四 实验探究模式

这是最为活跃，也是最有争议的一种范型。由于它强调学生进行实验探

究、自行概括得出结论，深受青少年学生的喜爱，所以与其他教学模式相比， 学生的学习积极性最高、学习气氛最活跃；又由于这种教学模式，过于开放， 又没有严格的界定，在教学过程中往往难以控制，造成学生失误、延时耗时、学习的知识不系统等等，故而也最有争议。

从实验探究的本意来讲，对于激发学生的学习兴趣，激励他们的探究精神，磨练克服困难、获取成功的意志，无疑是应当发扬的。这些优点，正好弥补了其他实验教学模式的不足。关键在于，要有指导地实施实验探究，使之构成一种不至于给学生带来失误，又不占用太多的时间，有利于学生掌握系统知识的教学模式。这就是我们所主张的实验探究模式。这样的实验探究模式可以图示如下：

在实验探究主题中，宜包括由教师提供的简明指南(实验的目的、有关的信息、操作要领提示、安全须知等)，以防止学生走弯路。当然，实验探究必须靠学生自己独立完成，同时需要自行设计实施方案，而不是按课本规定的步骤“照方抓药”。只有在实验和探究的基础上，方有可能准确地获得正确的、符合实际的事实和现象，随之利用这些现象或数据，进行思维加工得出科学结论。例如，设计一个从氯化钠晶体中除去杂质(少量硫酸钠和碳酸氢铵) 的学生实验，让学生探索根据什么原理、如何去操作？学生会思考运用杂质的性质(碳酸氢铵受热易分解、遇强碱会挥发出氨；硫酸钠遇可溶性钡盐会析出难溶的硫酸钡沉淀)及有关实验操作原理，探索着去设计：

(1)欲从氯化钠晶体中除去 NH4HCO3，可以用加热或加 NaOH 溶液的方法。(2)欲除去杂质中的 SO42-，可以采用加入 BaCl2 或 Ba(NO3)2 试液的方法； 还要设计：操作程序，是先除去 NH4HCO3，还是先除去 SO42-？

不同的学生，可能设计出不同的实验方案，但总有一种是最简捷(最佳) 的方案。这一结论可以待比较各种方案(师生共同讨论，教师总结)后得出结论；也可以适当放手，让学生摸索着去试验，由学生自己总结得出。

经过探究，得知：先除去 NH4HCO3(加热分解法，不留任何残余物)，后除去 SO42-为上，而不采用加 NaOH 除 NH4+的方法；要判断 NH4HCO3 是否已除净？ 以不再产生 NH3 为准(用 HCl 检试)。随后，将受热后的氯化钠晶体溶于水， 加入 BaCI2［不采用加 Ba(NO3)2，以免又混入新的杂质 NO3-］；怎样判断SO42- 是否已沉淀完全？宜采用取少量滤液，加入 Na2SO4 溶液，观察如出现白色沉淀(滤液变浑浊)，表示沉淀完全，或往少量滤液中加入 BaCl2 溶液，如仍保持澄清，表示沉淀完全。

关键在于，当判定 SO42-也被除去后，还应如何操作？某些学生，可能主

观地认为：滤液中已无杂质，经过滤，将滤液移入蒸发 皿中蒸发、析晶即可。这时，教师引导启迪很重要！怎样做才能保证滤液中不含(过量滴加的)Ba2+， 以确保氯化钠的纯净呢？这就需要学生设计：如何除去可能含有的 Ba2+？结论是选用 Na2CO3，使 Ba2+转化为 BaCO3 沉淀，再次过滤，取滤液再加入 Na2CO3检试，滤液仍保持澄清(证明 Ba2+已除净)。这时，应使学生懂得，若用 pH 试纸检试，若溶液呈碱性(pH＞7)，表示加入的 Na2CO3 已过量，钡离子沉淀完全(这一结论，优等生能自行得出，经教师提示，多数学生也可以得出)。

再次过滤后，若不加处理即蒸发、析晶当如何？得出否定结论后，选用向滤液中加稀盐酸，以除去 CO32-，用 pH 试纸控制至 pH=7，可能有的学生认为已完成，这时应让学生联想 CO2 溶于水，溶液呈弱酸性这一事实，从而进一步采取再加适量盐酸将溶液加热近沸(驱出 CO2)的办法，以确保获得纯净的氯化钠。

为了顺利地实施实验探究模式，教师应从思想方法和学习方法上给学生以指导。譬如，从科学方法论方面给学生上小课；或者结合具体实验主题， 给学生作问题分析示范：任何实验问题均可以分解为知识和概念、态度、技能和技巧等几个方面。学生参考这些思路和方法，就容易避免一般性失误， 提高实验探究的学习效率。

若依据师生双方在化学实验实施时的主体地位和作用来讨论实验教学模式，可划分为验证式和探究式①，这里不作具体讨论。为了简明，现将国外学者研究的实例列出供借鉴。

*概念，泛指科学结论；数据，泛指从实验获得的各种有意义的信息。

① 陈耀亭等编：中学化学教材教法，北京师范大学出版社 1992 年第 2 版，第 99 页。