基于PDEODE策略构建学生自主探究型化学课堂教学模式

李健荣

摘要：PDEODE策略（预测—讨论—解释—观察—讨论—解释）是在POE教学策略的基础上进行改进的新型教学策略。基于PDEODE策略的分析，学生自主探究型化学课堂可分为六个环节：“创设情境—提出猜想—实验方案—实验操作—收集信息—总结归纳。”文章以“探究过氧化钠与二氧化碳反应”为例，阐述在化学课堂上如何实施该教学模式。

关键词：PDEODE策略；过氧化钠；探究性学习；钠的氧化物

文章编号：1008-0546（2017）06-0041-04 中图分类号：G633.8 文献标识码：B

doi：10.3969/j.issn.1008-0546.2017.06.012

一、 问题提出

1. 学生自主探究型课堂

学生自主探究型课堂是指学生运用探究性学习方法从问题的探究中主动获取知识，应用知识，解决问题的学习模式，它是中学化学的重要组成部分。学生的自主探究要求学生充当知识的探索者和发现者，通过自主设计实验方案，自主探索操作方法，自主拟定实验步骤、自行探究实验结论，并通过评价与交流，促进学生知识、能力与价值观的和谐发展，其基本流程如图1所示。

2. PDEODE策略

PDEODE策略是在POE策略改进的基础上衍生出来的新型教学策略，它是指在教学中采用“预测—讨论—解释—观察—讨论—解释”这6个步骤（Predict-Discuss-Explain-Observe-Discuss-Explain）。PDEODE策略在实施的过程中可以分为6个阶段，如图2所示。

3. PDEODE策略与学生自主探究型课堂的联系

将图1和图2进行对比，我们可以观察到PDEODE教学策略与探究性学习之间不仅仅存在着许多的相似点，而且PDEODE策略对于探究性学习具有很好的指向性。因此，笔者尝试将PDEODE策略有机融合到学生自主探究型课堂中构建新型的教学模式，并以“探究过氧化钠与二氧化碳反应”为例实施该模式。

二、 基于PDEODE策略的探究型课堂教学模式

将PDEODE的六个阶段融入学生自主探究型课堂，可将课堂划分为6个环节：“创设情境—提出猜想—实验方案—实验操作—收集信息—总结归纳”，如图3所示。

1.预测阶段—提出猜想：教师创设情境，学生预测情境出现的原因，并提出自己的猜想。

2.讨论阶段—实验方案：学生提出自己的猜想，并与小组的同学进行交流、讨论，最终形成验证猜想的实验方案。

3.解释阶段—实验操作：解释实验方案的设计依据，并分析实验操作的可行性。

4.观察阶段—收集信息：观察实验现象并做好记录。

5.讨论阶段—总结归纳：将观察到的实验现象进行共享、分析和讨论，最后总结归纳出结论。

6.解释阶段—创设情境：将得到的结论用于解释课堂开始时所创设的情境，最终回归问题。

三、 基于PDEODE策略的探究型课堂教学模式的运用

1. 选题依据

在人教版高中化学必修1课本中，关于过氧化钠的化学性质，在课文中只做了过氧化钠和水反应的演示实验，而对过氧化钠和二氧化碳反应制取氧气，仅仅用了一个化学反应方程式表示，但是在课文里明确地指出它用在呼吸面具和潜水艇里作为氧源，并没有安排实验事实来加以验证。因此，笔者选择“探究过氧化钠与二氧化碳反应”作为授课内容。

2. 研究对象

参与本次研究的对象是我校高二年级的学生。学生在学习该内容之前已经掌握了基本的实验操作，并学习了过氧化钠与水反应的内容。因此，在能力和知识储备上都符合本课时的要求。

3. 教学模式实施过程

（1）预测阶段—提出猜想。

教师活动：通过向包裹着过氧化钠的棉花吹气，观察到棉花着火了，提出问题：“为什么向包有过氧化钠的棉花吹气棉花会着火？”如图4所示。

学生活动：针对情境中提出的问题进行猜想。摘录主要的两种猜想整理如表1所示。

教师活动：过氧化钠与水的反应我们之前已经学习了，那么棉花的燃烧与二氧化碳到底有没有关系？

设计意图：通过趣味实验激发学生的学习兴趣，并引导学生联系已有知识分析问题并作出预测。

（2）讨论阶段—实验方案。

学生活动：分组进行讨论并使用自制的“实验拼图”设计“探究过氧化钠与二氧化碳反应”的实验方案和装置图，如图5所示。

教师活动：组织学生自主设计实验方案和实验装置，并观察小组活动开展的情况。摘录部分小组提出的实验方案整理如下。

方案1：向装有碳酸钙的烧瓶中滴加稀HCl制备CO2，将产生的CO2通入浓硫酸进行干燥，并用向上排空气法收集氧气。将包有过氧化钠的棉花投入装满氧气的集气瓶中，观察棉花是否燃烧。

教师点评：方案设计的思路基本沒有问题，但是如何保证制备得到的二氧化碳是干燥的呢？如果制备的二氧化碳有水分是否会对实验结论造成影响？

方案2：在方案1的基础上加装无水硫酸铜，若无水硫酸铜不变色，则说明制备得到的二氧化碳是干燥的。如图7所示。

某一小组的学生认为方案2中通过向上排空气法收集的二氧化碳会混有空气，而空气含有的水蒸气可能对实验产生影响，因此提出改进后的实验方案3。

方案3：用稀盐酸和碳酸钙制备二氧化碳气体，并用浓硫酸进行干燥，若无水硫酸铜没有变色，说明制得的二氧化碳是干燥的。将干燥的二氧化碳通入包有过氧化钠的棉花中，观察棉花是否燃烧。同时，在尾部加装无水氯化钙除去进入装置中空气的水分。如图8所示。

设计意图：实验方案的设计是探究型课堂的重要组成部分。学生设计装置的过程，其实就是培养学生发散思维和创新能力的过程，而这也是探究型课堂相比于传统型课堂所具有的优点。

（3）解释阶段—实验操作。

教师活动：组织学生按小组上讲台展示自己的实验装置，并组织学生按照自己设计的实验方案进行实验操作。

学生活动：上台展示自己的实验方案，并动手进行操作。

（4）观察阶段—收集信息。

学生活动：观察实验现象，并做好记录。将方案1、2、3的实验现象记录整理如表2所示。

设计意图：学生自己动手操作获取知识，这可以深化学生对本节课知识的理解。同时在操作的过程中，学生会遇到各种问题，而解决这些问题的过程本质上就是学生超越自己的过程。

（5）讨论阶段—总结归纳。

学生活动：根据观察到的实验现象进行小组内和小组间的讨论，整理并分析讨论所获得的信息。最后请各小组代表发言：“从实验现象来看，过氧化钠能够与二氧化碳反应。二氧化碳本身是一种灭火物质，却使棉花燃烧了，说明二氧化碳能与过氧化钠反应产生氧气。”

教师活动：总结学生代表的发言，肯定学生分析的合理性，并写出过氧化钠与二氧化碳反应的化学方程式：2Na2O2+2CO2■2Na2CO3+O2↑。

设计意图：归纳总结是高中学生需要掌握的基本能力，而探究型化学课堂并不是完成实验操作就结束了，我们需要将实验所得到的信息进行整理和归纳，进而得出结论。

（6）解释阶段—创设情境。

教师活动：请同学们用本节课所学到的内容解释：为什么向包有过氧化钠的棉花吹气会使棉花燃烧？

学生活动：运用本节课学到的知识解释课堂开始时所遇到的问题：由于人体呼出的气体中含有较多的二氧化碳和水蒸气，而二氧化碳和水蒸气都能够与过氧化钠反应产生氧气，并且这个反应是放热的。从燃烧的三要素进行分析，即可燃物（棉花）、氧气和达到着火点（反应放热）三个条件都满足，因此棉花燃烧。

设计意图：创设情境是通过任务驱动学生进行探究，激发学生的学习兴趣，而课堂最后的落脚点也应该回归情境，体现课堂的整体性和连贯性。到此基于PDEODE策略的学生自主探究型课堂已经完成。

（以上内容获得“2016年第六届广东省化学教师新课程实施能力大赛一等奖”。）

四、 总结与反思

1. 基于PDEODE策略的学生自主探究型化学课堂教学模式的应用价值

《普通高中化学课程标准（实验）》明确指出：通过以化学实验为主的多种探究活动，使学生体验科学研究的过程，激发学习化学的兴趣，强化科學探究意识，促进学习方式的转变，在实践中培养学生的创新精神和实践能力。基于PDEODE策略的学生自主探究型化学课堂分别具有两次讨论和解释环节，在这四个环节中学生在小组内和小组间可以尽情地分享自己思考的成果，而课堂的“主宰者”也从教师身上转移到学生身上。同时，由于是探究型课堂，学生可以动手获取知识，体验完整的科学探究过程，也正如陆游所说的：“纸上得来终觉浅，绝知此事要躬行。”

2. 基于PDEODE策略的学生自主探究型化学课堂教学模式的实施建议

（1）对象的选择

学生自主探究型课堂对学生的知识储备和实验能力有一定的要求，因此在授课之前要对学生的学情做好充分地诊断，尽量将课堂内容控制在学生最近发展区。

（2）时间的把控

学生自主探究型课堂对于培养学生的发散思维和创新能力有很显著的作用，但是现在的课堂还是以讲授式为主，其主要原因是由于探究型课堂耗费的时间比讲授式课堂要多。因此，在学生自主探究型课堂中，教师应发挥出作为课堂主导者的作用，引导学生积极探索，而非在课堂上“瞎热闹”，将更多的时间用于思考和讨论。

（3）实验的安全性

再精彩的课堂都是建立在安全的基础上。对于学生自主探究型课堂而言，学生有亲自动手操作实验的机会，因此，在授课之前一定要跟学生强调实验的注意事项，特别本节课使用的过氧化钠具有强的氧化性，如果使用不当很容易造成爆炸等危险。

参考文献

[1] 张克龙. 高中化学实验教学自主探究模式的构想 [J]. 中学化学教学参考，2007（8）：21-22

[2] 韦新平. 基于PDEODE策略的化学课堂研究性学习模式与实践[J]. 中学化学教学参考，2013（11）：18-21

[3] Savander-Ranne C. Kolari S. Promoting the conceptual understanding of engineering students through visualization[J]. Global Journal of Engineering Education，2003，7（2）：188-189

[4] 彭豪. 基于POE策略的高中化学“四重表征”概念教学研究[J]. 化学教学，2011（10）：24-27

[5] 邓阳，王后雄. 基于POE和PDEODE策略的化学概念转变教学实验研究[J]. 中学化学教学参考，2011（10）：3-6

[6] 张德贵. 过氧化钠化学性质教学的创新实验设计 [J]. 化学教学，2014（12）：71-72