高中化學(xué)實(shí)驗(yàn)異常現(xiàn)象探究與創(chuàng)造性思維的培養(yǎng)

鄭茂妹

中圖分類號(hào)：G633.8文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：B文章編號(hào)：1672-1578（2014）02-0285-01我們?cè)谕瓿涩F(xiàn)行的各種版本高中化學(xué)實(shí)驗(yàn)時(shí)難免會(huì)遇到一些異常現(xiàn)象，以傳統(tǒng)的眼光來看這種現(xiàn)象是實(shí)驗(yàn)失敗了，會(huì)引起學(xué)生的疑惑，教師也可能因?yàn)闆]有心理準(zhǔn)備而不知所措，這會(huì)對(duì)正常的實(shí)驗(yàn)教學(xué)產(chǎn)生一定的干擾作用。遇到這種情況，教師不要試圖尋找各種理由搪塞，以掩蓋實(shí)驗(yàn)失敗的尷尬，或者干脆視若無睹地照書本描述，更不能以學(xué)生在實(shí)驗(yàn)中不按要求添加試劑為由進(jìn)行訓(xùn)斥，這樣會(huì)使學(xué)生誤認(rèn)為實(shí)驗(yàn)事實(shí)的可信度低于教材描述，造成學(xué)生過分迷信教材的后果。教師如能認(rèn)真對(duì)待，本著實(shí)事求是的態(tài)度，引導(dǎo)學(xué)生去找尋原因，認(rèn)真分析異常現(xiàn)象的可能原因，則能把這種疑惑轉(zhuǎn)變?yōu)楹闷妫ぐl(fā)學(xué)生進(jìn)一步探究的興趣。從另一個(gè)角度看，實(shí)驗(yàn)異常現(xiàn)象是好事，這些課堂上新生成的問題可轉(zhuǎn)換成為我們培養(yǎng)學(xué)生創(chuàng)造性思維和探究能力的寶貴的生成性資源。

1.實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象異常的成因

1.1因試劑的純度引起的實(shí)驗(yàn)異常。高中化學(xué)實(shí)驗(yàn)中，不同的實(shí)驗(yàn)對(duì)其所選擇的實(shí)驗(yàn)藥品純度的要求也是不同的。限于中學(xué)化學(xué)實(shí)驗(yàn)條件，有些實(shí)驗(yàn)往往產(chǎn)生"失常"現(xiàn)象。

1.2因試劑加入順序的先后引起的實(shí)驗(yàn)異常。教師或?qū)W生在實(shí)驗(yàn)中，若將化學(xué)試劑的加入順序變更以后，有可能引起實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象不明顯甚至得到截然不同的實(shí)驗(yàn)結(jié)果。

1.3藥品保存方面引起的實(shí)驗(yàn)異常。實(shí)驗(yàn)室購置的藥品不一定會(huì)馬上使用。有些藥品會(huì)因?yàn)樵趯?shí)驗(yàn)室保存過程中，由于長時(shí)間與空氣中的氧氣、水蒸氣等作用或者人為地藥品保存不當(dāng)而發(fā)生變質(zhì)，最終導(dǎo)致實(shí)驗(yàn)過程中異常現(xiàn)象的出現(xiàn)。

1.4因藥品用量的不同引起的實(shí)驗(yàn)異常。實(shí)驗(yàn)過程中，特別是在學(xué)生做學(xué)生實(shí)驗(yàn)時(shí)由于實(shí)驗(yàn)習(xí)慣的問題，在取用藥品時(shí)用量很隨意，很容易出現(xiàn)出乎意料的現(xiàn)象。

1.5因副反應(yīng)的存在導(dǎo)致實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象異常。很多化學(xué)反應(yīng)中都有副反應(yīng)的存在，有些副反應(yīng)甚至影響實(shí)驗(yàn)結(jié)果，干擾實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象。

1.6因?qū)嶒?yàn)溫度控制不當(dāng)引起的實(shí)驗(yàn)異常。溫度是影響化學(xué)反應(yīng)速率和反應(yīng)趨勢(shì)的一個(gè)重要方面。溫度的高低往往決定了一個(gè)反應(yīng)能否發(fā)生、向什么方向發(fā)生等問題。所以，溫度的合理控制對(duì)實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象與實(shí)驗(yàn)結(jié)果至關(guān)重要。

在實(shí)際的實(shí)驗(yàn)教學(xué)中，除了上述原因以外，所用試劑的濃度大小，試劑選用的恰當(dāng)與否，酸堿介質(zhì)環(huán)境，儀器的選用及裝置是否合理，以及實(shí)驗(yàn)操作者自身基本操作是否過關(guān)等方面也會(huì)引起實(shí)驗(yàn)的異常現(xiàn)象。

2.異常現(xiàn)象的合理利用

2.1利用異常現(xiàn)象提高教師自身專業(yè)素質(zhì)。實(shí)驗(yàn)中出現(xiàn)的異常現(xiàn)象要求教師自覺地在教育教學(xué)實(shí)踐中思考、分析、研究，并不斷學(xué)習(xí)新的知識(shí)和理論，進(jìn)一步使教師樹立起"科研先導(dǎo)"的意識(shí)，提高教師的科研能力，使教師由"經(jīng)驗(yàn)型"向"科研型"、"創(chuàng)新型"轉(zhuǎn)化。

去年我校邀請(qǐng)了專家來校指導(dǎo)，我被要求上《鐵和鐵的化合物》第一課時(shí)，需要演示Fe和水蒸氣反應(yīng)制H實(shí)驗(yàn)，但是按高中化學(xué)教材圖示和步驟操作實(shí)驗(yàn)幾乎就不能成功，為此我采用了多媒體模擬實(shí)驗(yàn)來代替，在課后評(píng)析中有了較大的爭(zhēng)議。之后我再認(rèn)真地進(jìn)行反思總結(jié)，查閱資料，終于發(fā)現(xiàn)陸燕海：《鐵與水蒸氣反應(yīng)的裝置改進(jìn)和鐵粉選擇》一文中采用石英兩通管、用電熱絲豎直加熱方法。

2.2利用異常現(xiàn)象進(jìn)行反思性實(shí)驗(yàn)教學(xué)，逐步使學(xué)生養(yǎng)成去思考、會(huì)思考的習(xí)慣。當(dāng)學(xué)生在實(shí)驗(yàn)中出現(xiàn)的實(shí)驗(yàn)失敗或誤差較大時(shí)，教師應(yīng)見縫插針積極引導(dǎo)學(xué)生如實(shí)記錄實(shí)驗(yàn)結(jié)果，反思失敗的原因以找到切實(shí)可行的方法改進(jìn)實(shí)驗(yàn)，培養(yǎng)學(xué)生嚴(yán)謹(jǐn)?shù)目茖W(xué)態(tài)度。

2.3利用異常現(xiàn)象,積極開展科學(xué)探究活動(dòng),培養(yǎng)學(xué)生觀察現(xiàn)象、分析問題、解決問題的能力,從而提高學(xué)生探究的水平和創(chuàng)新能力。

我在指導(dǎo)高一學(xué)生學(xué)習(xí)元素周期表時(shí),探究"同周期、同主族元素性質(zhì)遞變的遞變規(guī)律",分別用鎂條和鋁片與稀硫酸反應(yīng),發(fā)現(xiàn)鋁片與稀硫酸幾乎不反應(yīng),基本上看不到氣泡。這一現(xiàn)象與金屬活動(dòng)性順序表和酸的通性等是矛盾的,引起了學(xué)生的認(rèn)知沖突,在疑惑中激發(fā)了學(xué)生強(qiáng)烈的求知欲。當(dāng)時(shí)我也困惑的逃避過去了,第二天在高三復(fù)習(xí)資料黃岡專刊專題六中的24題發(fā)現(xiàn)類似,引起了我強(qiáng)大的求知欲,原題大意是這樣的:在相同的條件下,將兩塊完全相同的鋁片放入相同的稀硫酸和稀鹽酸中,發(fā)現(xiàn)稀鹽酸中產(chǎn)生H2速度比稀硫酸中快,請(qǐng)?jiān)O(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)分析原因。于是我鼓勵(lì)高三學(xué)生去對(duì)此現(xiàn)象大膽猜想、探究,進(jìn)行了一系列的假設(shè)和實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì): 疑問:根據(jù)離子反應(yīng)方程式的分析,反應(yīng)的實(shí)質(zhì)是單質(zhì)鋁與氫離子反應(yīng),那么為什么氫離子濃度相同的稀鹽酸與鋁片反應(yīng)的速率卻比稀硫酸要快得多? 猜想與假設(shè):溶液中除氫離子外的其他離子(Cl-、SO2-4)可能會(huì)影響反應(yīng)速率。稀鹽酸中產(chǎn)生H2速度比稀硫酸中快,那么,是否Cl-對(duì)反應(yīng)有促進(jìn)作用,SO2-4對(duì)反應(yīng)有抑制作用呢?。 探究方案制定與實(shí)施:用1mol/L的稀鹽酸和0.5mol/L的稀硫酸分別與相同的鋁片反應(yīng),驗(yàn)證了這個(gè)題目的正確性。兩者再進(jìn)行對(duì)比實(shí)驗(yàn)分別檢查Cl-和SO2-4對(duì)反應(yīng)速率的影響。

再進(jìn)行對(duì)比實(shí)驗(yàn):

2.3.1若往稀硫酸中加入一定量固體NaCl后,再與Al反應(yīng),發(fā)現(xiàn)反應(yīng)的速率的加快。

2.3.2若往稀鹽酸中加入一定量固體Na2SO4后,再與Al反應(yīng),發(fā)現(xiàn)反應(yīng)的速率的減慢。

通過以上等實(shí)驗(yàn)對(duì)這些"異常"現(xiàn)象加以分析、探究,喚起了學(xué)生的強(qiáng)烈的求知欲,進(jìn)而培養(yǎng)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣,激發(fā)學(xué)習(xí)動(dòng)機(jī),將"苦學(xué)"變?yōu)?好學(xué)"、"樂學(xué)",這正是當(dāng)前教育改革所追求的教學(xué)理念。

3.總結(jié)

我們教師應(yīng)實(shí)事求是地面對(duì)實(shí)驗(yàn)現(xiàn)實(shí),并引導(dǎo)學(xué)生運(yùn)用已有的知識(shí)經(jīng)驗(yàn),分析發(fā)生異常現(xiàn)象的原因,師生共同研究,改變實(shí)驗(yàn)方法和策略,最后把實(shí)驗(yàn)做成功。這樣雖多占了一些教學(xué)時(shí)間,影響到上課的進(jìn)度,但由于學(xué)生參與了實(shí)驗(yàn)從失敗到成功的全過程,在知識(shí)、技能、意志、能力等方面得到了提升,是非常值得的。