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        基于PDEODE模式培養(yǎng)合作探究學(xué)習(xí)的化學(xué)課堂教學(xué)設(shè)計
        ——以“鈉與水反應(yīng)”為例

        2022-06-29 02:15:22柳小康何朝俊
        云南化工 2022年6期
        關(guān)鍵詞:化學(xué)實驗教學(xué)探究

        柳小康,何朝俊,字 敏**

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

        1 問題的提出

        化學(xué)學(xué)科離不開實驗的支撐?!镀胀ǜ咧谢瘜W(xué)課程標(biāo)準(zhǔn)(2017年版)》中提出[1]:“在化學(xué)教學(xué)的過程之中應(yīng)該多開展以化學(xué)實驗為主的多樣化的探究活動”。如何開展實驗教學(xué)以促進(jìn)培養(yǎng)學(xué)生科學(xué)探究與科學(xué)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(xué),由于教學(xué)任務(wù)的緊迫,加之實驗教學(xué)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(jié)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(jié)論),學(xué)生沒有做實驗的機(jī)會。筆者在閱讀文獻(xiàn)和相關(guān)書籍中發(fā)現(xiàn),PDEODE模式運用于實驗教學(xué),可以有效解決實驗教學(xué)中出現(xiàn)的此類問題。PDEODE教學(xué)模式,本質(zhì)上是通過預(yù)測環(huán)節(jié),了解學(xué)生原有的認(rèn)知結(jié)構(gòu),在此基礎(chǔ)上通過小組討論進(jìn)行實驗探究、形成解釋,學(xué)生觀察實驗現(xiàn)象和結(jié)果整理,對實驗產(chǎn)生的結(jié)果以及自己的預(yù)測進(jìn)行討論交流,最終得到解釋。其過程與實驗教學(xué)的路徑協(xié)同,將其運用于實際教學(xué)具有可行性。

        2 PDEODE教學(xué)模式

        2.1 PDEODE實驗教學(xué)模型

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

        圖1 PDEODE策略實驗教學(xué)模型

        2.2 應(yīng)用于鈉與水反應(yīng)的模型架構(gòu)

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

        圖2 鈉與水反應(yīng)的合作探究學(xué)習(xí)實驗?zāi)P?/p>

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

        教學(xué)設(shè)計是教師思考如何教,根據(jù)學(xué)習(xí)者的需要運用系統(tǒng)方法和相關(guān)理論與技術(shù)分析教學(xué)問題,設(shè)計出解決問題的策略、試行方案,評價試行結(jié)果及對試行結(jié)果再評價、修改和完善的一系列過程[4]。對于教學(xué)設(shè)計的打磨、修改和精進(jìn),是每一位教師成長必要基本功。好的教學(xué)設(shè)計是課堂教學(xué)有效性的前提,而融入可操作性的教學(xué)模式對于發(fā)展學(xué)生核心素養(yǎng)具有“催化”作用。將PDEODE模式融入中學(xué)化學(xué)教學(xué)設(shè)計中,對于以實驗為基礎(chǔ)的化學(xué)學(xué)科有一定必要性,對于學(xué)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(biāo)理念為指引,選取鈉與水的反應(yīng)實驗為例,設(shè)計了教學(xué)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(yīng)”的化學(xué)課堂教學(xué)設(shè)計

        3.1 教學(xué)分析

        教學(xué)分析分為課標(biāo)分析、教材分析、學(xué)情分析三部分,詳見表1。

        表1 教學(xué)分析

        3.2 教學(xué)目標(biāo)[5]及教學(xué)重難點

        教學(xué)目標(biāo)、重難點如表2。

        表2 教學(xué)目標(biāo)、重難點

        3.3 教學(xué)實錄(運用PDEODE模式部分)

        【導(dǎo)入】生活中通??梢杂盟畞頊缁?那么水是否可以用來生火呢?教師進(jìn)行滴水點燈這個魔術(shù)。用鑷子取出實驗準(zhǔn)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(dāng)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(xué)生觀看。

        【設(shè)計意圖】運用演示實驗導(dǎo)課,激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)熱情和對親自動手實驗的渴望,為之后的實驗順利進(jìn)行做準(zhǔn)備。利用真實事件視頻,對于學(xué)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(yīng)嗎?為什么鈉工廠燃燒中還有爆炸的伴隨?

        【學(xué)生獨立思考(P)】針對問題進(jìn)行預(yù)測,將可能的原因(盡可能使用化學(xué)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(jié)構(gòu)示意圖(圖3),鈉最外層有一個電子,容易失去,應(yīng)該是具有較強還原性。

        圖3 鈉原子的原子結(jié)構(gòu)示意圖

        【教師追問】從結(jié)構(gòu)分析物質(zhì)性質(zhì)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(xué)生以小組形式思考-討論并形成主要觀點(D-E)】學(xué)生將自己所記錄的預(yù)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(yīng),只是單純放出了熱量,達(dá)到燈芯的著火的,使其燃燒起來。②金屬鈉與水反應(yīng)放出熱量,由其反應(yīng)物來看產(chǎn)生了堿和氧氣。③由鈉的結(jié)構(gòu)分析,鈉具有還原性,與水反應(yīng)被水氧化,結(jié)合氧化還原反應(yīng)產(chǎn)物應(yīng)該是堿和氫氣。④爆炸應(yīng)該是由于氫氣不純導(dǎo)致。

        學(xué)生小組分析發(fā)生的可能反應(yīng)(未配平):

        反應(yīng)1: Na+H2O=NaOH+O2

        反應(yīng)2: Na+H2O=NaOH+H2

        【教師提供支持】燒杯、試管、酒精燈、鈉單質(zhì)、酚酞

        【進(jìn)行實驗并觀察(O)】按照小組的形式進(jìn)行鈉與水反應(yīng)的實驗,認(rèn)真觀察實驗現(xiàn)象,并做好記錄。(在水中預(yù)先滴加了酚酞)學(xué)生觀察到水溶液變紅了(學(xué)生:應(yīng)該是反應(yīng)的產(chǎn)物中有堿性物質(zhì)),并且收集了所產(chǎn)生的氣體。將所收集到反應(yīng)產(chǎn)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(jìn)而解釋(D-E)】通過分組實驗探究,小組得出一致結(jié)論,反應(yīng)的原理應(yīng)該是(小組板書呈現(xiàn)):

        1)反應(yīng)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(yīng)放熱且鈉熔點低)、游(鈉在水面上不停游動)、響(反應(yīng)劇烈有“呲呲”響聲)、紅(最終滴加酚酞的水溶液變紅了)。

        2)反應(yīng)方程式:2Na+2H2O=2NaOH+H2↑。

        3)反應(yīng)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(yīng)是一個放熱的反應(yīng),反應(yīng)放出的熱使得燈芯燃燒。鈉遇水反應(yīng)產(chǎn)生氫氣,由于工廠氣體流通導(dǎo)致氫氣不純發(fā)生爆炸。驗證了觀點③、④的正確性。

        4 結(jié)語

        基于PDEODE模式培養(yǎng)學(xué)生合作探究學(xué)習(xí)能力是可行的,《普通高中化學(xué)課程標(biāo)準(zhǔn)(2017年版)》[1]明確指出:“通過化學(xué)實驗為主的多種探究活動, 學(xué)生能夠體驗科學(xué)實驗研究的過程, 激發(fā)學(xué)生對于化學(xué)的學(xué)習(xí)熱情, 強化科學(xué)探究意識, 促進(jìn)學(xué)習(xí)方式的轉(zhuǎn)變, 在實踐中培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新精神和實踐能力”。高中化學(xué)實驗教學(xué)在新課標(biāo)指引之下結(jié)合PDEODE教學(xué)模式,有序合理進(jìn)行實驗,對于培養(yǎng)學(xué)生“科學(xué)探究與創(chuàng)新意識”“科學(xué)態(tài)度與社會責(zé)任”等核心素養(yǎng)具有一定的促進(jìn)作用,此模式之下的實驗教學(xué)重視學(xué)生的自主合作,進(jìn)而能夠發(fā)展學(xué)生的合作探究能力。

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