高中化學實驗異常現(xiàn)象探究與創(chuàng)造性思維的培養(yǎng)

鄭茂妹

中圖分類號：G633.8文獻標識碼：B文章編號：1672-1578（2014）02-0285-01我們在完成現(xiàn)行的各種版本高中化學實驗時難免會遇到一些異常現(xiàn)象，以傳統(tǒng)的眼光來看這種現(xiàn)象是實驗失敗了，會引起學生的疑惑，教師也可能因為沒有心理準備而不知所措，這會對正常的實驗教學產生一定的干擾作用。遇到這種情況，教師不要試圖尋找各種理由搪塞，以掩蓋實驗失敗的尷尬，或者干脆視若無睹地照書本描述，更不能以學生在實驗中不按要求添加試劑為由進行訓斥，這樣會使學生誤認為實驗事實的可信度低于教材描述，造成學生過分迷信教材的后果。教師如能認真對待，本著實事求是的態(tài)度，引導學生去找尋原因，認真分析異常現(xiàn)象的可能原因，則能把這種疑惑轉變?yōu)楹闷妫ぐl(fā)學生進一步探究的興趣。從另一個角度看，實驗異常現(xiàn)象是好事，這些課堂上新生成的問題可轉換成為我們培養(yǎng)學生創(chuàng)造性思維和探究能力的寶貴的生成性資源。

1.實驗現(xiàn)象異常的成因

1.1因試劑的純度引起的實驗異常。高中化學實驗中，不同的實驗對其所選擇的實驗藥品純度的要求也是不同的。限于中學化學實驗條件，有些實驗往往產生"失常"現(xiàn)象。

1.2因試劑加入順序的先后引起的實驗異常。教師或學生在實驗中，若將化學試劑的加入順序變更以后，有可能引起實驗現(xiàn)象不明顯甚至得到截然不同的實驗結果。

1.3藥品保存方面引起的實驗異常。實驗室購置的藥品不一定會馬上使用。有些藥品會因為在實驗室保存過程中，由于長時間與空氣中的氧氣、水蒸氣等作用或者人為地藥品保存不當而發(fā)生變質，最終導致實驗過程中異常現(xiàn)象的出現(xiàn)。

1.4因藥品用量的不同引起的實驗異常。實驗過程中，特別是在學生做學生實驗時由于實驗習慣的問題，在取用藥品時用量很隨意，很容易出現(xiàn)出乎意料的現(xiàn)象。

1.5因副反應的存在導致實驗現(xiàn)象異常。很多化學反應中都有副反應的存在，有些副反應甚至影響實驗結果，干擾實驗現(xiàn)象。

1.6因實驗溫度控制不當引起的實驗異常。溫度是影響化學反應速率和反應趨勢的一個重要方面。溫度的高低往往決定了一個反應能否發(fā)生、向什么方向發(fā)生等問題。所以，溫度的合理控制對實驗現(xiàn)象與實驗結果至關重要。

在實際的實驗教學中，除了上述原因以外，所用試劑的濃度大小，試劑選用的恰當與否，酸堿介質環(huán)境，儀器的選用及裝置是否合理，以及實驗操作者自身基本操作是否過關等方面也會引起實驗的異常現(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。實驗中出現(xiàn)的異常現(xiàn)象要求教師自覺地在教育教學實踐中思考、分析、研究，并不斷學習新的知識和理論，進一步使教師樹立起"科研先導"的意識，提高教師的科研能力，使教師由"經(jīng)驗型"向"科研型"、"創(chuàng)新型"轉化。

去年我校邀請了專家來校指導，我被要求上《鐵和鐵的化合物》第一課時，需要演示Fe和水蒸氣反應制H實驗，但是按高中化學教材圖示和步驟操作實驗幾乎就不能成功，為此我采用了多媒體模擬實驗來代替，在課后評析中有了較大的爭議。之后我再認真地進行反思總結，查閱資料，終于發(fā)現(xiàn)陸燕海：《鐵與水蒸氣反應的裝置改進和鐵粉選擇》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)象進行反思性實驗教學，逐步使學生養(yǎng)成去思考、會思考的習慣。當學生在實驗中出現(xiàn)的實驗失敗或誤差較大時，教師應見縫插針積極引導學生如實記錄實驗結果，反思失敗的原因以找到切實可行的方法改進實驗，培養(yǎng)學生嚴謹?shù)目茖W態(tài)度。

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

我在指導高一學生學習元素周期表時,探究"同周期、同主族元素性質遞變的遞變規(guī)律",分別用鎂條和鋁片與稀硫酸反應,發(fā)現(xiàn)鋁片與稀硫酸幾乎不反應,基本上看不到氣泡。這一現(xiàn)象與金屬活動性順序表和酸的通性等是矛盾的,引起了學生的認知沖突,在疑惑中激發(fā)了學生強烈的求知欲。當時我也困惑的逃避過去了,第二天在高三復習資料黃岡專刊專題六中的24題發(fā)現(xiàn)類似,引起了我強大的求知欲,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)稀鹽酸中產生H2速度比稀硫酸中快,請設計實驗分析原因。于是我鼓勵高三學生去對此現(xiàn)象大膽猜想、探究,進行了一系列的假設和實驗設計: 疑問:根據(jù)離子反應方程式的分析,反應的實質是單質鋁與氫離子反應,那么為什么氫離子濃度相同的稀鹽酸與鋁片反應的速率卻比稀硫酸要快得多? 猜想與假設:溶液中除氫離子外的其他離子(Cl-、SO2-4)可能會影響反應速率。稀鹽酸中產生H2速度比稀硫酸中快,那么,是否Cl-對反應有促進作用,SO2-4對反應有抑制作用呢?。 探究方案制定與實施: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,驗證了這個題目的正確性。兩者再進行對比實驗分別檢查Cl-和SO2-4對反應速率的影響。

再進行對比實驗:

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

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

通過以上等實驗對這些"異常"現(xiàn)象加以分析、探究,喚起了學生的強烈的求知欲,進而培養(yǎng)學生的學習興趣,激發(fā)學習動機,將"苦學"變?yōu)?好學"、"樂學",這正是當前教育改革所追求的教學理念。

3.總結

我們教師應實事求是地面對實驗現(xiàn)實,并引導學生運用已有的知識經(jīng)驗,分析發(fā)生異常現(xiàn)象的原因,師生共同研究,改變實驗方法和策略,最后把實驗做成功。這樣雖多占了一些教學時間,影響到上課的進度,但由于學生參與了實驗從失敗到成功的全過程,在知識、技能、意志、能力等方面得到了提升,是非常值得的。