“实验探究式”教学模式的构建与实施

如何从已选方案（5）、（6）和（7）中选择更合适的实验室制法呢？为此学生利用控制变量的方法设计了方案（5）、（6）和（7）（如下图所示）。我在明确学生完成实验方案的设计后，带领学生进入实验室自主选择实验所需的装置和药品。学生在本人的指导下进行制取CO2的实验尝试，通过实验学生发现：方案（6）中碳酸钠粉末+稀盐酸→大量气泡，反应速度很快，来不及收集，且试管中带液体的气泡会溢出试管。碳酸钠+稀硫酸→大量气泡，同样反应速度也很快，试管中带液体的气泡也会溢出试管。方案（7）中鸡蛋壳+稀硫酸→有很少气泡，反应速度较慢。鸡蛋壳+稀盐酸→也是只有很少气泡产生，反应速度较慢。方案（5）中石灰石+稀硫酸→只有很少气泡产生，石灰石表面有白色固体生成，且一会儿后反应停止。石灰石+稀盐酸→有许多气泡，反应速度适中。
本人通过引导学生方案（5）、（6）和（7）设计、实施和比较，很好地促进了学生能力的发展，培养了学生通过实验解决问题的意识，学生在体验探究成功快乐的同时，也加深对原料选定的印象。
程序三：评价与总结
实验操作结束后，由学生展示实验结果，并说明实验中所观察到的现象。在探究型实验中，学生可能会从背景材料中筛选出不同知识信息或采用其他学科中的实验手段，从多角度运用多种方法进行实验，因此常会出现多种实验现象和结果。对此，教师须作正确的评价，帮助学生了解知识的内涵和外延以及各种信息之间的内在联系。此外，展示结果和说明现象是对学生实施考查的主要内容，过程中应要求学生据实说明，若实验结果出现偏差则需要他们分析原因，找出问题的根源，最后通过教师的启发、引导和学生的讨论、归纳，形成正确的结论。如根据方案（5）、（6）和（7）的实验现象学生通过讨论，最后归纳得出：
（1）选择原料的条件应该是价格便宜，反应速度适中，利于收集，操作简便。
（2）实验室制取CO2的最好原料为石灰石和稀盐酸。
实验让学生加深了对实验室制取CO2原料选择的要求，同时更加理解了选择石灰石和稀盐酸制取CO2的理由。培养了学生获取信息、自主学习的能力，同时也发挥了评价的激励功能。
本人在学生明确了实验室制CO2的反应原理及原料后，就开始引导学生对制取和收集CO2装置进行设计。为使学生的设计思路更加流畅，我通过类比实验室制取和收集O2的方法来引导学生,如比较反应原料的状态，反应原理、反应条件、制气体的反应装置、气体密度、气体溶解性、气体是否与水反应、制气体的收集及检验气体的方法等。学生通过我的引导和小组讨论等形式比较容易地得到实验室制取和收集CO2气体的一般思路和具体操作方法。
如学生在回忆利用双氧水制取O2和利用高锰酸钾制取O2（如下图）的两套不同装置后，发现图1装置是适用于固液反应制取气体；图2装置适用于固体加热制取气体，所以制取CO2的装置应该选着图1装置。

在CO2收集装置的选择上，同学们同样通过回忆氧气的两套收集装置即向上排空气法和向下排水法（如下图），再根据两套装置收集气体的原理：向上排空气法（图3）适用密度比空气大的气体，向下排水法（图4）适用于难溶于水的

气体，最后对照CO2气体的性质特点——密度比空气大且微溶于水，所以只能选着图3收集装置。
学生通过知识的类比，达到锻炼学生对知识举一反三的能力，从而让学生的思维得以发散，对知识之间的联系、迁移把握得更游刃有余。
程序四：诱导与迁移
在整个活动过程中，学生通过自己收集整理信息、动手操作和分析讨论，经历了从理论到实际、由实际再上升到理论的认知过程，对所运用的知识和要探究的目标有了较为详实而具体的认识，但这些认识往往是零乱的、分散的，教师应启发和诱导学生将各种结论去粗存精、去伪存真，对他们进行思维加工，不断巩固和提高所学的知识，并使之迁移和发展，逐渐将过程中获得的分析和解决问题的能力作用于更深层次的探究目标。
例如：一些优秀的学生会在上述基础上建立一些新的研究课题。如：《如何设计一款能控制气体的装置》、《探究加快石灰石与硫酸反应的方法》、《探究减慢碳酸钠与酸反应的方法》等。我针对学生提出的上述新课题，以优秀学生为主导成立若干探究小组，制定和实施探究方案，利用课后或下一课时将探究进行到底。
如：某探究小组在探究设计能控制气体产生和停止的发生装置时，他们成功地完成了以下三个装置（图5、图6、图7）的设计：

使用时先在容器的底部放碳酸钙固体，然后在分液漏斗内放入盐酸溶液，如需产生CO2气体时只要将分液漏斗上的活塞打开，盐酸就会流入下面的容器中，碳酸钙和盐酸就开始反应放出CO2气体。如果不需要CO2气体时，可将分液漏斗上的活塞关闭，待容器中的盐酸与碳酸钙反应完了，气体就不再产生。
该小组的同学为使操作更加简单，他们联想到用针筒代替分液漏斗的方法，又设计出如图8的实验装置。使用时将碳酸钙固体放入试管底部，塞上橡皮塞，然后用针筒抽取一定体积的盐酸，将针筒的针尖刺入橡皮塞，需要CO2气体时只要将盐酸注入试管内即可。

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“实验探究式”教学模式的构建与实施(三)