基于PDEODE模式培養(yǎng)合作探究學習的化學課堂教學設計
——以“鈉與水反應”為例

柳小康，何朝俊，字 敏**

(1.云南師范大學化學 化工學院，云南 昆明 650500；2.銅仁市第二中學，貴州 銅仁 554300)

1 問題的提出

化學學科離不開實驗的支撐?！镀胀ǜ咧谢瘜W課程標準(2017年版)》中提出[1]：“在化學教學的過程之中應該多開展以化學實驗為主的多樣化的探究活動”。如何開展實驗教學以促進培養(yǎng)學生科學探究與科學態(tài)度核心素養(yǎng)，發(fā)展合作探究能力，已成為教師需要思考的問題。傳統(tǒng)的教學，由于教學任務的緊迫，加之實驗教學沒有明確的實施環(huán)節(jié)，所以對教材的實驗部分多是運用講授法(由教師結合考試易考點講解實驗原理、實驗的過程、實驗的現(xiàn)象及實驗結論)，學生沒有做實驗的機會。筆者在閱讀文獻和相關書籍中發(fā)現(xiàn)，PDEODE模式運用于實驗教學，可以有效解決實驗教學中出現(xiàn)的此類問題。PDEODE教學模式，本質上是通過預測環(huán)節(jié)，了解學生原有的認知結構，在此基礎上通過小組討論進行實驗探究、形成解釋，學生觀察實驗現(xiàn)象和結果整理，對實驗產生的結果以及自己的預測進行討論交流，最終得到解釋。其過程與實驗教學的路徑協(xié)同，將其運用于實際教學具有可行性。

2 PDEODE教學模式

2.1 PDEODE實驗教學模型

PDEODE教學模式，集化學實驗教學的關鍵步驟，即猜想(預測+討論+解釋)-實施(觀察+討論)—得出結論(解釋)于其中。廣東省東莞市塘廈中學李健榮老師將學生自主探究型PDEODE化學課堂劃分為6個基本環(huán)節(jié):“創(chuàng)設情境—提出猜想—實驗方案—實驗操作—收集信息—總結歸納”[2]。通過理解文章和整理，本文提出了PDEODE策略實驗教學模型設計(圖1)。

圖1 PDEODE策略實驗教學模型

2.2 應用于鈉與水反應的模型架構

借助于圖1中對PDEODE模型與實驗教學的融合形式，選取人教版高中化學第一冊第二章第一節(jié)中鈉與水的反應實驗展開研究。通過猜想—實施—得出結論為主體，細化PDEODE教學模式，建立可操作、易實現(xiàn)的實驗學習模式。(由于課時限制本文教學設計實施部分已做縮減)具體如圖2所示。

圖2 鈉與水反應的合作探究學習實驗模型

通過鈉與水反應實驗的學習，學生可以認識到活潑金屬與水反應的通性。本實驗是高中生學習鈉性質的重要實驗，該實驗現(xiàn)象清晰, 學生分析起來也比較容易, 因此, 通過現(xiàn)象推斷產物也是本實驗的一個亮點[3]。

教學設計是教師思考如何教，根據(jù)學習者的需要運用系統(tǒng)方法和相關理論與技術分析教學問題，設計出解決問題的策略、試行方案，評價試行結果及對試行結果再評價、修改和完善的一系列過程[4]。對于教學設計的打磨、修改和精進，是每一位教師成長必要基本功。好的教學設計是課堂教學有效性的前提，而融入可操作性的教學模式對于發(fā)展學生核心素養(yǎng)具有“催化”作用。將PDEODE模式融入中學化學教學設計中，對于以實驗為基礎的化學學科有一定必要性，對于學生合作探究意識也具有有效推動性。

筆者基于PDEODE模式，采用小組合作探究方式，以新課標理念為指引，選取鈉與水的反應實驗為例，設計了教學案例，以期為教師合理運用該模式提供借鑒。

3 基于PDEODE模式的“鈉與水的反應”的化學課堂教學設計

3.1 教學分析

教學分析分為課標分析、教材分析、學情分析三部分，詳見表1。

表1 教學分析

3.2 教學目標[5]及教學重難點

教學目標、重難點如表2。

表2 教學目標、重難點

3.3 教學實錄(運用PDEODE模式部分)

【導入】生活中通常可以用水來滅火,那么水是否可以用來生火呢？教師進行滴水點燈這個魔術。用鑷子取出實驗準備的金屬鈉,將其包裹在干燥酒精燈的燈芯處,然后用滴管取一些燒杯當中的水,將水滴在燈芯之上，大家都能看到酒精燈燃燒起來。播放“沈陽鈉工廠”爆炸視頻，學生觀看。

【設計意圖】運用演示實驗導課，激發(fā)學生的學習熱情和對親自動手實驗的渴望，為之后的實驗順利進行做準備。利用真實事件視頻，對于學生的好奇心和求知欲起到推動作用。

【教師提出問題】為什么包裹鈉的燈芯遇水燃燒起來了？其中鈉發(fā)生了反應嗎？為什么鈉工廠燃燒中還有爆炸的伴隨？

【學生獨立思考(P)】針對問題進行預測，將可能的原因(盡可能使用化學用語)書寫在自己的課堂記錄本中。找到鈉在周期表中的位置畫出結構示意圖(圖3)，鈉最外層有一個電子，容易失去，應該是具有較強還原性。

圖3 鈉原子的原子結構示意圖

【教師追問】從結構分析物質性質這個視角非常好，但對于老師上面的提問還是未能解決呀！

【學生以小組形式思考-討論并形成主要觀點(D-E)】學生將自己所記錄的預測觀點與小組成員分享，小組討論分析形成主要觀點:①金屬鈉與水不反應，只是單純放出了熱量，達到燈芯的著火的，使其燃燒起來。②金屬鈉與水反應放出熱量，由其反應物來看產生了堿和氧氣。③由鈉的結構分析，鈉具有還原性，與水反應被水氧化，結合氧化還原反應產物應該是堿和氫氣。④爆炸應該是由于氫氣不純導致。

學生小組分析發(fā)生的可能反應(未配平)：

反應1: Na+H2O=NaOH+O2

反應2: Na+H2O=NaOH+H2

【教師提供支持】燒杯、試管、酒精燈、鈉單質、酚酞

【進行實驗并觀察(O)】按照小組的形式進行鈉與水反應的實驗，認真觀察實驗現(xiàn)象，并做好記錄。(在水中預先滴加了酚酞)學生觀察到水溶液變紅了(學生：應該是反應的產物中有堿性物質)，并且收集了所產生的氣體。將所收集到反應產生的氣體接近酒精燈，有爆鳴聲出現(xiàn)，而且在試管的管口有水珠。

【通過實驗、觀察，小組討論進而解釋(D-E)】通過分組實驗探究，小組得出一致結論，反應的原理應該是(小組板書呈現(xiàn))：

1)反應現(xiàn)象：浮(將鈉投入水中鈉浮于水面)、熔(鈉塊熔化成球狀—反應放熱且鈉熔點低)、游(鈉在水面上不停游動)、響(反應劇烈有“呲呲”響聲)、紅(最終滴加酚酞的水溶液變紅了)。

2)反應方程式：2Na+2H2O=2NaOH+H2↑。

3)反應離子方程式：2Na+2H2O=2Na++2OH-+H2↑。

【回歸問題，解釋原由(E)】由于鈉與水的反應是一個放熱的反應，反應放出的熱使得燈芯燃燒。鈉遇水反應產生氫氣，由于工廠氣體流通導致氫氣不純發(fā)生爆炸。驗證了觀點③、④的正確性。

4 結語

基于PDEODE模式培養(yǎng)學生合作探究學習能力是可行的，《普通高中化學課程標準(2017年版)》[1]明確指出：“通過化學實驗為主的多種探究活動, 學生能夠體驗科學實驗研究的過程, 激發(fā)學生對于化學的學習熱情, 強化科學探究意識, 促進學習方式的轉變, 在實踐中培養(yǎng)學生的創(chuàng)新精神和實踐能力”。高中化學實驗教學在新課標指引之下結合PDEODE教學模式，有序合理進行實驗，對于培養(yǎng)學生“科學探究與創(chuàng)新意識”“科學態(tài)度與社會責任”等核心素養(yǎng)具有一定的促進作用，此模式之下的實驗教學重視學生的自主合作，進而能夠發(fā)展學生的合作探究能力。