“走出实验程式化，动手更动脑”的实践运用(二)

 
 学生经过讨论，分析了几个方案的特点：①这个反应，要求高温，我们的实验室能不能做到；③这个反应不容易控制氧气量，多了氧气过量，不易分离出来，少了产生一氧化碳；④这个反应原料可能不容易得到。⑤、⑥、⑦、⑧可以进行实验探究。
 师：科学性、安全性、可行性、简约性、经济性等角度综合考虑，选用哪种方案更合理？
 生：⑤这个装置需要加热，装置较为复杂。其他几个方案好象没有多少差异。
 师：其他几个方案，请同学实验操作演示，注意观察思考
 通过实验，观察到了碳酸钠粉末与稀盐酸反应速度太快，大理石与稀硫酸反应几乎得不到气体，同学们顿时理解了实验室为什么选用大理石与稀盐酸反应这个方案来制取二氧化碳。
 思维拓展：师：大理石与稀盐酸反应这个方案来制取二氧化碳的装置，为什么要用长颈漏斗？
 师：能否用大理石与浓盐酸反应这个方案来制取二氧化碳呢？
 师：家庭生活中如何方便制取二氧化碳？（答案应该有：用碳酸钠与醋酸反应（农村最易得）、用碳与氧气反应（直接燃烧木炭，实验室制取二氧化碳不适合采用这个方法，因为不易控制氧气量。在大棚里就比较理想的了，既便宜，又方便。使学生能够学以致用）、用汽水喷洒等等）
 【评析】本案例打破了照葫芦画瓢的习惯，引导学生将问题发散，冲破“思维定势障碍”的束缚，通过方案的评价活动，既内化了实验设计的科学素养，又培养了学生求异性、灵活性、独创性的创造性思维。
 2．引导学生对仪器装置的思辨
 众所周知，在进行气体制备装置——启普发生器的教学时，根据启普发生器的原理，用实验室常用的仪器可以设计出许多替代装置（如下图）：
 
  受此启示，教学实践中，我们可以基于“等效”的思想，引导学生根据演示实验的基本原理，灵活运用一些功能相近的器材加以替换实验，对现有的装置进行改进和重新设计，在异曲同工中最
大限度调动学生，拓宽他们的思维。
【案例】CO2与NaOH喷泉实验
 课本内的喷泉实验是利用气体极易溶解在液体里的性质，使容器内外形成压强差，当压强差大于玻璃导管中水柱所产生的压强时，外界大气压将液体压入容器内而形成喷泉。
 教师提问：CO2与NaOH喷泉实验中（图1－a），滴管的水是用来引发水上喷，若将滴管去掉（图1－b），那么，可以通过其他什么方法引发喷泉？
 学生：根据喷泉实验的原理，只要有微量的NaOH使烧瓶内的CO2溶解，使烧瓶内的压强减小到一定值就能引发水上喷。因此，有多种方案可以实现：例如可以用橡皮管连接玻璃导管的下端，将管中的CO2抽出；还可以用包有制冷剂的毛巾在烧杯的外壁敷一段时间；还有同学提出可以用手或热毛巾将烧瓶捂热，CO2受热膨胀，赶出玻璃导管内的空气等方案。
 教师提问：上面几个喷泉都是通过减小容器内压强把液体吸上来，那么能不能从反向思维的角度来考虑，即通过增加容器外面的压强来形成喷泉呢？
 学生：学生根据这个思路设计了图2－a的实验装置。锥形瓶中可以是稀盐酸溶液，然后加入足量的NaHCO3固体；在实验过程中还发现，随着实验的进行，烧瓶中的空气被压缩，压强增大，形成喷泉的趋势逐渐减小。于是，又对实验装置进行了改进，如图2－b，将烧瓶中的气体和液体引出至水槽，这样喷泉的现象更加明显，持续时间更长。
 【评析】上述案例中，利用研究素材本身的特点，在理解实验知识原理的基础上进一步引导学生进行思维的发散、求异、变通，通过对实验结果进行讨论，改进实验操作，用多次的失败与成功来促进学生思维的多元化发展。
 3．引导学生对试剂选择的思辨
 我们知道，实验中的试剂种类、用量、浓度都有一定的限度和范围。不同试剂甚至不同浓度、用量的同一试剂实验时结果不一定相同，因为老师的提前准备与掩盖，演示实验中学生并没有多少机会观察到这种不同，即使有时出现，也因为种种原因忽略了这种差异。我认为这种差异在一定程度上也是一个思维拓展的契机。引导学生对试剂选择的思辨，找出产生差异现象的原因，培养了他们实事求是、严谨认真、善于观察、自主探究的科学素质，自树立了他们对实验教学的信心。

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