PDEODE教學(xué)策略在高中化學(xué)教學(xué)中的應(yīng)用

孫帥妮 劉露

摘? 要 以人教版化學(xué)教材必修1“金屬鋁的化學(xué)性質(zhì)”教學(xué)為例，運(yùn)用PDEODE教學(xué)策略進(jìn)行教學(xué)設(shè)計(jì)，采用探究式教學(xué)方法，通過鋁制易拉罐片的真實(shí)素材切入研究，引導(dǎo)學(xué)生掌握金屬鋁的化學(xué)性質(zhì)，提升學(xué)生科學(xué)探究能力和解決問題的實(shí)踐能力。

關(guān)鍵詞 PDEODE教學(xué)策略;金屬鋁的化學(xué)性質(zhì);鋁制易拉罐片;科學(xué)素養(yǎng);核心素養(yǎng)

中圖分類號(hào)：G633.8? ? 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：B

文章編號(hào)：1671-489X（2021）03-0120-03

0 前言

《普通高中化學(xué)課程標(biāo)準(zhǔn)（2017年版）》強(qiáng)調(diào)要重視學(xué)生科學(xué)素養(yǎng)的培養(yǎng)，倡導(dǎo)以實(shí)驗(yàn)探究的方式進(jìn)行知識(shí)教學(xué)，并提倡以自主合作探究的學(xué)習(xí)方式促進(jìn)學(xué)生理解概念和規(guī)律[1]。為了更好地落實(shí)學(xué)生科學(xué)素養(yǎng)的培養(yǎng)，就需要選擇更加合適的教學(xué)策略。PDEODE是“Predict-Discuss-Explain-Observe-Discuss-Explain”的縮寫，即“預(yù)測(cè)—討論—解釋—觀察—討論—解釋”。PDEODE教學(xué)策略是在前概念和概念轉(zhuǎn)變以及科學(xué)認(rèn)識(shí)論等學(xué)習(xí)理論的基礎(chǔ)上提出的，由Ranne和Kolari在“預(yù)測(cè)（Predict）—觀察（Observe）—解釋（Explain）”（POE）教學(xué)策略的前提下進(jìn)行改進(jìn)和發(fā)展的一種新型教學(xué)策略[2]。

PDEODE教學(xué)策略的實(shí)質(zhì)是通過學(xué)生預(yù)測(cè)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(shí)驗(yàn)探究、形成解釋，學(xué)生觀察實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象和記錄結(jié)果，對(duì)實(shí)驗(yàn)結(jié)果以及自己的預(yù)測(cè)進(jìn)行討論交流，最終得到解釋。在此探究過程中實(shí)現(xiàn)學(xué)生的認(rèn)知轉(zhuǎn)變，促進(jìn)學(xué)生對(duì)新舊知識(shí)的概念轉(zhuǎn)化和知識(shí)體系的建構(gòu)[3]。PDEODE教學(xué)策略改變了傳統(tǒng)教學(xué)中以教師灌輸為主體的教學(xué)方式，強(qiáng)調(diào)以學(xué)生自主預(yù)測(cè)為基點(diǎn)，以合作討論以及實(shí)驗(yàn)探究為中心，培養(yǎng)學(xué)生的觀察和實(shí)驗(yàn)操作技能，體現(xiàn)以學(xué)生為本的教學(xué)理念，符合學(xué)生的發(fā)展思維，有助于學(xué)生知識(shí)的構(gòu)建和科學(xué)素養(yǎng)的落實(shí)，提高了教學(xué)質(zhì)量。

本文以“金屬鋁的化學(xué)性質(zhì)”的教學(xué)為例，運(yùn)用PDEODE

教學(xué)策略，以生活中的易拉罐鋁片為切入點(diǎn)，結(jié)合實(shí)驗(yàn)探究和小組合作的教學(xué)方法，對(duì)金屬鋁的化學(xué)性質(zhì)進(jìn)行研究。

1 PDEODE教學(xué)策略執(zhí)行流程

預(yù)測(cè)—P? 教師依據(jù)教學(xué)內(nèi)容創(chuàng)設(shè)相關(guān)的問題情境，學(xué)生初步感知相關(guān)內(nèi)容，在了解實(shí)驗(yàn)或相關(guān)背景知識(shí)的基礎(chǔ)上，對(duì)實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象或事件結(jié)果進(jìn)行預(yù)測(cè)并闡明理由，使教師得以更好地掌握學(xué)生的前概念。

討論—D? 教師組織學(xué)生對(duì)提出的問題進(jìn)行分析，學(xué)生分小組將自己預(yù)測(cè)的結(jié)果和觀點(diǎn)與同伴分享、探討，從而產(chǎn)生思維的碰撞。

解釋—E? 針對(duì)討論的結(jié)果，學(xué)生設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)方案，探究驗(yàn)證預(yù)測(cè)的準(zhǔn)確性，并匯報(bào)設(shè)計(jì)的實(shí)驗(yàn)方案以及解釋設(shè)計(jì)依據(jù)。

觀察—O? 學(xué)生根據(jù)所設(shè)計(jì)的實(shí)驗(yàn)方案進(jìn)行操作實(shí)踐，注意觀察實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象和結(jié)果并做好記錄，與預(yù)測(cè)進(jìn)行對(duì)照并判斷是否相符合，激發(fā)學(xué)生的認(rèn)知需求。

討論—D? 對(duì)實(shí)驗(yàn)操作過程中的注意事項(xiàng)、觀察到的實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象以及預(yù)測(cè)和小組成員一起進(jìn)行討論分析達(dá)成共識(shí)。

解釋—E? 教師在整個(gè)步驟中要參與其中，在完成以上步驟后，引導(dǎo)學(xué)生依據(jù)預(yù)測(cè)和觀察結(jié)果的分析對(duì)照，提出科學(xué)合理的解釋，完成學(xué)生對(duì)新知識(shí)體系的構(gòu)建。

PDEODE教學(xué)策略的實(shí)施流程如圖1所示。

2 PDEODE 教學(xué)策略的應(yīng)用

將PDEODE教學(xué)策略應(yīng)用于人教版化學(xué)必修1“金屬鋁的化學(xué)性質(zhì)”的教學(xué)中。

環(huán)節(jié)1：新課引入? 教師以圖片的方式展示兩幅圖片，分別是銹跡斑斑的鐵鍋以及光亮的鋁制易拉罐，如圖2、圖3所示，提問：“通過兩幅圖片我們可以看到，鐵制品容易生銹，而鋁制品不易生銹，其中的原因是什么呢？”預(yù)測(cè)其中的原因并做出解釋。

【預(yù)測(cè)—P】學(xué)生預(yù)測(cè)：“鋁是活潑的金屬，在金屬活動(dòng)順序表中位于金屬鐵的前面，比鐵更容易發(fā)生反應(yīng)，而鋁制品沒有被腐蝕生銹，可能是生成了某種物質(zhì)保護(hù)其不被腐蝕?！?/p>

【設(shè)計(jì)意圖】以生活中真實(shí)的情景引出問題，通過學(xué)生的預(yù)測(cè)可以掌握學(xué)生已有的認(rèn)知結(jié)構(gòu)和前概念，便于教師整體把握組織教學(xué)。此步驟中強(qiáng)調(diào)學(xué)生獨(dú)立進(jìn)行預(yù)測(cè)，不能與其他人交流，從而保證迷思概念的充分暴露。從預(yù)測(cè)結(jié)果來看，學(xué)生已經(jīng)掌握了初中化學(xué)中金屬的活動(dòng)順序和鋁的簡(jiǎn)單性質(zhì)，為后面的學(xué)習(xí)奠定了良好的基礎(chǔ)。

環(huán)節(jié)2：交流研討

【討論—D】學(xué)生分小組討論、交流，將自己預(yù)測(cè)的結(jié)果和觀點(diǎn)與同伴分享和探討：“理論上越不活潑的金屬越耐腐蝕。鐵在空氣中發(fā)生了反應(yīng)，鐵的活潑性沒有鋁強(qiáng)，那么鋁也一定在空氣中發(fā)生了反應(yīng)。初中學(xué)習(xí)過鐵與空氣中的氧氣、水蒸氣等發(fā)生反應(yīng)會(huì)生成鐵銹，鐵銹很疏松，難以阻止里面的鐵繼續(xù)反應(yīng)。鋁發(fā)生了反應(yīng)，但沒有被腐蝕生銹，可能是其表面生成了致密氧化物，阻止了鋁進(jìn)一步反應(yīng)?！庇懻摻Y(jié)束后組內(nèi)達(dá)成共識(shí)。

【設(shè)計(jì)意圖】學(xué)生在課堂上更多的是暴露自己的不足，在課堂上完成迷思概念的初步轉(zhuǎn)變[4]。學(xué)生在交流討論中進(jìn)行學(xué)習(xí)，對(duì)概念的理解學(xué)習(xí)來源于對(duì)知識(shí)的思考，通過對(duì)鐵知識(shí)的遷移應(yīng)用，分析討論鋁的化學(xué)知識(shí)，從而進(jìn)行概念的轉(zhuǎn)化。

【解釋—E】學(xué)生在小組內(nèi)大膽交流思考，設(shè)計(jì)并分析實(shí)驗(yàn)注意事項(xiàng)。既然鋁和氧氣在常溫下能反應(yīng)生成致密的氧化膜薄膜，說明其反應(yīng)速度很快。為了驗(yàn)證此過程，在做實(shí)驗(yàn)時(shí)要注意對(duì)鋁制易拉罐片進(jìn)行打磨。

【設(shè)計(jì)意圖】組內(nèi)組間相互交流，使得預(yù)測(cè)和理由能很快在學(xué)生心中形成碰撞，同時(shí)接收到不同的預(yù)測(cè)與解釋。

環(huán)節(jié)3：實(shí)驗(yàn)觀察

【觀察—O】實(shí)驗(yàn)演示：將打磨好的鋁制易拉罐片用坩堝鉗夾著放置于酒精燈上加熱，觀察實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象，如圖4所示。學(xué)生興奮地投入實(shí)驗(yàn)探究中，在實(shí)驗(yàn)演示過程中仔細(xì)觀察實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象：看到易拉罐片在加熱后變軟彎曲，鋁紅熱發(fā)光，表面變暗淡融化，但并沒有滴落，好像外面被一層物質(zhì)兜著。學(xué)生如實(shí)清晰地記錄實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象。

【設(shè)計(jì)意圖】學(xué)生是在已有的知識(shí)經(jīng)驗(yàn)和認(rèn)知水平基礎(chǔ)上，以問題為切入點(diǎn)，積極自主探索，仔細(xì)觀察實(shí)驗(yàn)過程，以驗(yàn)證自己的預(yù)測(cè)和解釋;同時(shí)自己動(dòng)手操作獲取知識(shí)，進(jìn)一步深化了對(duì)本節(jié)課知識(shí)的理解。

【討論—D】學(xué)生對(duì)實(shí)驗(yàn)操作過程中的現(xiàn)象和記錄結(jié)果以及自己的預(yù)測(cè)與小組一起進(jìn)行討論交流。

【設(shè)計(jì)意圖】重視合作交流學(xué)習(xí)，概念的建構(gòu)需要學(xué)生之間信息的傳遞與交流，提高了概念轉(zhuǎn)變效率。

環(huán)節(jié)4：探究解釋

【解釋—E】教師和學(xué)生一起歸納思考，解釋表面變暗淡說明金屬被氧化了，而融化后沒有滴落，像有一層膜兜著，就意味著金屬鋁被氧化生成一層致密的氧化膜，能防止其滴落，由反應(yīng)寫出化學(xué)方程式：4Al+3O2==2Al2O3。同時(shí)，教師給出鋁的熔點(diǎn)（660 ℃）、氧化鋁的熔點(diǎn)（2 054 ℃）數(shù)據(jù)，可知氧化鋁的熔點(diǎn)很高，遠(yuǎn)遠(yuǎn)大于金屬鋁的熔點(diǎn)，這便解釋了那層未融化的物質(zhì)即為氧化鋁。在常溫下鋁和氧氣反應(yīng)生成致密氧化膜（Al2O3）的速度很快[5]，這也就是為什么鋁不容易被腐蝕的原因。

環(huán)節(jié)5：預(yù)測(cè)猜想

【預(yù)測(cè)—P】教師提問：“在生活中我們用鋁鍋燒水做

飯，但是不長(zhǎng)期儲(chǔ)存或蒸煮酸性和堿性的食物，這是為什么？”學(xué)生預(yù)測(cè)：“大多數(shù)金屬不僅與氧氣反應(yīng)，也能與酸反應(yīng)。鋁是活潑金屬，應(yīng)該會(huì)與酸性食物發(fā)生反應(yīng)，而與堿性食物可能難以發(fā)生反應(yīng)?！?/p>

【設(shè)計(jì)意圖】教師站在更高的角度把握教學(xué)進(jìn)程，提供學(xué)生學(xué)習(xí)素材和引發(fā)思考與討論。

【討論—D】學(xué)生提出：“初中學(xué)過大多數(shù)金屬不僅與氧氣反應(yīng)，也能與鹽酸發(fā)生反應(yīng)。金屬鋁的活動(dòng)順序排在氫之前，所以可以與鹽酸反應(yīng)，反應(yīng)生成氫氣。一般金屬不能與堿發(fā)生反應(yīng)，所以金屬鋁不能與NaOH發(fā)生反應(yīng)?！?/p>

【設(shè)計(jì)意圖】學(xué)生進(jìn)行討論，體現(xiàn)了學(xué)生為本的理念，最后形成驗(yàn)證猜想的實(shí)驗(yàn)方案。

【解釋—E】教師組織學(xué)生展示自己的想法以及實(shí)驗(yàn)方案，并組織學(xué)生按照自己設(shè)計(jì)的實(shí)驗(yàn)方案進(jìn)行操作。

【設(shè)計(jì)意圖】基于學(xué)生認(rèn)知發(fā)展水平展開實(shí)驗(yàn)，通過實(shí)驗(yàn)轉(zhuǎn)變概念教學(xué)，為概念的建構(gòu)提供實(shí)驗(yàn)基礎(chǔ)，培養(yǎng)學(xué)生的實(shí)證精神。

環(huán)節(jié)6：實(shí)驗(yàn)探究

【觀察—O】將兩片打磨好的質(zhì)量相同的鋁制易拉罐片分別放入兩個(gè)小試管中，并對(duì)其分別編號(hào)①和②;然后分別對(duì)編號(hào)①和②的小試管加入過量的HCl（3 mol/L）和NaOH（3 mol/L）溶液，觀察現(xiàn)象。學(xué)生很快完成實(shí)驗(yàn)操作，觀察到①②號(hào)兩個(gè)小試管內(nèi)都有氣泡產(chǎn)生，其中①號(hào)鋁制易拉罐片在HCl中反應(yīng)產(chǎn)生氣泡較慢，同時(shí)產(chǎn)生的氣泡也不多;②號(hào)鋁制易拉罐片在NaOH溶液中反應(yīng)產(chǎn)生氣泡相對(duì)更快。同時(shí)，鋁制易拉罐片都在慢慢變小，直到最后消失，反應(yīng)完成。學(xué)生驚訝地發(fā)現(xiàn)金屬鋁與NaOH溶液發(fā)生了反應(yīng)，教師指導(dǎo)他們注意觀察實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象，并將兩個(gè)反應(yīng)產(chǎn)生的氣體進(jìn)行收集。實(shí)驗(yàn)最后，教師強(qiáng)調(diào)將兩個(gè)反應(yīng)所收集的氣體點(diǎn)燃并在其上方罩一個(gè)干燥的小燒杯。學(xué)生完成實(shí)驗(yàn)并記錄實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象，實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象如圖5、圖6所示。

【設(shè)計(jì)意圖】當(dāng)實(shí)驗(yàn)探究的現(xiàn)象和預(yù)測(cè)結(jié)果不相符時(shí)，學(xué)生的認(rèn)知沖突得以產(chǎn)生，此時(shí)會(huì)產(chǎn)生強(qiáng)烈的求知欲望，學(xué)習(xí)情緒和思維會(huì)異常興奮，為學(xué)習(xí)新知識(shí)打下基礎(chǔ)。

【討論—D】通過上述對(duì)比實(shí)驗(yàn)，學(xué)生急切地進(jìn)行討論交流：為什么鋁制易拉罐片可以與HCl和NaOH溶液反應(yīng)。教師在實(shí)驗(yàn)最后強(qiáng)調(diào)將兩個(gè)反應(yīng)所收集的氣體點(diǎn)燃，并在其上方罩一個(gè)干燥的小燒杯，觀察發(fā)現(xiàn)生成的氣體安靜燃燒、玻璃壁上有水珠生成，則反應(yīng)均可生成氫氣。

【設(shè)計(jì)意圖】學(xué)生帶著已有經(jīng)驗(yàn)仔細(xì)觀察實(shí)驗(yàn)過程，充分發(fā)揮了實(shí)驗(yàn)的優(yōu)勢(shì);教師在重要的實(shí)驗(yàn)環(huán)節(jié)進(jìn)行強(qiáng)調(diào)，便于學(xué)生把握重點(diǎn);學(xué)生整理、分析所獲得的信息，最終得出結(jié)論。

環(huán)節(jié) 7：歸納總結(jié)

【解釋—E】教師和學(xué)生共同歸納總結(jié)：鋁既能與HCl溶液發(fā)生反應(yīng)，也能與NaOH溶液發(fā)生反應(yīng)，均產(chǎn)生氫氣。得出化學(xué)方程式：2Al+6HCl==2AlCl3+3H2↑;2Al+2NaOH+

2H2O==2NaAlO2+3H2↑。所以日常生活中鋁鍋能燒水做飯，但是不能長(zhǎng)期儲(chǔ)存或蒸煮酸性和堿性的食物，鋁制品易拉罐盛放酸性或堿性飲料時(shí)危害更大，攝入過多的鋁還會(huì)患老年癡呆，因此在生活中要注意鋁制品的使用。

【設(shè)計(jì)意圖】知識(shí)來源于生活。學(xué)生以生活中的易拉罐片為突破口，通過自主合作探究，實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證鋁具有兩性，與酸和堿都能發(fā)生反應(yīng)。在整個(gè)實(shí)驗(yàn)探究過程中，學(xué)生對(duì)金屬鋁的化學(xué)性質(zhì)有了更深入的理解，發(fā)展了“科學(xué)探究與創(chuàng)新意識(shí)”核心素養(yǎng)。

3 結(jié)語(yǔ)

PDEODE教學(xué)策略強(qiáng)調(diào)首先通過預(yù)測(cè)發(fā)現(xiàn)學(xué)生原有的認(rèn)知結(jié)構(gòu);接著讓學(xué)生通過小組討論形成解釋，采用實(shí)驗(yàn)探究觀察實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象和記錄結(jié)果，培養(yǎng)學(xué)生的動(dòng)手操作能力;然后讓學(xué)生對(duì)實(shí)驗(yàn)結(jié)果以及自己的預(yù)測(cè)進(jìn)行小組討論與交流，最終得到解釋，實(shí)現(xiàn)學(xué)生的認(rèn)知轉(zhuǎn)變，促進(jìn)學(xué)生對(duì)新舊知識(shí)的概念轉(zhuǎn)化以及學(xué)習(xí)建構(gòu)新的知識(shí)體系。PDEODE教學(xué)策略重視小組的討論和解釋，符合新課程理念倡導(dǎo)的自主、合作探究的學(xué)習(xí)方式。

本文以人教版化學(xué)必修1中“金屬鋁的化學(xué)性質(zhì)”教學(xué)為例，以生活中的易拉罐鋁片為切入點(diǎn)，運(yùn)用PDEODE教學(xué)策略，以合作實(shí)驗(yàn)探究的教學(xué)方法探究金屬鋁的兩性，使學(xué)生對(duì)金屬鋁的化學(xué)性質(zhì)有了更深入的理解，有利于更好地掌握金屬鋁的化學(xué)性質(zhì)。PDEODE教學(xué)策略具有科學(xué)的邏輯順序，在教學(xué)過程中以學(xué)生為中心，重視自主合作的學(xué)習(xí)方式，采用實(shí)驗(yàn)探究式的教學(xué)方法，激發(fā)了學(xué)生的學(xué)習(xí)欲望，引導(dǎo)學(xué)生學(xué)會(huì)思考，強(qiáng)化學(xué)生科學(xué)求真的學(xué)習(xí)意識(shí)，能有效地落實(shí)學(xué)生化學(xué)學(xué)科核心素養(yǎng)的培養(yǎng)，提高學(xué)生的科學(xué)探究素養(yǎng)和實(shí)踐能力?！?/p>

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