论文部分内容阅读
摘 要：学生对新化学概念的学习易因受迷思概念的影响得不到好的学习效果，PDEODE策略有助于改善此种情况。本文旨在使用《沉淀反应的应用》这一案例阐述如何在化学课堂教学中实施该策略。
关键词：迷思概念[1];PDEODE策略;沉淀反应的应用;化学平衡移动原理
在高中的化学教学过程中，很多教师会产生这样的疑惑：学生不容易接受新的概念，教师要通过不断的重复才能达到使学生记住新概念的效果。但即便如此学生在真正需要运用概念时又不知从何入手。造成此现象的其中一个重要原因是学生在学习前已受迷思概念的影响而无法真正接受新的科学概念。所谓迷思概念是指学生对某一个科学概念有别于教材的理解。迷思概念广泛存在于每一个学习个体中，但由于其具有一定的隐蔽性难以被教师发现;而大多数的迷思概念是在长期的生活经验中形成的，因此纠正的难度较大。[1]为了实现有效课堂的教与学的目标，教师必须寻找合理的策略，积极地把迷思概念转化为科学概念。
一、PDEODE策略
1982年，波斯纳等人提出了著名的“概念转变学习理论”，得到了许多研究者和教育同行的认可。在此基础上，教师通过长期教学经验的积累自然地得出了乃至现在还有很多教师沿用的DOE策略（演示-观察-解释）。DOE策略侧重的是让学生通过观察实验现象这种直观的方式达到接受和记忆科学概念的目的。但实际的效果是很多学生会随着对实验现象的记忆的消退而遗忘了科学概念。
Gunstone和White又在DOE策略的基础上提出了POE[2]策略（预测-观察-解释），此策略已在一定程度下发挥了学生的主动性，让学生进行预测，但无法达到呈现学生的迷思概念的目的。
笔者继续翻阅资料，发现Kolari和Ranne提出了PDEODE策略[3]（预测-讨论-解释-观察-讨论-解释）。这一策略符合了以学生为主导的合作型教学的特点，充分暴露学生的迷思概念，并使学生在实验现象与预测现象的冲击下实现概念转变。以下是笔者结合课堂教学对此策略的理解：要真正地转变学生的迷思概念，应该要使学生经历以下过程：学生呈现自己的迷思概念，通过观察实验现象使过去的想法受到冲击，进而产生了思考与讨论，在教师的指引下进行迷思概念的自我转变，最后通过得到教师的肯定强化了对科学概念的记忆。
二、PDEODE策略在《沉淀反应的应用》教学中的运用
《沉淀反应的应用》是在《难溶电解质的溶解平衡》的应用和升华。对于很多学生来说，此节研究的沉淀的生成，沉淀的溶解和沉淀的转化理解起来是有难度的。这是因为即便通过了第一节的学习后，“沉淀就是不溶的物质”这一迷思概念还顽固地存在于学生的脑海里。因此笔者认为《沉淀反应的应用》这一节课的教学是PDEODE策略运用的典型例子，基于此，本文将着重通过对本节课中对沉淀溶解这一部分教学课堂实录的分析来谈谈应用该策略的所思所想：
（一）课题：《沉淀反应的应用——沉淀的溶解》（人教版选修4）
（二）教学目标：
1.使学生进一步认识难溶电解质在水中存在溶解平衡，并能结合实例分析。
2.使学生能够运用平衡移动的观点对沉淀溶解过程进行分析。
（三）教學重点：沉淀的溶解
教学难点：从沉淀溶解平衡移动原理角度来分析沉淀的溶解。
（四）教学过程：
（引入）在生活中我们会发现用久了的煮水壶有水垢，应如何除去？
（以生活中常见的现象引入沉淀溶解，学生很容易根据学过的知识回答：2CH3COOH+CaCO3=（CH3COO）2Ca+H2O+CO2）。
通过之前的学习我们能得到加酸能使某些难溶盐溶解的办法。除此以外还有别的方法使沉淀溶解吗？
（实验探究预测）往盛有少量Mg（OH）2的试管中分别加入蒸馏水、盐酸和氯化铵溶液，会有什么实验现象？请说出你的预测与原因，并与小组成员交流。
学生立刻进行了激烈的讨论，教师在这过程中认真聆听学生的观点，以下收集的是学生有代表性的观点：
1.加入蒸馏水：第一种观点认为没有明显现象，原因是氢氧化镁是难溶于水的沉淀;第二种观点认为立刻会看到沉淀发生溶解，原因是难溶电解质存在溶解平衡，加入蒸馏水使镁离子和氢氧根离子浓度下降，平衡向沉淀溶解的方向移动;第三种观点在第二种观点的基础上提出加入的水少时无明显现象，只有加入较大量的水才能看到沉淀消失。
2.加入盐酸：此处学生统一认为会看到白色沉淀消失。原因是发生了酸碱中和反应。
3.加入氯化铵：第一种观点是无明显现象，原因是前面学习没有提到过难溶性碱可与盐反应;第二种观点是白色沉淀消失，原因是氯化铵因水解呈酸性，因此能溶解难溶性碱氢氧化镁;第三种观点是白色沉淀消失，原因是铵根离子和氢氧化镁中的氢氧根离子结合成更弱的电解质一水合氨，使溶液中氢氧根离子浓度下降，平衡向沉淀溶解的方向移动。
（实验探究）学生分组进行实验，观察并记录实验现象。
（学生在预测实验现象后有着想了解真相的强烈愿望，在这种愿望的驱动下以小组为单位进行合作实验。此时他们的注意力高度集中，效率极高，且培养了合作的精神）
（实验现象汇报及解释）学生代表汇报实验现象，并且对比自己的预测进行讨论得出合理的解释。
观察了实验现象以后，很多学生的迷思概念受到了冲击，因而产生了强烈的求知欲，纷纷开始了激烈讨论，并进行了自己或者是组内的观点纠正。以下摘录了有代表性的发言：
①加入蒸馏水：白色沉淀消失，原因是溶解的氢氧化镁电离出镁离子和氢氧根离子，加水后使离子浓度均下降，造成平衡向沉淀溶解方向移动，变化可用图二来表示：
②加入盐酸：因为盐酸能与氢氧根离子反应生成更弱的电解质水，造成氢氧根离子浓度下降，平衡向沉淀溶解的方向移动，变化可用图三来表示： ③加入氯化铵溶液：实验现象是白色沉淀溶解。对于此现象的解释仍存在两种观点：一是认为氯化铵溶液呈酸性，中和了溶液中的氢氧根离子造成离子浓度下降，平衡向沉淀溶解的方向移动。二是认为氯化铵电离出的铵根离子与氢氧根离子结合生成更弱的电解质一水合氨造成离子浓度下降，平衡向沉淀溶解的方向移动。
（设问）两方面的观点都似乎有道理，到底是哪个观点正确呢？如何用实验证明？
（由于两方面的观点都有一定道理，而学生无法通过语言来辨出正误。这里教师必须进行干预，引导学生想出解决的方案。因为化学是以实验为基础的一门科学，因此最好用实验的方案进行探究。学生在此过程中可以充分发挥自己的主动性，探究的情绪十分高涨。）
（学生讨论实验方案）可能的原因分别是溶液呈酸性和铵根离子的存在，学生很快抓住了关键，得出了通过往氢氧化镁悬浊液中加入醋酸铵溶液的实验方案。如果不溶解，就能证明造成沉淀溶解的原因是铵根离子的存在。
（实验探究）学生往氢氧化镁悬浊液中加入适量的醋酸铵溶液。
学生观察实验现象：无明显变化。
（讨论结论与原因）学生通过直观的实验现象得出了结论，并用溶解平衡移动的方法分析了氯化铵溶液使氢氧化镁悬浊液变澄清的原因（如图四）
（结尾）一个简单沉淀溶解现象的本质原因是沉淀的溶解平衡移动。这是对难溶电解质的溶解平衡的其中一个应用。
三、教学评价与分析
大多数教师对这节课的评价是思路清晰、条理分明，学生参与度高、课堂气氛活跃，教学效果良好;而学生普遍认为这节课内容接受起来容易，收获颇丰。
笔者在设计这节课的时候思路是这样的：由于初中化学只有一年学习的时间，学生在此之前又毫无基础，因此教育有局限性。很多学生会形成这样的一些迷思概念：“沉淀就是不溶于水的物质”，“要是沉淀溶解就只有两种情况，一是难溶碱与酸的反应，二是某些难溶盐与酸的反应”。如果忽视这些事前想法，直接向学生灌输“难溶电解质的溶解实质就是溶解平衡的移动”，只会为学生繁重的记憶添负担。因此利用PDEODE策略，先帮助学生找到迷思概念（预测），并把这些想法以语言的形式表达出来（讨论、解释）。教师不能简单地通过否定来向学生灌输科学概念，因此通过演示或者学生探究实验来验证自己的预测（观察）。当学生观察到现象与预测不相符，迷思概念自然受到冲击，学生自发地纠正过去的错误想法（讨论），并以语言的形式表达出来（解释）。
参考文献
[1]李雁冰、刁彭成.科学教育中的“迷思教育”初探[J]，全球教育展望，2006.5：65-68
[2]顾江鸿、史小梅、李春密.预测-观察-解释—一种基于现代教育研究的演示策略[J]，教育教学研究，2009.5：54-56
[3]李淑妍.基于PDEODE模式的化学实验教学实践研究.化学教学[J].2020.8：59-62
关键词：迷思概念[1];PDEODE策略;沉淀反应的应用;化学平衡移动原理
在高中的化学教学过程中，很多教师会产生这样的疑惑：学生不容易接受新的概念，教师要通过不断的重复才能达到使学生记住新概念的效果。但即便如此学生在真正需要运用概念时又不知从何入手。造成此现象的其中一个重要原因是学生在学习前已受迷思概念的影响而无法真正接受新的科学概念。所谓迷思概念是指学生对某一个科学概念有别于教材的理解。迷思概念广泛存在于每一个学习个体中，但由于其具有一定的隐蔽性难以被教师发现;而大多数的迷思概念是在长期的生活经验中形成的，因此纠正的难度较大。[1]为了实现有效课堂的教与学的目标，教师必须寻找合理的策略，积极地把迷思概念转化为科学概念。
一、PDEODE策略
1982年，波斯纳等人提出了著名的“概念转变学习理论”，得到了许多研究者和教育同行的认可。在此基础上，教师通过长期教学经验的积累自然地得出了乃至现在还有很多教师沿用的DOE策略（演示-观察-解释）。DOE策略侧重的是让学生通过观察实验现象这种直观的方式达到接受和记忆科学概念的目的。但实际的效果是很多学生会随着对实验现象的记忆的消退而遗忘了科学概念。
Gunstone和White又在DOE策略的基础上提出了POE[2]策略（预测-观察-解释），此策略已在一定程度下发挥了学生的主动性，让学生进行预测，但无法达到呈现学生的迷思概念的目的。
笔者继续翻阅资料，发现Kolari和Ranne提出了PDEODE策略[3]（预测-讨论-解释-观察-讨论-解释）。这一策略符合了以学生为主导的合作型教学的特点，充分暴露学生的迷思概念，并使学生在实验现象与预测现象的冲击下实现概念转变。以下是笔者结合课堂教学对此策略的理解：要真正地转变学生的迷思概念，应该要使学生经历以下过程：学生呈现自己的迷思概念，通过观察实验现象使过去的想法受到冲击，进而产生了思考与讨论，在教师的指引下进行迷思概念的自我转变，最后通过得到教师的肯定强化了对科学概念的记忆。
二、PDEODE策略在《沉淀反应的应用》教学中的运用
《沉淀反应的应用》是在《难溶电解质的溶解平衡》的应用和升华。对于很多学生来说，此节研究的沉淀的生成，沉淀的溶解和沉淀的转化理解起来是有难度的。这是因为即便通过了第一节的学习后，“沉淀就是不溶的物质”这一迷思概念还顽固地存在于学生的脑海里。因此笔者认为《沉淀反应的应用》这一节课的教学是PDEODE策略运用的典型例子，基于此，本文将着重通过对本节课中对沉淀溶解这一部分教学课堂实录的分析来谈谈应用该策略的所思所想：
（一）课题：《沉淀反应的应用——沉淀的溶解》（人教版选修4）
（二）教学目标：
1.使学生进一步认识难溶电解质在水中存在溶解平衡，并能结合实例分析。
2.使学生能够运用平衡移动的观点对沉淀溶解过程进行分析。
（三）教學重点：沉淀的溶解
教学难点：从沉淀溶解平衡移动原理角度来分析沉淀的溶解。
（四）教学过程：
（引入）在生活中我们会发现用久了的煮水壶有水垢，应如何除去？
（以生活中常见的现象引入沉淀溶解，学生很容易根据学过的知识回答：2CH3COOH+CaCO3=（CH3COO）2Ca+H2O+CO2）。
通过之前的学习我们能得到加酸能使某些难溶盐溶解的办法。除此以外还有别的方法使沉淀溶解吗？
（实验探究预测）往盛有少量Mg（OH）2的试管中分别加入蒸馏水、盐酸和氯化铵溶液，会有什么实验现象？请说出你的预测与原因，并与小组成员交流。
学生立刻进行了激烈的讨论，教师在这过程中认真聆听学生的观点，以下收集的是学生有代表性的观点：
1.加入蒸馏水：第一种观点认为没有明显现象，原因是氢氧化镁是难溶于水的沉淀;第二种观点认为立刻会看到沉淀发生溶解，原因是难溶电解质存在溶解平衡，加入蒸馏水使镁离子和氢氧根离子浓度下降，平衡向沉淀溶解的方向移动;第三种观点在第二种观点的基础上提出加入的水少时无明显现象，只有加入较大量的水才能看到沉淀消失。
2.加入盐酸：此处学生统一认为会看到白色沉淀消失。原因是发生了酸碱中和反应。
3.加入氯化铵：第一种观点是无明显现象，原因是前面学习没有提到过难溶性碱可与盐反应;第二种观点是白色沉淀消失，原因是氯化铵因水解呈酸性，因此能溶解难溶性碱氢氧化镁;第三种观点是白色沉淀消失，原因是铵根离子和氢氧化镁中的氢氧根离子结合成更弱的电解质一水合氨，使溶液中氢氧根离子浓度下降，平衡向沉淀溶解的方向移动。
（实验探究）学生分组进行实验，观察并记录实验现象。
（学生在预测实验现象后有着想了解真相的强烈愿望，在这种愿望的驱动下以小组为单位进行合作实验。此时他们的注意力高度集中，效率极高，且培养了合作的精神）
（实验现象汇报及解释）学生代表汇报实验现象，并且对比自己的预测进行讨论得出合理的解释。
观察了实验现象以后，很多学生的迷思概念受到了冲击，因而产生了强烈的求知欲，纷纷开始了激烈讨论，并进行了自己或者是组内的观点纠正。以下摘录了有代表性的发言：
①加入蒸馏水：白色沉淀消失，原因是溶解的氢氧化镁电离出镁离子和氢氧根离子，加水后使离子浓度均下降，造成平衡向沉淀溶解方向移动，变化可用图二来表示：
②加入盐酸：因为盐酸能与氢氧根离子反应生成更弱的电解质水，造成氢氧根离子浓度下降，平衡向沉淀溶解的方向移动，变化可用图三来表示： ③加入氯化铵溶液：实验现象是白色沉淀溶解。对于此现象的解释仍存在两种观点：一是认为氯化铵溶液呈酸性，中和了溶液中的氢氧根离子造成离子浓度下降，平衡向沉淀溶解的方向移动。二是认为氯化铵电离出的铵根离子与氢氧根离子结合生成更弱的电解质一水合氨造成离子浓度下降，平衡向沉淀溶解的方向移动。
（设问）两方面的观点都似乎有道理，到底是哪个观点正确呢？如何用实验证明？
（由于两方面的观点都有一定道理，而学生无法通过语言来辨出正误。这里教师必须进行干预，引导学生想出解决的方案。因为化学是以实验为基础的一门科学，因此最好用实验的方案进行探究。学生在此过程中可以充分发挥自己的主动性，探究的情绪十分高涨。）
（学生讨论实验方案）可能的原因分别是溶液呈酸性和铵根离子的存在，学生很快抓住了关键，得出了通过往氢氧化镁悬浊液中加入醋酸铵溶液的实验方案。如果不溶解，就能证明造成沉淀溶解的原因是铵根离子的存在。
（实验探究）学生往氢氧化镁悬浊液中加入适量的醋酸铵溶液。
学生观察实验现象：无明显变化。
（讨论结论与原因）学生通过直观的实验现象得出了结论，并用溶解平衡移动的方法分析了氯化铵溶液使氢氧化镁悬浊液变澄清的原因（如图四）
（结尾）一个简单沉淀溶解现象的本质原因是沉淀的溶解平衡移动。这是对难溶电解质的溶解平衡的其中一个应用。
三、教学评价与分析
大多数教师对这节课的评价是思路清晰、条理分明，学生参与度高、课堂气氛活跃，教学效果良好;而学生普遍认为这节课内容接受起来容易，收获颇丰。
笔者在设计这节课的时候思路是这样的：由于初中化学只有一年学习的时间，学生在此之前又毫无基础，因此教育有局限性。很多学生会形成这样的一些迷思概念：“沉淀就是不溶于水的物质”，“要是沉淀溶解就只有两种情况，一是难溶碱与酸的反应，二是某些难溶盐与酸的反应”。如果忽视这些事前想法，直接向学生灌输“难溶电解质的溶解实质就是溶解平衡的移动”，只会为学生繁重的记憶添负担。因此利用PDEODE策略，先帮助学生找到迷思概念（预测），并把这些想法以语言的形式表达出来（讨论、解释）。教师不能简单地通过否定来向学生灌输科学概念，因此通过演示或者学生探究实验来验证自己的预测（观察）。当学生观察到现象与预测不相符，迷思概念自然受到冲击，学生自发地纠正过去的错误想法（讨论），并以语言的形式表达出来（解释）。
参考文献
[1]李雁冰、刁彭成.科学教育中的“迷思教育”初探[J]，全球教育展望，2006.5：65-68
[2]顾江鸿、史小梅、李春密.预测-观察-解释—一种基于现代教育研究的演示策略[J]，教育教学研究，2009.5：54-56
[3]李淑妍.基于PDEODE模式的化学实验教学实践研究.化学教学[J].2020.8：59-62