PDEODE策略下小组合作式学习——以探究铁及其化合物的氧化性或还原性为例

王 森，邓 伟，张 勇

(1.安徽省亳州市第一中学,安徽 亳州 236800; 2.海南省陵水中学，海南 陵水 572400)

“探究铁及其化合物的氧化性或还原性”选自鲁科版化学必修一第二章第三节氧化剂与还原剂[1]。在中学的化学基本概念和基础理论知识中，氧化还原反应占有非常重要的地位。在初中的学习中学生已经接触了四大基本反应，化合反应、分解反应、置换反应和复分解反应，本节通过化合价的角度来重新认识一个全新的化学反应。氧化剂与还原剂这一节起着承上启下的作用，对于初上高中的学生来说，最难的就是理论知识的建立，新课程理念下的教材要求学生知识的缓慢有奏的螺旋式上升，而探究铁及其化合物的氧化性或还原性这一课时，可以让学生化理论为实践，化抽象为具体。就是在转化过程中对学生是非常吃力的，选择恰当的方法尤为关键。

PDEODE策略是Ranne和Kolari在前人的基础上总结发展而来，即“预测(Prediction)-讨论(Discussion)-解释(Explanation)-观察(Observation)-讨论(Discussion)-解释(Explanation)”，这种学习策略并不适用所有的学生和所有的课程，因为它对学生有较高的要求，对老师功底也有一定的考验，可大致分为两个层面，首先是学生层面，要求他们基于对情景的了解和先前的理论知识，对老师提出的问题作出合理预测，小组讨论，设计出最佳方案并说出理由。然后是老师层面，指导学生开展实验，做好观察和记录，比较和事先预测的不同，最后作出判断，得到结论[2]。

小组合作学习有利于学生团队能力的培养，提高动手能力，最重要的是自己发现问题并解决问题，不但学到了知识，更学到掌握知识的技能[3]。笔者就尝试着在PDEODE策略下的小组合作式学习探究铁的氧化性或还原性的，使得氧化还原知识由理论到实践的转化效果会更好，逐渐提高学生思维中有关化学学科素养的积累。

1 教学设计思路分析

将氧化还原反应的知识，应用于实际，即氧化剂-氧化性-被还原-还原反应-化合价降低-得电子-还原产物；还原剂-还原性-被氧化-氧化反应-化合价升高-失电子-氧化产物，将这每组七个生硬的化学名词生动活泼的以具体的铁及其化合物展现出来，是这节课的主要目的，在这个过程中学生体会到不同化合价相互转化的乐趣，并掌握氧化还原原理。

PDEODE策略已经被全世界教育工作者广泛的应用，它有着科学的逻辑顺序，很好的契合学生的思维模式，这节课以铁为载体，通过预测-讨论-解释-观察-讨论-解释，与此同时，在每一环节经过科学合理的学生分组，将小组自主讨论、合作小组、探究学习的模式运用其中，学生清晰真切的体会到Fe、Fe2+、Fe3+不同价态之间的转化，掌握氧化还原反应原理，更重的是学会到获得新知识的方法。

图1

2 教学设计方案

2.1 教学目标

1.知识技能:

通过铁三角之间的关系，让学生从氧化还原反应的角度去认识物质的性质。

2.过程与方法:

通过对铁性质的研究，掌握研究物质性质的科学方法

3.情感态度价值观

让学生在探究中体验科学研究的艰辛和成功的快乐，培养学生尊重科学事实的科学态度。

2.2 教学重点、难点

学会用氧化还原的知识探究不同价态铁的转化

2.3 教具

黑板、投影仪、实验仪器和药品

2.4 教学过程

分组课前已对学生进行分组，为达到公平起见，采取的原则是“组内异质，组间同质”，综合考虑了成绩、性别、性格等，实现小组内成员之间的互补与小组间能力水平相当的有机结合。

引入向学生展示几种生活中常见的铁的制品，图片中展示的其主要成分就是我们今天要认识的主角—铁及其化合物。(以生活中常见的物品作为引入，贴近生活，解决生活中常见的问题，让学生意识到化学并不是单纯的理论知识，感受到学习化学的乐趣。)

引导元素的氧化性和还原性与元素价态的关系：处于最低价有还原性，最高价有氧化性，中间价态具有氧化性和还原性。(层层引入，稍给学生加以提示，毕竟高一的学生化学学科核心素养积累的不够，老师需要耐心的指导，让学生尝试解决实际问题)

提问在铁单质和铁的化合物中，利用我们刚刚学过的氧化还原的知识，说说哪些具有氧化性？ 哪些具有还原性？说出你的理由。(趁热打铁，步步紧逼，引导学生打开记忆的阀门，积蓄的知识慢慢的喷发出来)

P-预测学生根据老师的提示：Fe处于最底价态，Fe2+处于中间价态，Fe3+处于最高价态，展开推测。汇总结果如下：

表1

D-讨论(小组讨论过程老师要控制好场面，适时加入到学生的讨论当中，不是一味的把课堂全部交给学生，而是充当穿针引线的作用)学生试图使用氧化还原的理论知识，将理论知识具体应用在铁及其化合物上。

E-解释分组讨论过程尽可能发挥每个人的优点，善于分析问题、善于动手、善于表达的，尽可能调动每个学生的积极性，都要参与此次课堂中，学生分组讨后派一代表，说出其小组的观点。

实验设计实验来验证我们的实验预测呢？每组提供的仪器和药品有：

仪器：试管、药匙、胶头滴管、磁铁

试剂：铁粉、稀H2SO4、硫酸铜溶液、过氧化氢溶液、稀硝酸、锌粉、FeSO4溶液、Fe2(SO4)3溶液、KSCN溶液

导引如果预测某物质具有氧化性，找具有还原性的另一物质，若两者发生发应，则验证了预测。相应地，如果预测某物质具有还原性，就应该寻找具有氧化性的另一物质，若两者发生反应，则验证了预测。

知识支持Fe3+与KSCN溶液生成红色络合物

O-操作观察分组实验， 指导学生进行工作分配，思维能力强的设计实验，动手能力强的进行实验操作、善于表达的负责记录实验现象。将学生的设计思路进行展示，从实验设计的合理性、安全性、可行性、简约性原则对学生的实验设计作评价。归纳出一种最佳的实验方案让学生进行实验探究。并填写如下实验表格：

表2

D-讨论学生结束实验后，开始对现象分析，讨论实验现象是否和预想的一致，为什么会不一致，能否验证自己的猜想，还有什么没有想到的地方。老师仔细倾听学生的讨论，适时加以补充。甲组和乙组会考虑到Fe2+的上升或下降，但其实两者都是可以的。

E-解释将学生的实验成果做展示、交流并做出客观性评价。将每组的讨论结果给全班同学展示后，学生自然而然的得出结论，

1.Fe具有还原性，Fe2+既有氧化性又有还原性，Fe3+有氧化性，

2.铁及其化合物在一定条件下可以相互转化

3.引导学生做“铁三角”

迁移应用人们利用铁及其化合物之间的相互转化的知识可以解决许多实际问题。例如，利用FeCl3溶液腐蚀铜箔制造印刷线路板，在FeSO4溶液里加铁钉或还原铁粉来防止溶液里的被氧化。你能说出其中的道理吗？请分析所发生的化学反应。

结束语通过不同价态铁元素的转化，我们对氧化还原的知识有了进一步的加深，同样的，化学中很多其他的元素或具有氧化性或具有还原性，运用今天我们所学的方法可以使他们之间相互转化，生成人类生产生活所需要的物质。从中体现了化学的奇妙，大自然的奇妙，化学总是来源于生活，最终也要服务于生活[4]。

3 教学评价和反思

这节课的方法即PDEODE策略和小组合作式学习，很好的完成了教学目的，同时较好的体现了以下几点：第一，学生是课堂的主角，课堂最大限度的交给学生，学生是为了解决问题去学习，带着任务思考，而不是被动的填鸭式学习的接受者，他们对知识会更加的渴望，所以对知识点的记忆也会深刻。第二，学生的学习不再是单兵作战，整个课堂处处体现小组合作的思想，学生之间思维的碰撞、实验操作过程优势互补、取长补短，这些正是化学学科核心素养的体现。第三，老师在不再是课堂上的权威，其主要职责是穿针引线，做一个引路者，学生讨论时适时加入他们，给他们提示，学生实验过程不规范的地方及时指出[5]。

合作和探究是化学学科核心素养的重要内容，本课的PDEODE策略，即通过学生的预测(Prediction)-讨论(Discussion)-解释(Explanation)-观察(Observation)-讨论(Discussion)-解释(Explanation)，学生不仅学习到了氧化还原的知识，更重要掌握了解决问题的方法。同时小组合作式学习，让学生感受到在科学的海洋中，不仅自己要刻苦钻研，而且团结合作、相互帮助也是学习的重要组成部分，最终达到互利共赢。

当然，化学课堂还可以呈现的更加多样化，比如通过化学多重表征的认知，即微观、宏观、符号、曲线等的表达，还可以使课堂丰富多彩，学生对知识与方法的接受会深刻和长久。

[1] 王磊. 普通高中课程标准实验教科书. 化学必修1[M]. 济南：山东教育出版社, 2004.

[2] 邓阳, 王后雄, 谢俊. 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.

[3] 胡珺晶. 浅谈在高中化学课堂中巧用 PDEODE 策略教学[J].化学教与学，2013,(9)：44-45.

[4] 任英杰, 促进小学生“迷思概念”转变的策略及案例分析[J]. 基础教育研究, 2008, (2):46-48.

[5] 刘知新, 王祖浩. 化学教学系统论[M]. 南宁：广西教育出版社，1996.