì)溶液越稀越電離。教師引導(dǎo)學(xué)生對(duì)這些問(wèn)題進(jìn)行有價(jià)值的梳理、討論、歸納。

(二)精心設(shè)計(jì)難度適中的討論內(nèi)容，有效開(kāi)展小組討論

課堂討論的內(nèi)容要具備有效性，這種有效性會(huì)使整個(gè)課堂更加活躍，而不是讓整個(gè)課堂陷入冷場(chǎng)境地。因此，教師設(shè)計(jì)的討論問(wèn)題必須具有針對(duì)性和思考空間，對(duì)學(xué)生的認(rèn)知能力要有所了解。在開(kāi)展討論時(shí)，要讓所有的組員了解自己的任務(wù)，也要細(xì)致觀察學(xué)生的討論，必要時(shí)介入學(xué)生的討論，使得討論的內(nèi)容符合實(shí)際。

在探索“銅和濃、稀硝酸反應(yīng)”時(shí)，人教版必修一和魯科版必修一教材將濃、稀硝酸進(jìn)行比較歸納，沒(méi)有安排實(shí)驗(yàn)對(duì)它們的現(xiàn)象進(jìn)行分析。硝酸的強(qiáng)氧化性，是本節(jié)課的重點(diǎn)內(nèi)容。筆者通過(guò)動(dòng)手實(shí)驗(yàn)，加深學(xué)生對(duì)此內(nèi)容的理解。

環(huán)節(jié)一：創(chuàng)設(shè)問(wèn)題情境，建構(gòu)認(rèn)知模型

本節(jié)課伊始，筆者播放硝酸泄漏的視頻，讓學(xué)生知道硝酸泄漏對(duì)環(huán)境產(chǎn)生的危害。學(xué)生觀看視頻，回顧了硝酸的物理性質(zhì)。筆者引導(dǎo)學(xué)生分析鐵在濃硝酸的環(huán)境下發(fā)生急劇變化的原因，認(rèn)識(shí)到要證明一種物質(zhì)具有強(qiáng)氧化性，就應(yīng)該選擇弱還原劑進(jìn)行反應(yīng)，而金屬銅就是一種常見(jiàn)的弱還原劑。任務(wù)驅(qū)動(dòng)一：濃硝酸和銅的反應(yīng)。筆者讓學(xué)生書(shū)寫(xiě)相關(guān)方程式，預(yù)測(cè)現(xiàn)象：銅片逐漸溶解，溶液變藍(lán)，有紅棕色氣體產(chǎn)生。這時(shí)，教師給出了相關(guān)實(shí)驗(yàn)儀器：廢空瓶、注射器、濃硝酸、銅絲和銅片。實(shí)驗(yàn)要求：安全、綠色、節(jié)約。小組經(jīng)討論后設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)方案，并上臺(tái)展示方案，再通過(guò)組間討論，最后確定方案可行性并實(shí)施實(shí)驗(yàn)。本實(shí)驗(yàn)筆者關(guān)注了兩個(gè)實(shí)驗(yàn)細(xì)節(jié)：一是讓學(xué)生自主設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)，確實(shí)實(shí)驗(yàn)方案并動(dòng)手實(shí)驗(yàn)，體現(xiàn)了學(xué)生的主體性。二是用廢舊空瓶和注射器代替?zhèn)鹘y(tǒng)的試管，反應(yīng)在密閉環(huán)境中發(fā)生，減少了環(huán)境污染，體現(xiàn)了綠色化學(xué)和實(shí)驗(yàn)創(chuàng)新的理念。證偽：學(xué)生做完實(shí)驗(yàn)后意外發(fā)現(xiàn)溶液并非預(yù)期的藍(lán)色，而是呈現(xiàn)出綠色，這種現(xiàn)象大大激發(fā)了學(xué)生實(shí)驗(yàn)探究的欲望，各組經(jīng)討論后提出了三種猜想。猜想一：溶液中銅離子濃度過(guò)大。猜想二：生成其他物質(zhì)，如亞銅離子。猜想三：濃硝酸溶解了二氧化氮。最后筆者進(jìn)行點(diǎn)撥、分析，學(xué)生否定了猜想二，并針對(duì)猜想一、猜想三再進(jìn)行實(shí)驗(yàn)和探究。我們又重新配置了兩瓶稀硝酸銅溶液和飽和硝酸銅溶液，實(shí)驗(yàn)中溶液都呈現(xiàn)出藍(lán)色，因此否定了猜想一。對(duì)于猜想三，我們討論后決定向該溶液中通入氮?dú)?，趕走二氧化氮，結(jié)果溶液由綠色變?yōu)樗{(lán)色，從而得出結(jié)論：猜想三是合理的。在課堂上對(duì)證偽進(jìn)行再探究，體現(xiàn)了課堂教學(xué)過(guò)程中的生成之美，實(shí)現(xiàn)了學(xué)生思維的進(jìn)階。任務(wù)驅(qū)動(dòng)二：稀硝酸和銅的反應(yīng)。稀硝酸和銅反應(yīng)會(huì)產(chǎn)生一氧化氮，一氧化氮又和氧氣反應(yīng)產(chǎn)生二氧化氮。因而學(xué)生想到，必須在隔絕空氣的條件下進(jìn)行銅和稀硝酸反應(yīng)。其中一組學(xué)生經(jīng)過(guò)討論、整理，上臺(tái)展示如下實(shí)驗(yàn)：將廢舊空瓶抽成真空，在瓶塞上插入銅絲，然后通過(guò)注射器擠入稀硝酸，廢舊空瓶鼓起，把廢空瓶立起來(lái)，銅絲和稀硝酸脫離接觸，反應(yīng)停止，做到了即用即停。我們用注射器向廢舊空瓶里注入空氣，出現(xiàn)預(yù)期的紅棕色。這個(gè)實(shí)驗(yàn)的創(chuàng)新點(diǎn)就是安全、綠色環(huán)保、易操作，便于分組實(shí)驗(yàn)。

環(huán)節(jié)二：學(xué)以致用

利用AL智能技術(shù)進(jìn)行實(shí)驗(yàn)題目推送，讓學(xué)生在平板上現(xiàn)場(chǎng)做題，教師根據(jù)做題情況進(jìn)行大數(shù)據(jù)分析，根據(jù)學(xué)生對(duì)此知識(shí)點(diǎn)的掌握情況調(diào)整教學(xué)方案，大大提高了課堂效率。

環(huán)節(jié)三：交流總結(jié)

學(xué)生談感悟，教師總結(jié)硝酸的強(qiáng)氧化性，并告訴學(xué)生，生活當(dāng)中有很多難以解釋的現(xiàn)象等著我們?nèi)グl(fā)現(xiàn)。整個(gè)課堂體現(xiàn)了探究之美，實(shí)現(xiàn)了學(xué)生思維和動(dòng)手能力的進(jìn)階。

環(huán)節(jié)四：實(shí)驗(yàn)總結(jié)

在探究硝酸性質(zhì)中，應(yīng)用了POE理論，最終形成“發(fā)現(xiàn)問(wèn)題—理論分析—提出假設(shè)—實(shí)驗(yàn)探究—解決問(wèn)題”的思維模型，符合馬斯洛需求層次理論，滿足了學(xué)生學(xué)習(xí)心理階梯式成長(zhǎng)需求。

(三)提高全體學(xué)生學(xué)習(xí)能力，關(guān)注學(xué)困生

在小組討論中，我們經(jīng)常發(fā)現(xiàn)優(yōu)等生侃侃而談，他們的意見(jiàn)往往是整個(gè)小組的意見(jiàn)，中等生偶爾會(huì)提出自己的見(jiàn)解，但是學(xué)困生經(jīng)常會(huì)作為一個(gè)旁觀者存在，很少發(fā)表自己的見(jiàn)解。為了實(shí)現(xiàn)共同提高，可將學(xué)困生均勻分配到各個(gè)小組，明確他們的分工，根據(jù)他們已有的知識(shí)水平給他們分配任務(wù)。實(shí)現(xiàn)組間相互競(jìng)爭(zhēng)，組內(nèi)共同發(fā)展，最終達(dá)到共同成長(zhǎng)的目的。

(四)教師參與，適時(shí)調(diào)控

在小組討論時(shí)，教師也要適時(shí)地參與進(jìn)去。這種參與并不是一味地干預(yù)他們的思想，而要真正俯下身子，從學(xué)生的角度去看待問(wèn)題。在探究銅和濃、稀硝酸反應(yīng)中，針對(duì)出現(xiàn)的“溶液并非預(yù)期的藍(lán)色，而呈現(xiàn)綠色”這樣一個(gè)關(guān)鍵性的問(wèn)題，讓學(xué)生再討論、再探究。此過(guò)程如果教師不參與進(jìn)去，就不了解學(xué)生的思維進(jìn)階情況，也就不可能進(jìn)行有針對(duì)性的點(diǎn)撥。

(五)合作交流，多元評(píng)價(jià)

小組討論要具備一定的開(kāi)放性，多元化交流和溝通可以提高學(xué)生的綜合水平，能夠讓學(xué)生共同進(jìn)步和發(fā)展。銅和濃硫酸反應(yīng)的實(shí)驗(yàn)是高中化學(xué)必修二課本中的一個(gè)經(jīng)典演示實(shí)驗(yàn)。人教版教材中實(shí)驗(yàn)裝置采用抽拉銅絲的方法控制反應(yīng)的進(jìn)行，將二氧化硫氣體通入用試管夾夾住盛有品紅溶液的試管，品紅溶液褪色，加熱后復(fù)色，進(jìn)一步驗(yàn)證二氧化硫。該實(shí)驗(yàn)主要存在以下三點(diǎn)不足：一是裝置設(shè)計(jì)中導(dǎo)管伸入到品紅溶液中容易造成倒吸，而且加熱品紅溶液時(shí)間較長(zhǎng)。二是實(shí)驗(yàn)過(guò)程中抽拉銅絲比較困難，實(shí)驗(yàn)過(guò)程中容易造成二氧化硫氣體泄露。三是反應(yīng)過(guò)程中溶液呈藍(lán)色不明顯，出現(xiàn)褐色。對(duì)于以上不足，班級(jí)小組展開(kāi)合作，拿出自己的改進(jìn)方案進(jìn)行開(kāi)放式交流，并進(jìn)行了如下微型化改進(jìn)。實(shí)驗(yàn)用品和儀器：帶有翻口橡皮塞的西林瓶2個(gè)(一瓶裝有少許酸性高錳酸鉀溶液)，5 mL塑料注射器A，5 mL玻璃注射器B，塑料注射器C。試劑和藥品：品紅試紙，細(xì)銅絲，80%的濃硫酸，酸性高錳酸鉀溶液。實(shí)驗(yàn)步驟和現(xiàn)象：1.將塑料注射器A插在西林瓶塞上，將細(xì)銅絲插在針頭內(nèi)并固定好，針頭前露出的銅絲繞成螺旋狀，再把瓶塞塞上。2.用注射器C向西林瓶注入2 mL80%的濃硫酸，并拔出注射器C。3.再把內(nèi)壁貼有濕潤(rùn)的品紅試紙的注射器B插在西林瓶塞上。4.用酒精燈加熱西林瓶，當(dāng)濃硫酸溶液對(duì)流時(shí)，把注射器A慢慢下移，使銅絲與濃硫酸接觸，反應(yīng)立即發(fā)生，同時(shí)出現(xiàn)大量氣泡。注射器B不動(dòng)，讓空氣進(jìn)入注射器A，注射器A的活塞慢慢向上移動(dòng)，再固定住注射器A，注射器B活塞慢慢向上移動(dòng)，這時(shí)二氧化硫進(jìn)入注射器B。5.停止加熱，可以觀察到品紅試紙逐漸褪色，濃硫酸溶液逐漸變藍(lán)并產(chǎn)生極少的黑色固體。6.品紅試紙褪色時(shí)，將注射器B拔出，并用橡皮泥堵住針頭，放入沸水加熱，品紅試紙復(fù)原。6.將注射器B中的二氧化硫緩慢注入酸性高錳酸鉀溶液中，溶液顏色變淺。7.當(dāng)裝置冷卻下來(lái)，選擇5 mL注射器將氫氧化鈉溶液注入銅與濃硫酸反應(yīng)實(shí)驗(yàn)的西林瓶中。下推注射器A和注射器B的活塞，使二氧化硫被堿液吸收。實(shí)驗(yàn)創(chuàng)新：選擇西林瓶，而不用試管，裝置簡(jiǎn)單，現(xiàn)象明顯，安全可靠，便于課堂分組實(shí)驗(yàn)。在整個(gè)實(shí)驗(yàn)方案的分享交流過(guò)程中，既有共識(shí)也有分歧，這時(shí)候要充分發(fā)揮教師的主導(dǎo)作用，教師既要對(duì)各小組的不同見(jiàn)解給予恰當(dāng)?shù)墓膭?lì)，又要指出他們的不足，最后還要對(duì)確定的方案進(jìn)行多元開(kāi)放性評(píng)價(jià)，為學(xué)生留下探索的思維空間，從而為學(xué)生開(kāi)啟創(chuàng)新的智慧之門(mén)。

四、總結(jié)與反思

通過(guò)對(duì)這兩個(gè)實(shí)驗(yàn)教學(xué)案例的分析，筆者認(rèn)為對(duì)真實(shí)問(wèn)題的深度探究必須依托具有一定挑戰(zhàn)性的學(xué)習(xí)任務(wù)的驅(qū)動(dòng)，教學(xué)設(shè)計(jì)的好壞直接影響教學(xué)效果的好壞。尤其是學(xué)生活動(dòng)的設(shè)計(jì)，活動(dòng)方式不應(yīng)該就是回答問(wèn)題、上黑板板演那么簡(jiǎn)單，而應(yīng)包括具有化學(xué)學(xué)科特點(diǎn)的演示實(shí)驗(yàn)、小組討論、小組實(shí)驗(yàn)。提供給學(xué)生小組討論的機(jī)會(huì)，讓學(xué)生自己去構(gòu)建知識(shí)體系和思維模型。深度學(xué)習(xí)對(duì)于學(xué)習(xí)者個(gè)人而言較難達(dá)成，但是構(gòu)建相應(yīng)的小組合作則會(huì)使之更容易實(shí)現(xiàn)。在整個(gè)小組當(dāng)中，所有的成員都有共同的目標(biāo)，而且他們所具備的身份和角色并不完全相同。這種特定的模式會(huì)讓他們具有一定歸屬感，使他們更加了解并深度參與小組合作，促使他們對(duì)學(xué)習(xí)產(chǎn)生興趣，使他們的合作更為深刻。在這種影響之下，學(xué)生的討論更加積極，而且互相提出質(zhì)疑并共同解決問(wèn)題，實(shí)現(xiàn)了學(xué)生思維的進(jìn)階。

總之，基于POE教學(xué)策略進(jìn)行小組合作學(xué)習(xí)，還需要反復(fù)實(shí)踐和強(qiáng)化，從而達(dá)到全面提高學(xué)生的思維。