基于PDEODE模式培养合作探究学习的化学课堂教学设计——以“钠与水反应”为例

柳小康，何朝俊，字 敏**

(1.云南师范大学化学 化工学院，云南 昆明 650500；2.铜仁市第二中学，贵州 铜仁 554300)

1 问题的提出

化学学科离不开实验的支撑。《普通高中化学课程标准(2017年版)》中提出[1]：“在化学教学的过程之中应该多开展以化学实验为主的多样化的探究活动”。如何开展实验教学以促进培养学生科学探究与科学态度核心素养，发展合作探究能力，已成为教师需要思考的问题。传统的教学，由于教学任务的紧迫，加之实验教学没有明确的实施环节，所以对教材的实验部分多是运用讲授法(由教师结合考试易考点讲解实验原理、实验的过程、实验的现象及实验结论)，学生没有做实验的机会。笔者在阅读文献和相关书籍中发现，PDEODE模式运用于实验教学，可以有效解决实验教学中出现的此类问题。PDEODE教学模式，本质上是通过预测环节，了解学生原有的认知结构，在此基础上通过小组讨论进行实验探究、形成解释，学生观察实验现象和结果整理，对实验产生的结果以及自己的预测进行讨论交流，最终得到解释。其过程与实验教学的路径协同，将其运用于实际教学具有可行性。

2 PDEODE教学模式

2.1 PDEODE实验教学模型

PDEODE教学模式，集化学实验教学的关键步骤，即猜想(预测+讨论+解释)-实施(观察+讨论)—得出结论(解释)于其中。广东省东莞市塘厦中学李健荣老师将学生自主探究型PDEODE化学课堂划分为6个基本环节:“创设情境—提出猜想—实验方案—实验操作—收集信息—总结归纳”[2]。通过理解文章和整理，本文提出了PDEODE策略实验教学模型设计(图1)。

图1 PDEODE策略实验教学模型

2.2 应用于钠与水反应的模型架构

借助于图1中对PDEODE模型与实验教学的融合形式，选取人教版高中化学第一册第二章第一节中钠与水的反应实验展开研究。通过猜想—实施—得出结论为主体，细化PDEODE教学模式，建立可操作、易实现的实验学习模式。(由于课时限制本文教学设计实施部分已做缩减)具体如图2所示。

图2 钠与水反应的合作探究学习实验模型

通过钠与水反应实验的学习，学生可以认识到活泼金属与水反应的通性。本实验是高中生学习钠性质的重要实验，该实验现象清晰, 学生分析起来也比较容易, 因此, 通过现象推断产物也是本实验的一个亮点[3]。

教学设计是教师思考如何教，根据学习者的需要运用系统方法和相关理论与技术分析教学问题，设计出解决问题的策略、试行方案，评价试行结果及对试行结果再评价、修改和完善的一系列过程[4]。对于教学设计的打磨、修改和精进，是每一位教师成长必要基本功。好的教学设计是课堂教学有效性的前提，而融入可操作性的教学模式对于发展学生核心素养具有“催化”作用。将PDEODE模式融入中学化学教学设计中，对于以实验为基础的化学学科有一定必要性，对于学生合作探究意识也具有有效推动性。

笔者基于PDEODE模式，采用小组合作探究方式，以新课标理念为指引，选取钠与水的反应实验为例，设计了教学案例，以期为教师合理运用该模式提供借鉴。

3 基于PDEODE模式的“钠与水的反应”的化学课堂教学设计

3.1 教学分析

教学分析分为课标分析、教材分析、学情分析三部分，详见表1。

表1 教学分析

3.2 教学目标[5]及教学重难点

教学目标、重难点如表2。

表2 教学目标、重难点

3.3 教学实录(运用PDEODE模式部分)

【导入】生活中通常可以用水来灭火,那么水是否可以用来生火呢？教师进行滴水点灯这个魔术。用镊子取出实验准备的金属钠,将其包裹在干燥酒精灯的灯芯处,然后用滴管取一些烧杯当中的水,将水滴在灯芯之上，大家都能看到酒精灯燃烧起来。播放“沈阳钠工厂”爆炸视频，学生观看。

【设计意图】运用演示实验导课，激发学生的学习热情和对亲自动手实验的渴望，为之后的实验顺利进行做准备。利用真实事件视频，对于学生的好奇心和求知欲起到推动作用。

【教师提出问题】为什么包裹钠的灯芯遇水燃烧起来了？其中钠发生了反应吗？为什么钠工厂燃烧中还有爆炸的伴随？

【学生独立思考(P)】针对问题进行预测，将可能的原因(尽可能使用化学用语)书写在自己的课堂记录本中。找到钠在周期表中的位置画出结构示意图(图3)，钠最外层有一个电子，容易失去，应该是具有较强还原性。

图3 钠原子的原子结构示意图

【教师追问】从结构分析物质性质这个视角非常好，但对于老师上面的提问还是未能解决呀！

【学生以小组形式思考-讨论并形成主要观点(D-E)】学生将自己所记录的预测观点与小组成员分享，小组讨论分析形成主要观点:①金属钠与水不反应，只是单纯放出了热量，达到灯芯的着火的，使其燃烧起来。②金属钠与水反应放出热量，由其反应物来看产生了碱和氧气。③由钠的结构分析，钠具有还原性，与水反应被水氧化，结合氧化还原反应产物应该是碱和氢气。④爆炸应该是由于氢气不纯导致。

学生小组分析发生的可能反应(未配平)：

反应1: Na+H2O=NaOH+O2

反应2: Na+H2O=NaOH+H2

【教师提供支持】烧杯、试管、酒精灯、钠单质、酚酞

【进行实验并观察(O)】按照小组的形式进行钠与水反应的实验，认真观察实验现象，并做好记录。(在水中预先滴加了酚酞)学生观察到水溶液变红了(学生：应该是反应的产物中有碱性物质)，并且收集了所产生的气体。将所收集到反应产生的气体接近酒精灯，有爆鸣声出现，而且在试管的管口有水珠。

【通过实验、观察，小组讨论进而解释(D-E)】通过分组实验探究，小组得出一致结论，反应的原理应该是(小组板书呈现)：

1)反应现象：浮(将钠投入水中钠浮于水面)、熔(钠块熔化成球状—反应放热且钠熔点低)、游(钠在水面上不停游动)、响(反应剧烈有“呲呲”响声)、红(最终滴加酚酞的水溶液变红了)。

2)反应方程式：2Na+2H2O=2NaOH+H2↑。

3)反应离子方程式：2Na+2H2O=2Na++2OH-+H2↑。

【回归问题，解释原由(E)】由于钠与水的反应是一个放热的反应，反应放出的热使得灯芯燃烧。钠遇水反应产生氢气，由于工厂气体流通导致氢气不纯发生爆炸。验证了观点③、④的正确性。

4 结语

基于PDEODE模式培养学生合作探究学习能力是可行的，《普通高中化学课程标准(2017年版)》[1]明确指出：“通过化学实验为主的多种探究活动, 学生能够体验科学实验研究的过程, 激发学生对于化学的学习热情, 强化科学探究意识, 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”。高中化学实验教学在新课标指引之下结合PDEODE教学模式，有序合理进行实验，对于培养学生“科学探究与创新意识”“科学态度与社会责任”等核心素养具有一定的促进作用，此模式之下的实验教学重视学生的自主合作，进而能够发展学生的合作探究能力。