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淺談基于POE教學(xué)策略進(jìn)行小組合作學(xué)習(xí)
——化學(xué)實(shí)驗課堂實(shí)錄

2022-02-16 06:27:56倪晉龍胡滿紅
安徽教育科研 2022年35期
關(guān)鍵詞:品紅注射器小組討論

倪晉龍 胡滿紅

(渦陽第四中學(xué) 安徽亳州 233600)

英國哲學(xué)家培根說過:“討論猶如礪石,思想好比鋒刃,兩相砥礪將使思想銳利?!币虼?,小組討論合作學(xué)習(xí)已成為教師在優(yōu)化課堂教學(xué)過程中不可或缺的教學(xué)環(huán)節(jié),尤其受到參加課堂教學(xué)大賽選手的追捧。究其原因,它以學(xué)生主動參與為主,突出了學(xué)生的主體性,而且課堂氣氛濃厚。學(xué)生通過小組討論完成學(xué)習(xí)任務(wù),不受教師、教材的束縛。在合作和探討中,學(xué)生的思維得到充分碰撞,極大地解放了學(xué)生的單點(diǎn)結(jié)構(gòu)思維,實(shí)現(xiàn)了關(guān)聯(lián)結(jié)構(gòu)思維的進(jìn)階。然而,在實(shí)際課堂教學(xué)中,大多數(shù)情況下小組討論只是為了活躍課堂氣氛,為了討論而討論,很少有教師把小組合作學(xué)習(xí)作為一種有效的教學(xué)策略去建構(gòu)課堂,小組討論往往程序化、形式化,忽視了學(xué)生學(xué)習(xí)的自主性,只是表面上的熱鬧,很難收到實(shí)質(zhì)性的效果。究其原因,主要有以下幾點(diǎn)。

1.問題煩瑣沒有重點(diǎn),且此起彼伏。

2.分組不合理,這組沒討論好,那組已經(jīng)結(jié)束。

3.討論時間把控不好,要么不夠要么超時,預(yù)期目標(biāo)很難實(shí)現(xiàn)。

那么,如何有效實(shí)施小組合作學(xué)習(xí)呢?本文以POE理論為基礎(chǔ),以化學(xué)實(shí)驗教學(xué)為案例,嘗試通過小組合作探究實(shí)現(xiàn)學(xué)生的思維進(jìn)階,意在為教學(xué)提供一些幫助。

一、POE教學(xué)策略概述

POE教學(xué)策略由White R.T.和Gunstoner R.F.于1992年正式提出的基本教學(xué)程序:預(yù)測—觀察—解釋(predict-observe-explain,縮寫為POE)。筆者根據(jù)POE教學(xué)策略設(shè)計出小組合作思維進(jìn)階模型,如圖1。

圖1 小組合作思維進(jìn)階模型

二、明確分工,合理分組

科學(xué)合理地劃分學(xué)習(xí)小組能有效地活躍課堂氣氛,有利于學(xué)生進(jìn)行愉快的合作學(xué)習(xí),提高課堂效率。我們可以先摸清班級學(xué)生的具體情況,從學(xué)生的學(xué)習(xí)能力和性格差異等多個角度,按照組內(nèi)異質(zhì)、組間同質(zhì)的方式進(jìn)行分組。后續(xù)還可以進(jìn)行輪換,讓不同小組之間的人員交叉合作。筆者認(rèn)為將學(xué)生分為六人一個小組為宜,按照成績優(yōu)、中、差2∶2∶2比例分配,運(yùn)用前后排討論的方式,要有組長、記錄員、報告員等。小組討論時,前排同學(xué)回過頭就可以和后排的同學(xué)進(jìn)行討論。這種分組方便、快捷,不需要移動學(xué)生的座位。組與組之間實(shí)力差異不大,小組之間勢力均衡,這樣可以培養(yǎng)學(xué)生的自信心,提高他們的主動性。

三、加強(qiáng)指導(dǎo),教會方法

課堂教學(xué)離不開小組合作,有效的小組合作,離不開教師科學(xué)的指導(dǎo)。每一個環(huán)節(jié)的工作都必不可少,所以在選擇小組合作學(xué)習(xí)方式時,需要關(guān)注細(xì)節(jié),真正使其發(fā)揮作用。

(一)選擇有探討價值的內(nèi)容,完成預(yù)習(xí)鋪墊

教師要把握教材的重難點(diǎn)。越是教材的核心問題,越要讓學(xué)生自主學(xué)習(xí)后展開討論。所以在上新課前,我們要精心設(shè)計導(dǎo)學(xué)案,根據(jù)學(xué)生完成導(dǎo)學(xué)案的情況,再去設(shè)計討論的問題,這些問題應(yīng)該是學(xué)生在預(yù)習(xí)過程中自己不能解決的,例如為什么弱電解質(zhì)溶液越稀越電離。教師引導(dǎo)學(xué)生對這些問題進(jìn)行有價值的梳理、討論、歸納。

(二)精心設(shè)計難度適中的討論內(nèi)容,有效開展小組討論

課堂討論的內(nèi)容要具備有效性,這種有效性會使整個課堂更加活躍,而不是讓整個課堂陷入冷場境地。因此,教師設(shè)計的討論問題必須具有針對性和思考空間,對學(xué)生的認(rèn)知能力要有所了解。在開展討論時,要讓所有的組員了解自己的任務(wù),也要細(xì)致觀察學(xué)生的討論,必要時介入學(xué)生的討論,使得討論的內(nèi)容符合實(shí)際。

在探索“銅和濃、稀硝酸反應(yīng)”時,人教版必修一和魯科版必修一教材將濃、稀硝酸進(jìn)行比較歸納,沒有安排實(shí)驗對它們的現(xiàn)象進(jìn)行分析。硝酸的強(qiáng)氧化性,是本節(jié)課的重點(diǎn)內(nèi)容。筆者通過動手實(shí)驗,加深學(xué)生對此內(nèi)容的理解。

環(huán)節(jié)一:創(chuàng)設(shè)問題情境,建構(gòu)認(rèn)知模型

本節(jié)課伊始,筆者播放硝酸泄漏的視頻,讓學(xué)生知道硝酸泄漏對環(huán)境產(chǎn)生的危害。學(xué)生觀看視頻,回顧了硝酸的物理性質(zhì)。筆者引導(dǎo)學(xué)生分析鐵在濃硝酸的環(huán)境下發(fā)生急劇變化的原因,認(rèn)識到要證明一種物質(zhì)具有強(qiáng)氧化性,就應(yīng)該選擇弱還原劑進(jìn)行反應(yīng),而金屬銅就是一種常見的弱還原劑。任務(wù)驅(qū)動一:濃硝酸和銅的反應(yīng)。筆者讓學(xué)生書寫相關(guān)方程式,預(yù)測現(xiàn)象:銅片逐漸溶解,溶液變藍(lán),有紅棕色氣體產(chǎn)生。這時,教師給出了相關(guān)實(shí)驗儀器:廢空瓶、注射器、濃硝酸、銅絲和銅片。實(shí)驗要求:安全、綠色、節(jié)約。小組經(jīng)討論后設(shè)計實(shí)驗方案,并上臺展示方案,再通過組間討論,最后確定方案可行性并實(shí)施實(shí)驗。本實(shí)驗筆者關(guān)注了兩個實(shí)驗細(xì)節(jié):一是讓學(xué)生自主設(shè)計實(shí)驗,確實(shí)實(shí)驗方案并動手實(shí)驗,體現(xiàn)了學(xué)生的主體性。二是用廢舊空瓶和注射器代替?zhèn)鹘y(tǒng)的試管,反應(yīng)在密閉環(huán)境中發(fā)生,減少了環(huán)境污染,體現(xiàn)了綠色化學(xué)和實(shí)驗創(chuàng)新的理念。證偽:學(xué)生做完實(shí)驗后意外發(fā)現(xiàn)溶液并非預(yù)期的藍(lán)色,而是呈現(xiàn)出綠色,這種現(xiàn)象大大激發(fā)了學(xué)生實(shí)驗探究的欲望,各組經(jīng)討論后提出了三種猜想。猜想一:溶液中銅離子濃度過大。猜想二:生成其他物質(zhì),如亞銅離子。猜想三:濃硝酸溶解了二氧化氮。最后筆者進(jìn)行點(diǎn)撥、分析,學(xué)生否定了猜想二,并針對猜想一、猜想三再進(jìn)行實(shí)驗和探究。我們又重新配置了兩瓶稀硝酸銅溶液和飽和硝酸銅溶液,實(shí)驗中溶液都呈現(xiàn)出藍(lán)色,因此否定了猜想一。對于猜想三,我們討論后決定向該溶液中通入氮?dú)猓s走二氧化氮,結(jié)果溶液由綠色變?yōu)樗{(lán)色,從而得出結(jié)論:猜想三是合理的。在課堂上對證偽進(jìn)行再探究,體現(xiàn)了課堂教學(xué)過程中的生成之美,實(shí)現(xiàn)了學(xué)生思維的進(jìn)階。任務(wù)驅(qū)動二:稀硝酸和銅的反應(yīng)。稀硝酸和銅反應(yīng)會產(chǎn)生一氧化氮,一氧化氮又和氧氣反應(yīng)產(chǎn)生二氧化氮。因而學(xué)生想到,必須在隔絕空氣的條件下進(jìn)行銅和稀硝酸反應(yīng)。其中一組學(xué)生經(jīng)過討論、整理,上臺展示如下實(shí)驗:將廢舊空瓶抽成真空,在瓶塞上插入銅絲,然后通過注射器擠入稀硝酸,廢舊空瓶鼓起,把廢空瓶立起來,銅絲和稀硝酸脫離接觸,反應(yīng)停止,做到了即用即停。我們用注射器向廢舊空瓶里注入空氣,出現(xiàn)預(yù)期的紅棕色。這個實(shí)驗的創(chuàng)新點(diǎn)就是安全、綠色環(huán)保、易操作,便于分組實(shí)驗。

環(huán)節(jié)二:學(xué)以致用

利用AL智能技術(shù)進(jìn)行實(shí)驗題目推送,讓學(xué)生在平板上現(xiàn)場做題,教師根據(jù)做題情況進(jìn)行大數(shù)據(jù)分析,根據(jù)學(xué)生對此知識點(diǎn)的掌握情況調(diào)整教學(xué)方案,大大提高了課堂效率。

環(huán)節(jié)三:交流總結(jié)

學(xué)生談感悟,教師總結(jié)硝酸的強(qiáng)氧化性,并告訴學(xué)生,生活當(dāng)中有很多難以解釋的現(xiàn)象等著我們?nèi)グl(fā)現(xiàn)。整個課堂體現(xiàn)了探究之美,實(shí)現(xiàn)了學(xué)生思維和動手能力的進(jìn)階。

環(huán)節(jié)四:實(shí)驗總結(jié)

在探究硝酸性質(zhì)中,應(yīng)用了POE理論,最終形成“發(fā)現(xiàn)問題—理論分析—提出假設(shè)—實(shí)驗探究—解決問題”的思維模型,符合馬斯洛需求層次理論,滿足了學(xué)生學(xué)習(xí)心理階梯式成長需求。

(三)提高全體學(xué)生學(xué)習(xí)能力,關(guān)注學(xué)困生

在小組討論中,我們經(jīng)常發(fā)現(xiàn)優(yōu)等生侃侃而談,他們的意見往往是整個小組的意見,中等生偶爾會提出自己的見解,但是學(xué)困生經(jīng)常會作為一個旁觀者存在,很少發(fā)表自己的見解。為了實(shí)現(xiàn)共同提高,可將學(xué)困生均勻分配到各個小組,明確他們的分工,根據(jù)他們已有的知識水平給他們分配任務(wù)。實(shí)現(xiàn)組間相互競爭,組內(nèi)共同發(fā)展,最終達(dá)到共同成長的目的。

(四)教師參與,適時調(diào)控

在小組討論時,教師也要適時地參與進(jìn)去。這種參與并不是一味地干預(yù)他們的思想,而要真正俯下身子,從學(xué)生的角度去看待問題。在探究銅和濃、稀硝酸反應(yīng)中,針對出現(xiàn)的“溶液并非預(yù)期的藍(lán)色,而呈現(xiàn)綠色”這樣一個關(guān)鍵性的問題,讓學(xué)生再討論、再探究。此過程如果教師不參與進(jìn)去,就不了解學(xué)生的思維進(jìn)階情況,也就不可能進(jìn)行有針對性的點(diǎn)撥。

(五)合作交流,多元評價

小組討論要具備一定的開放性,多元化交流和溝通可以提高學(xué)生的綜合水平,能夠讓學(xué)生共同進(jìn)步和發(fā)展。銅和濃硫酸反應(yīng)的實(shí)驗是高中化學(xué)必修二課本中的一個經(jīng)典演示實(shí)驗。人教版教材中實(shí)驗裝置采用抽拉銅絲的方法控制反應(yīng)的進(jìn)行,將二氧化硫氣體通入用試管夾夾住盛有品紅溶液的試管,品紅溶液褪色,加熱后復(fù)色,進(jìn)一步驗證二氧化硫。該實(shí)驗主要存在以下三點(diǎn)不足:一是裝置設(shè)計中導(dǎo)管伸入到品紅溶液中容易造成倒吸,而且加熱品紅溶液時間較長。二是實(shí)驗過程中抽拉銅絲比較困難,實(shí)驗過程中容易造成二氧化硫氣體泄露。三是反應(yīng)過程中溶液呈藍(lán)色不明顯,出現(xiàn)褐色。對于以上不足,班級小組展開合作,拿出自己的改進(jìn)方案進(jìn)行開放式交流,并進(jìn)行了如下微型化改進(jìn)。實(shí)驗用品和儀器:帶有翻口橡皮塞的西林瓶2個(一瓶裝有少許酸性高錳酸鉀溶液),5 mL塑料注射器A,5 mL玻璃注射器B,塑料注射器C。試劑和藥品:品紅試紙,細(xì)銅絲,80%的濃硫酸,酸性高錳酸鉀溶液。實(shí)驗步驟和現(xiàn)象:1.將塑料注射器A插在西林瓶塞上,將細(xì)銅絲插在針頭內(nèi)并固定好,針頭前露出的銅絲繞成螺旋狀,再把瓶塞塞上。2.用注射器C向西林瓶注入2 mL80%的濃硫酸,并拔出注射器C。3.再把內(nèi)壁貼有濕潤的品紅試紙的注射器B插在西林瓶塞上。4.用酒精燈加熱西林瓶,當(dāng)濃硫酸溶液對流時,把注射器A慢慢下移,使銅絲與濃硫酸接觸,反應(yīng)立即發(fā)生,同時出現(xiàn)大量氣泡。注射器B不動,讓空氣進(jìn)入注射器A,注射器A的活塞慢慢向上移動,再固定住注射器A,注射器B活塞慢慢向上移動,這時二氧化硫進(jìn)入注射器B。5.停止加熱,可以觀察到品紅試紙逐漸褪色,濃硫酸溶液逐漸變藍(lán)并產(chǎn)生極少的黑色固體。6.品紅試紙褪色時,將注射器B拔出,并用橡皮泥堵住針頭,放入沸水加熱,品紅試紙復(fù)原。6.將注射器B中的二氧化硫緩慢注入酸性高錳酸鉀溶液中,溶液顏色變淺。7.當(dāng)裝置冷卻下來,選擇5 mL注射器將氫氧化鈉溶液注入銅與濃硫酸反應(yīng)實(shí)驗的西林瓶中。下推注射器A和注射器B的活塞,使二氧化硫被堿液吸收。實(shí)驗創(chuàng)新:選擇西林瓶,而不用試管,裝置簡單,現(xiàn)象明顯,安全可靠,便于課堂分組實(shí)驗。在整個實(shí)驗方案的分享交流過程中,既有共識也有分歧,這時候要充分發(fā)揮教師的主導(dǎo)作用,教師既要對各小組的不同見解給予恰當(dāng)?shù)墓膭?,又要指出他們的不足,最后還要對確定的方案進(jìn)行多元開放性評價,為學(xué)生留下探索的思維空間,從而為學(xué)生開啟創(chuàng)新的智慧之門。

四、總結(jié)與反思

通過對這兩個實(shí)驗教學(xué)案例的分析,筆者認(rèn)為對真實(shí)問題的深度探究必須依托具有一定挑戰(zhàn)性的學(xué)習(xí)任務(wù)的驅(qū)動,教學(xué)設(shè)計的好壞直接影響教學(xué)效果的好壞。尤其是學(xué)生活動的設(shè)計,活動方式不應(yīng)該就是回答問題、上黑板板演那么簡單,而應(yīng)包括具有化學(xué)學(xué)科特點(diǎn)的演示實(shí)驗、小組討論、小組實(shí)驗。提供給學(xué)生小組討論的機(jī)會,讓學(xué)生自己去構(gòu)建知識體系和思維模型。深度學(xué)習(xí)對于學(xué)習(xí)者個人而言較難達(dá)成,但是構(gòu)建相應(yīng)的小組合作則會使之更容易實(shí)現(xiàn)。在整個小組當(dāng)中,所有的成員都有共同的目標(biāo),而且他們所具備的身份和角色并不完全相同。這種特定的模式會讓他們具有一定歸屬感,使他們更加了解并深度參與小組合作,促使他們對學(xué)習(xí)產(chǎn)生興趣,使他們的合作更為深刻。在這種影響之下,學(xué)生的討論更加積極,而且互相提出質(zhì)疑并共同解決問題,實(shí)現(xiàn)了學(xué)生思維的進(jìn)階。

總之,基于POE教學(xué)策略進(jìn)行小組合作學(xué)習(xí),還需要反復(fù)實(shí)踐和強(qiáng)化,從而達(dá)到全面提高學(xué)生的思維。

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