當遭遇實驗結果“不配合”時

在化學實驗教學中，實驗結果的“不配合”是教師經常遇到的問題。多數教師的處理方法是讓實驗“遷就”理論結論。通過實驗，教師們都渴望達到預期的實驗現象，但是由于種種原因，實驗結果并非都能如愿。教師為了堅持不犯科學知識性的錯誤，會想盡辦法，使實驗結果與預期結果相一致，會盡量地把實驗歸結為意外或誤差等，有的甚至出現了造假現象。雖然有的教師堅持了不犯科學性知識錯誤，但卻犯了另一類更為嚴重的科學性錯誤——科學精神的遺失甚至歪曲。面對這種情況，作為化學教師，我們應該做些什么呢？

近日，我們在蘇教版《實驗化學》專題五《電化學的問題研究》教學過程中，就遭遇了尷尬的局面，教師們不知如何是好……

實驗1：制作燃燒電池（實驗內容略）

按教材第（2）步設計實驗，從理論上分析，兩碳棒上產生的氫氣與氧氣體積比應為2：1，但實驗出現了“反?！爆F象：與電源正極相連的陽極產生的氣泡比陰極產生的要多得多，即氧氣逸出更為明顯，有些學生在陰極上甚至根本看不到有氫氣的產生。為何會出現這樣的現象呢？

1991年，日本科學家飯島澄男博士和他的同事在做“碳棒電弧合成C60”的實驗時，飯島澄男博士首次通過實驗在陰極產生的沉積物中得到了納米碳管。石墨具有層狀結構，如同由原子組成的“紙”一層一層堆疊而成。如果將這原子“紙”(一層或幾層)卷成圓管形狀，這就是“納米”碳管。在納米這種數量級下，物質的性質將具有量子尺寸效應、表面效應和宏觀量子隧道效應，一方面表現為超強的吸附力，可以將其存儲能力提高1000倍；另一方面也具有很強的催化作用。因此，我們認為，多孔性碳棒可能具有與納米碳管相似的性質，具有較好的吸附氫氣的功能，而相對來說，對氧氣的吸附功能較差，使其更易逸出。

實驗2：電化學腐蝕（實驗內容略）

我們在析氫腐蝕實驗中，同樣遇到了這樣的問題，按照教材的意圖，實驗的現象應該是，繞有幾圈光亮的細銅線的鐵釘產生的氣泡多，加入K3〔Fe(CN)6〕溶液后，在鐵釘周圍先出現藍色沉淀，但事實并非如此。在實驗中，我們發現，氣泡產生多少無法區分，兩者幾乎同時觀察到藍色，且短時間內看不見藍色沉淀。

根據上述實驗的反?，F象，我們認為將鐵釘先置于試管中，在加鹽酸時，鐵釘已與鹽酸反應，且產生較多的Fe2+，另外由于購買的鐵釘非分析純試劑，含較多的碳等雜質，其本身也構成了原電池反應速率較快。于是我們對實驗進行了改進，首先將鹽酸先倒入兩試管，并滴入兩滴K3〔Fe(CN)6〕，再同時斜滑入兩枚鐵釘。結果我們發現鐵釘與試液接觸的瞬間，可比較出藍色出現的快慢，且可觀察到繞有幾圈光亮的細銅線的鐵釘周圍有較多氣泡和藍色沉淀出現。

但是否實驗結果與預期相一致就一定很好呢？

我們在執教蘇教版高中化學新課程化學Ⅱ專題2第一單元“化學反應速率與反應限度”時，一個“銅與硝酸銀溶液反應程度”的探究實驗，讓我們有了更深的思考。

教材對這個實驗的現象和結論沒有作具體的說明，是為教師開展創造性的教學提供更大的發揮空間，但很多教師都認為，按照教材的內容設計，其意圖是要說明“銅與硝酸銀溶液反應是有限度的，是一個可逆反應”這樣一個結論，于是教師們根據課本的要求進行實驗，結果真的產生了預期的現象。于是，教師胸有成竹地告訴學生：“銅與硝酸銀溶液反應是有限度的，是一個可逆反應”。講到這里，教師們會非常得意，因為實驗現象正好符合自己的教學意圖。但他們想過沒有，這個實驗現象的背后有沒有需要值得反思的問題？

這個實驗的反應速率如何？如果反應速率較慢，你有沒有足夠的時間讓它去充分地反應？在《化學教育》2007年第4期上發表了陳漢友老師的題為《銅與硝酸銀溶液反應程度的探究》的文章，文中通過一系列的實驗和理論根據得出了“許多師生都是由于反應時間不足，根據生成‘淡黃色沉淀’溴化銀而錯誤地認為此反應為可逆反應”的結論，恰恰說明了這個實驗的反應速率較慢，要使其充分地反應需要一定的時間，而許多教師之所以會得意地得出如此的結論，是因為沒有充分地考慮反應時間的問題。筆者也曾按照陳老師的實驗進行了嘗試，結果觀察到了相同的現象：

值得與陳老師商榷的是，通過此實驗和理論依據陳老師最終得出了“Cu+2Ag+==Cu2++2Ag是可逆反應欠缺科學依據”的結論，我們認為此結論有失偏頗。

如果按照陳老師的說法，如果20分鐘或30分鐘后，如果加入試劑仍能觀察到沉淀現象的話，是否一定是可逆反應呢？我們試著按照陳老師的思路，進行20分鐘后，改為加入碘化鉀溶液，結果有黃色沉淀產生。這是否能說明該反應為可逆反應呢？同一個反應在一定條件下，它的反應限度是相同的，但能否隨所加的試劑不同而改變呢？我們也認為，這個實驗作為“活動與探究”的實驗，需要花較長的時間，教學指導意見中只有1課時的要求，能否順利完成的確值得探討。

這些實驗現象的背后的確給我們很多的啟示：

1.傳授知識是重要的，但更為隱性的科學精神的傳遞同樣重要。我們要跳出只是計較教師所講的知識結論是對還是錯的圈子，而是要在意當學生日后將知識忘掉之后所剩下的東西，我們傳遞給學生的是科學的思維方式，是在強勢的結論與事實發生沖突時應該保持的科學態度，這才是至關重要的。

2.要明確化學實驗的條件、反應試劑的純度、濃度、種類、酸堿度等因素都會影響實驗的現象。教師在面對實驗事實與理論不相符時，應作出理性的分析，不能簡單地歸為意外結果或實驗誤差，更不能隨意地實驗，一旦得到了預期結果，馬上“見好就收”，以免“節外生枝”。這樣的處理方式，是教師不負責的表現。

高中化學新課改已經走過了幾年，但面對課程中出現的一些新的問題，我們應慎重地對待與深入地思考，特別是《實驗化學》開課以來，由于中學實驗室的設施、儀器、藥品配備不足，藥品質量等問題，使得實驗的現象偏離了教材描述的完美軌道，出現了諸多的“不確定性”，學生難以用已有原理做出合理解釋。好在師師、師生、生生之間的相互交流和鉆研，讓我們感受到在實驗研究過程中每個細節帶給我們的歡樂和沖動，使我們真正認識到了教學研究的魅力所在，真正體會到了教學研究的永無止境，也更加堅定了我們以無比的熱情投身于中學化學教育事業的決心。■

（作者單位：浙江衢州第二中學）