合理利用实验异常现象

合理利用实验异常现象

化学是一门以实验为基础的自然科学，以实验为基础是化学学科的重要特征。实验能为化学学习提供必要的感性材料，有利于学生理解化学概念和原理，形成科学的思想和概念，能为学生提供练习和实践的机会，有助于培养学生的观察能力和思维能力。提高实验操作技能能激发学生学习化学的兴趣，增强学习动机，调动其学习积极性，能帮助学生理解、掌握、应用、检验和巩固有关的知识、技能。继承前人积累的最基本的经验，形成自己的体验，是培养学生运用化学解决问题能力的主要途径。总之，实验在化学教学中的地位和作用是其它任何方法都不可替代的。

在化学实验教学过程中，无论是教师课堂演示还是学生实验，由于种种原因有时会出现一些与预料的正常实验结果不相符合的现象，其中有颜色变化的异常、生成物气味的异常、事故发生的异常等等。实验中异常现象的出现，会对学生造成认知冲突的失衡。教师必须及时加以正确的引导和彻底解决，变“异常”为“正常”，培养学生实事求是、严谨认真、善于观察、自主探究的科学素质。

教师在教学中抓住实验中的意外，也就抓住了学生旺盛的求知欲，若能积极引导并给予合理的分析解释，也就能化慌乱为沉着、化意外为平常。反而能化腐朽为神奇的“意外”给学生留下更深刻的记忆，教学目的也就能轻易实现，使师生双方在探索活动中相互得到提高。

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。

例如，在做甲烷的燃烧实验时，用无水醋酸钠和碱石灰制备CH4气体，在用石英玻璃管燃烧时却发现火焰呈黄色，这是由于制备气体时反应物受热不均匀，局部温度过高所致，使产生的甲烷不纯，含有丙酮等杂质气体。因此可能在实验前将无水醋酸钠和碱石灰充分炒干、研细、混匀，同时要保证碱石灰过量。再如在做原电池实验时，在观察到除了铜片上有大量气泡产生以外，作为负极的锌片上也会有较多的气泡生成。这种现象是由于锌片不纯，含有C、Fe等杂质且金属表面粗糙，容易产生微小电池而使氢的超电压减少，最终使得一部分氢气在锌表面析出。以上现象是因试剂的纯度引起的实验异常，要因势利异向学生分析清楚，并培养学生认真办事的严谨作风。

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。例如，在做盐类水解实验时，学生在测定Nacl的PH时却发现其结果往往不等于7，而是略大于7。这时就不能主观臆断地把结果记为7，而应该让学生从溶液、环境、试纸等方面仔细探索产生异常现象的原因。教师此时要当好“领路人”角色，多与学生交流，鼓励其对这些异常现象进行探讨，这样不但提供学生主动思考、表达的机会，也有助于学生树立自信心。

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、解问题的能力，从而提高学生探究的水平和创新能力。在化学教学中，只要学生留心观察实验过程，注意捕捉奇特的变化，就可以发现许多实验异常现象，对这些异常现象进行探究会得到很多重要的发现。教师应根据教学内容指导学生对见怪不怪的现象着手探究、发现问题。

例如，我在高三引入这样的实验：在相同的条件下，将两块完全相同的铝片放入C（H+）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。再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。对于以上实验我鼓励学生去对此现象大胆猜想、探究、进行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—，so42－）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，SO42－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SO4２－对反应速率的影响，再进行对比实验：1.若往稀硫酸中加入一定量固体Nacl后，再与Al反应，发现反应的速率加快。2. 若往稀盐酸中加入一定量固体Na2 SO4后，再与Al反应，发现反应的速率减慢。

通过以上实验对这些“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”，并在知识、技能、意志、能力等方面得到提升。