高中化学实验异常现象探究与创造性思维的培养

郑茂妹

中图分类号：G633.8文献标识码：B文章编号：1672-1578（2014）02-0285-01我们在完成现行的各种版本高中化学实验时难免会遇到一些异常现象，以传统的眼光来看这种现象是实验失败了，会引起学生的疑惑，教师也可能因为没有心理准备而不知所措，这会对正常的实验教学产生一定的干扰作用。遇到这种情况，教师不要试图寻找各种理由搪塞，以掩盖实验失败的尴尬，或者干脆视若无睹地照书本描述，更不能以学生在实验中不按要求添加试剂为由进行训斥，这样会使学生误认为实验事实的可信度低于教材描述，造成学生过分迷信教材的后果。教师如能认真对待，本着实事求是的态度，引导学生去找寻原因，认真分析异常现象的可能原因，则能把这种疑惑转变为好奇，激发学生进一步探究的兴趣。从另一个角度看，实验异常现象是好事，这些课堂上新生成的问题可转换成为我们培养学生创造性思维和探究能力的宝贵的生成性资源。

1.实验现象异常的成因

1.1因试剂的纯度引起的实验异常。高中化学实验中，不同的实验对其所选择的实验药品纯度的要求也是不同的。限于中学化学实验条件，有些实验往往产生"失常"现象。

1.2因试剂加入顺序的先后引起的实验异常。教师或学生在实验中，若将化学试剂的加入顺序变更以后，有可能引起实验现象不明显甚至得到截然不同的实验结果。

1.3药品保存方面引起的实验异常。实验室购置的药品不一定会马上使用。有些药品会因为在实验室保存过程中，由于长时间与空气中的氧气、水蒸气等作用或者人为地药品保存不当而发生变质，最终导致实验过程中异常现象的出现。

1.4因药品用量的不同引起的实验异常。实验过程中，特别是在学生做学生实验时由于实验习惯的问题，在取用药品时用量很随意，很容易出现出乎意料的现象。

1.5因副反应的存在导致实验现象异常。很多化学反应中都有副反应的存在，有些副反应甚至影响实验结果，干扰实验现象。

1.6因实验温度控制不当引起的实验异常。温度是影响化学反应速率和反应趋势的一个重要方面。温度的高低往往决定了一个反应能否发生、向什么方向发生等问题。所以，温度的合理控制对实验现象与实验结果至关重要。

在实际的实验教学中，除了上述原因以外，所用试剂的浓度大小，试剂选用的恰当与否，酸碱介质环境，仪器的选用及装置是否合理，以及实验操作者自身基本操作是否过关等方面也会引起实验的异常现象。

2.异常现象的合理利用

2.1利用异常现象提高教师自身专业素质。实验中出现的异常现象要求教师自觉地在教育教学实践中思考、分析、研究，并不断学习新的知识和理论，进一步使教师树立起"科研先导"的意识，提高教师的科研能力，使教师由"经验型"向"科研型"、"创新型"转化。

去年我校邀请了专家来校指导，我被要求上《铁和铁的化合物》第一课时，需要演示Fe和水蒸气反应制H实验，但是按高中化学教材图示和步骤操作实验几乎就不能成功，为此我采用了多媒体模拟实验来代替，在课后评析中有了较大的争议。之后我再认真地进行反思总结，查阅资料，终于发现陆燕海：《铁与水蒸气反应的装置改进和铁粉选择》一文中采用石英两通管、用电热丝竖直加热方法。

2.2利用异常现象进行反思性实验教学，逐步使学生养成去思考、会思考的习惯。当学生在实验中出现的实验失败或误差较大时，教师应见缝插针积极引导学生如实记录实验结果，反思失败的原因以找到切实可行的方法改进实验，培养学生严谨的科学态度。

2.3利用异常现象,积极开展科学探究活动,培养学生观察现象、分析问题、解决问题的能力,从而提高学生探究的水平和创新能力。

我在指导高一学生学习元素周期表时,探究"同周期、同主族元素性质递变的递变规律",分别用镁条和铝片与稀硫酸反应,发现铝片与稀硫酸几乎不反应,基本上看不到气泡。这一现象与金属活动性顺序表和酸的通性等是矛盾的,引起了学生的认知冲突,在疑惑中激发了学生强烈的求知欲。当时我也困惑的逃避过去了,第二天在高三复习资料黄冈专刊专题六中的24题发现类似,引起了我强大的求知欲,原题大意是这样的:在相同的条件下,将两块完全相同的铝片放入相同的稀硫酸和稀盐酸中,发现稀盐酸中产生H2速度比稀硫酸中快,请设计实验分析原因。于是我鼓励高三学生去对此现象大胆猜想、探究,进行了一系列的假设和实验设计: 疑问:根据离子反应方程式的分析,反应的实质是单质铝与氢离子反应,那么为什么氢离子浓度相同的稀盐酸与铝片反应的速率却比稀硫酸要快得多? 猜想与假设:溶液中除氢离子外的其他离子(Cl-、SO2-4)可能会影响反应速率。稀盐酸中产生H2速度比稀硫酸中快,那么,是否Cl-对反应有促进作用,SO2-4对反应有抑制作用呢?。 探究方案制定与实施:用1mol/L的稀盐酸和0.5mol/L的稀硫酸分别与相同的铝片反应,验证了这个题目的正确性。两者再进行对比实验分别检查Cl-和SO2-4对反应速率的影响。

再进行对比实验:

2.3.1若往稀硫酸中加入一定量固体NaCl后,再与Al反应,发现反应的速率的加快。

2.3.2若往稀盐酸中加入一定量固体Na2SO4后,再与Al反应,发现反应的速率的减慢。

通过以上等实验对这些"异常"现象加以分析、探究,唤起了学生的强烈的求知欲,进而培养学生的学习兴趣,激发学习动机,将"苦学"变为"好学"、"乐学",这正是当前教育改革所追求的教学理念。

3.总结

我们教师应实事求是地面对实验现实,并引导学生运用已有的知识经验,分析发生异常现象的原因,师生共同研究,改变实验方法和策略,最后把实验做成功。这样虽多占了一些教学时间,影响到上课的进度,但由于学生参与了实验从失败到成功的全过程,在知识、技能、意志、能力等方面得到了提升,是非常值得的。