浅谈基于POE教学策略进行小组合作学习——化学实验课堂实录

倪晋龙 胡满红

(涡阳第四中学 安徽亳州 233600)

英国哲学家培根说过：“讨论犹如砺石，思想好比锋刃，两相砥砺将使思想锐利。”因此，小组讨论合作学习已成为教师在优化课堂教学过程中不可或缺的教学环节，尤其受到参加课堂教学大赛选手的追捧。究其原因，它以学生主动参与为主，突出了学生的主体性，而且课堂气氛浓厚。学生通过小组讨论完成学习任务，不受教师、教材的束缚。在合作和探讨中，学生的思维得到充分碰撞，极大地解放了学生的单点结构思维，实现了关联结构思维的进阶。然而，在实际课堂教学中，大多数情况下小组讨论只是为了活跃课堂气氛，为了讨论而讨论，很少有教师把小组合作学习作为一种有效的教学策略去建构课堂，小组讨论往往程序化、形式化，忽视了学生学习的自主性，只是表面上的热闹，很难收到实质性的效果。究其原因，主要有以下几点。

1.问题烦琐没有重点，且此起彼伏。

2.分组不合理，这组没讨论好，那组已经结束。

3.讨论时间把控不好，要么不够要么超时，预期目标很难实现。

那么，如何有效实施小组合作学习呢？本文以POE理论为基础，以化学实验教学为案例，尝试通过小组合作探究实现学生的思维进阶，意在为教学提供一些帮助。

一、POE教学策略概述

POE教学策略由White R.T.和Gunstoner R.F.于1992年正式提出的基本教学程序：预测—观察—解释(predict-observe-explain,缩写为POE)。笔者根据POE教学策略设计出小组合作思维进阶模型，如图1。

图1 小组合作思维进阶模型

二、明确分工，合理分组

科学合理地划分学习小组能有效地活跃课堂气氛，有利于学生进行愉快的合作学习，提高课堂效率。我们可以先摸清班级学生的具体情况，从学生的学习能力和性格差异等多个角度，按照组内异质、组间同质的方式进行分组。后续还可以进行轮换，让不同小组之间的人员交叉合作。笔者认为将学生分为六人一个小组为宜，按照成绩优、中、差2∶2∶2比例分配，运用前后排讨论的方式，要有组长、记录员、报告员等。小组讨论时，前排同学回过头就可以和后排的同学进行讨论。这种分组方便、快捷，不需要移动学生的座位。组与组之间实力差异不大，小组之间势力均衡，这样可以培养学生的自信心，提高他们的主动性。

三、加强指导，教会方法

课堂教学离不开小组合作，有效的小组合作，离不开教师科学的指导。每一个环节的工作都必不可少，所以在选择小组合作学习方式时，需要关注细节，真正使其发挥作用。

(一)选择有探讨价值的内容，完成预习铺垫

教师要把握教材的重难点。越是教材的核心问题，越要让学生自主学习后展开讨论。所以在上新课前，我们要精心设计导学案，根据学生完成导学案的情况，再去设计讨论的问题，这些问题应该是学生在预习过程中自己不能解决的，例如为什么弱电解质溶液越稀越电离。教师引导学生对这些问题进行有价值的梳理、讨论、归纳。

(二)精心设计难度适中的讨论内容，有效开展小组讨论

课堂讨论的内容要具备有效性，这种有效性会使整个课堂更加活跃，而不是让整个课堂陷入冷场境地。因此，教师设计的讨论问题必须具有针对性和思考空间，对学生的认知能力要有所了解。在开展讨论时，要让所有的组员了解自己的任务，也要细致观察学生的讨论，必要时介入学生的讨论，使得讨论的内容符合实际。

在探索“铜和浓、稀硝酸反应”时，人教版必修一和鲁科版必修一教材将浓、稀硝酸进行比较归纳，没有安排实验对它们的现象进行分析。硝酸的强氧化性，是本节课的重点内容。笔者通过动手实验，加深学生对此内容的理解。

环节一：创设问题情境，建构认知模型

本节课伊始，笔者播放硝酸泄漏的视频，让学生知道硝酸泄漏对环境产生的危害。学生观看视频，回顾了硝酸的物理性质。笔者引导学生分析铁在浓硝酸的环境下发生急剧变化的原因，认识到要证明一种物质具有强氧化性，就应该选择弱还原剂进行反应，而金属铜就是一种常见的弱还原剂。任务驱动一：浓硝酸和铜的反应。笔者让学生书写相关方程式，预测现象：铜片逐渐溶解，溶液变蓝，有红棕色气体产生。这时，教师给出了相关实验仪器：废空瓶、注射器、浓硝酸、铜丝和铜片。实验要求：安全、绿色、节约。小组经讨论后设计实验方案，并上台展示方案，再通过组间讨论，最后确定方案可行性并实施实验。本实验笔者关注了两个实验细节：一是让学生自主设计实验，确实实验方案并动手实验，体现了学生的主体性。二是用废旧空瓶和注射器代替传统的试管，反应在密闭环境中发生，减少了环境污染，体现了绿色化学和实验创新的理念。证伪：学生做完实验后意外发现溶液并非预期的蓝色，而是呈现出绿色，这种现象大大激发了学生实验探究的欲望，各组经讨论后提出了三种猜想。猜想一：溶液中铜离子浓度过大。猜想二：生成其他物质，如亚铜离子。猜想三：浓硝酸溶解了二氧化氮。最后笔者进行点拨、分析，学生否定了猜想二，并针对猜想一、猜想三再进行实验和探究。我们又重新配置了两瓶稀硝酸铜溶液和饱和硝酸铜溶液，实验中溶液都呈现出蓝色，因此否定了猜想一。对于猜想三，我们讨论后决定向该溶液中通入氮气，赶走二氧化氮，结果溶液由绿色变为蓝色，从而得出结论：猜想三是合理的。在课堂上对证伪进行再探究，体现了课堂教学过程中的生成之美，实现了学生思维的进阶。任务驱动二：稀硝酸和铜的反应。稀硝酸和铜反应会产生一氧化氮，一氧化氮又和氧气反应产生二氧化氮。因而学生想到，必须在隔绝空气的条件下进行铜和稀硝酸反应。其中一组学生经过讨论、整理，上台展示如下实验：将废旧空瓶抽成真空，在瓶塞上插入铜丝，然后通过注射器挤入稀硝酸，废旧空瓶鼓起，把废空瓶立起来，铜丝和稀硝酸脱离接触，反应停止，做到了即用即停。我们用注射器向废旧空瓶里注入空气，出现预期的红棕色。这个实验的创新点就是安全、绿色环保、易操作，便于分组实验。

环节二：学以致用

利用AL智能技术进行实验题目推送，让学生在平板上现场做题，教师根据做题情况进行大数据分析，根据学生对此知识点的掌握情况调整教学方案，大大提高了课堂效率。

环节三：交流总结

学生谈感悟，教师总结硝酸的强氧化性，并告诉学生，生活当中有很多难以解释的现象等着我们去发现。整个课堂体现了探究之美，实现了学生思维和动手能力的进阶。

环节四：实验总结

在探究硝酸性质中，应用了POE理论，最终形成“发现问题—理论分析—提出假设—实验探究—解决问题”的思维模型，符合马斯洛需求层次理论，满足了学生学习心理阶梯式成长需求。

(三)提高全体学生学习能力，关注学困生

在小组讨论中，我们经常发现优等生侃侃而谈，他们的意见往往是整个小组的意见，中等生偶尔会提出自己的见解，但是学困生经常会作为一个旁观者存在，很少发表自己的见解。为了实现共同提高，可将学困生均匀分配到各个小组，明确他们的分工，根据他们已有的知识水平给他们分配任务。实现组间相互竞争，组内共同发展，最终达到共同成长的目的。

(四)教师参与，适时调控

在小组讨论时，教师也要适时地参与进去。这种参与并不是一味地干预他们的思想，而要真正俯下身子，从学生的角度去看待问题。在探究铜和浓、稀硝酸反应中，针对出现的“溶液并非预期的蓝色，而呈现绿色”这样一个关键性的问题，让学生再讨论、再探究。此过程如果教师不参与进去，就不了解学生的思维进阶情况，也就不可能进行有针对性的点拨。

(五)合作交流，多元评价

小组讨论要具备一定的开放性，多元化交流和沟通可以提高学生的综合水平，能够让学生共同进步和发展。铜和浓硫酸反应的实验是高中化学必修二课本中的一个经典演示实验。人教版教材中实验装置采用抽拉铜丝的方法控制反应的进行，将二氧化硫气体通入用试管夹夹住盛有品红溶液的试管，品红溶液褪色，加热后复色，进一步验证二氧化硫。该实验主要存在以下三点不足：一是装置设计中导管伸入到品红溶液中容易造成倒吸，而且加热品红溶液时间较长。二是实验过程中抽拉铜丝比较困难，实验过程中容易造成二氧化硫气体泄露。三是反应过程中溶液呈蓝色不明显，出现褐色。对于以上不足，班级小组展开合作，拿出自己的改进方案进行开放式交流，并进行了如下微型化改进。实验用品和仪器：带有翻口橡皮塞的西林瓶2个(一瓶装有少许酸性高锰酸钾溶液)，5 mL塑料注射器A，5 mL玻璃注射器B，塑料注射器C。试剂和药品：品红试纸，细铜丝，80%的浓硫酸，酸性高锰酸钾溶液。实验步骤和现象：1.将塑料注射器A插在西林瓶塞上，将细铜丝插在针头内并固定好，针头前露出的铜丝绕成螺旋状，再把瓶塞塞上。2.用注射器C向西林瓶注入2 mL80%的浓硫酸，并拔出注射器C。3.再把内壁贴有湿润的品红试纸的注射器B插在西林瓶塞上。4.用酒精灯加热西林瓶，当浓硫酸溶液对流时，把注射器A慢慢下移，使铜丝与浓硫酸接触，反应立即发生，同时出现大量气泡。注射器B不动，让空气进入注射器A，注射器A的活塞慢慢向上移动，再固定住注射器A，注射器B活塞慢慢向上移动，这时二氧化硫进入注射器B。5.停止加热，可以观察到品红试纸逐渐褪色，浓硫酸溶液逐渐变蓝并产生极少的黑色固体。6.品红试纸褪色时，将注射器B拔出，并用橡皮泥堵住针头，放入沸水加热，品红试纸复原。6.将注射器B中的二氧化硫缓慢注入酸性高锰酸钾溶液中，溶液颜色变浅。7.当装置冷却下来，选择5 mL注射器将氢氧化钠溶液注入铜与浓硫酸反应实验的西林瓶中。下推注射器A和注射器B的活塞，使二氧化硫被碱液吸收。实验创新：选择西林瓶，而不用试管，装置简单，现象明显，安全可靠，便于课堂分组实验。在整个实验方案的分享交流过程中，既有共识也有分歧，这时候要充分发挥教师的主导作用，教师既要对各小组的不同见解给予恰当的鼓励，又要指出他们的不足，最后还要对确定的方案进行多元开放性评价，为学生留下探索的思维空间，从而为学生开启创新的智慧之门。

四、总结与反思

通过对这两个实验教学案例的分析，笔者认为对真实问题的深度探究必须依托具有一定挑战性的学习任务的驱动，教学设计的好坏直接影响教学效果的好坏。尤其是学生活动的设计，活动方式不应该就是回答问题、上黑板板演那么简单，而应包括具有化学学科特点的演示实验、小组讨论、小组实验。提供给学生小组讨论的机会，让学生自己去构建知识体系和思维模型。深度学习对于学习者个人而言较难达成，但是构建相应的小组合作则会使之更容易实现。在整个小组当中，所有的成员都有共同的目标，而且他们所具备的身份和角色并不完全相同。这种特定的模式会让他们具有一定归属感，使他们更加了解并深度参与小组合作，促使他们对学习产生兴趣，使他们的合作更为深刻。在这种影响之下，学生的讨论更加积极，而且互相提出质疑并共同解决问题，实现了学生思维的进阶。

总之，基于POE教学策略进行小组合作学习，还需要反复实践和强化，从而达到全面提高学生的思维。