淺談高中化學實驗不尋常的成因和利用

朱能嘉

摘要：本文總結歸納和簡單分析了高中化學實驗出現異常現象的常見原因，提出了相應的解決方法，并在如何選擇教學策略，使實驗異常現象變廢為寶進行綜合利用等方面結合我自身經驗與體會進行了簡單的分析與探討，不妥之處望同行批評指正。

關鍵詞：化學實驗；現象；異常；成因；利用

化學作為一門以實驗為基礎的自然科學，要實施素質教育、創新教育以及新課程改革教學，實驗教學發揮著極其重要的作用。在化學實驗教學過程中，無論是教師課堂演示還是學生實驗，由于種種原因，有時會出現一些與預料的正常實驗結果不相符合的現象，其中確顏色變化的異常，生成物氣味的異常，事故發生的異常等等。

實驗中異常現象的出現，會對學生造成認知沖突的失衡。教師若不及時加以正確的引導和徹底解決，勢必會影響教學效果，給學生留下知識盲點，并自身失去對實驗教學的信心。找出產生異常現象的原因，變“異常”為“正常”，是培養學生實事求是、嚴謹認真、善于雙察、自主探究的科學素質的一種有效的方法和途徑，對教師本身也提供了一個提高專業素質，增強分析問題和解決問題能力的機會。

1.實驗現象異常的成因

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”現象。

例如在做甲烷的燃燒實驗時，用無水醋酸鈉和堿石灰制備CH4氣體，在用石英玻璃管燃燒時卻發現火焰呈黃色。這是由于制備氣體時反應物受熱不均勻，局部溫度過高所致，使產生的甲烷不純，含有丙酮等雜質氣體。因此可以在實驗前將無水醋酸鈉和堿石灰充分炒干、研細、混勻，同時要保證堿石灰過量。

再如在做原電池實驗時，在觀察到除了銅片上有大量氣泡產生以外，作為負極的鋅片上也會有較多的氣泡生成。這種現象是由于鋅片不純，含有C、Fe等雜質且金屬表面粗糙，容易產生微小電池而使氫的超電壓減小，最終使得一部分氫氣在鋅表面析出。

1.2因試劑加人順序的先后引起的實驗異常

教師或學生在實驗中，若將化學試劑的加人順序變更以后，有可能引起實驗現象不明顯甚至得到截然不同的實驗結果。

例如在做溴與苯酚取代實驗時，將苯酚溶液加到濃嗅水中，觀察不到白色沉淀，而只能見到溶液變成了黃色。若將反應物的加入順序改為“將I -2滴濃澳水滴人苯酚溶液中”，保證反應中苯酚過量，則預期現象很明顯。

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生變質，最終導致實驗過程中異常現象的出現。

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，很容易出現出乎意料的現象。

1.5因副反應的存在導致實驗現象異常

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生、向什么方向發生等問題。所以，溫度的合理控制對實驗現象與實驗結果至關重要。

例如在做乙醇的氧化實驗時，將螺旋狀的銅絲加熱變黑后，如不迅速插人乙醇，反復兒次，并不會看到銅絲變紅亮，也不會聞到有刺激性氣味。因為銅絲插入速度太慢，使銅絲溫度下降后反應就不能發生了。

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象。

2.異常現象的合理利用

實驗出現預料之外的情況是可能的，關鍵是采取正確的補救措施。如何對待實驗過程中出現的異常現象？意外中蘊含著正常，關鍵是透過表象看到本質。如果設法搪塞或者回避的話，就錯過了最好的教育時機。抓住實驗中的意外，也就抓住了學生旺盛的求知欲，若能積極引導并給予合理的分析解釋，也就能化慌亂為沉著、化意外為平常，反而能因化腐朽為神奇的“意外”給學生留下更深刻的記憶，教學目的也就能輕易實現，使師生雙方在探索活動中相互得到提高。

2.1利用異常現象提高教師自身專業素質

實驗中出現的異常現象要求我們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“經驗型”向“科研型”、“創新型”轉化。

2.2利用異常現象進行反思性實驗教學，逐步使學生養成去思考、會思考的習慣。

當學生在實驗中出現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，培養學生嚴謹的科學態度。

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

在化學教學中，只要學生留心觀察實驗過程，注意捕捉奇特的變化，就可以發現許多實驗異常現象，對這些異常現象進行探究會得到很多重要的發現。教師應根據教學內容，指導學生對見怪不怪的現象著手探究、發現問題。中學化學中異常現象很多，其中很多異常現象都可以成為學生進行探究的極好材料。

本學年我個人任教高一和高三，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律”，分別用鎂條和鋁片與稀硫酸反應，發現鋁片與稀硫酸幾乎不反應，基本上看不到氣泡。這一現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題發現類似，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人c（H+）相同的稀硫酸和稀鹽酸中，發現稀鹽酸中產生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象大膽猜想、探究，進行了一系列的假設和實驗設計。

3.總結

高中化學實驗中由于受試劑的純度，試劑添加順序，藥品用量，副反應，溫度，催化劑，實驗裝置等各方面制約，有時會導致實驗現象異常。

如果我們教師轉換觀念，把實驗的目的看作是帶領學生探究知識，“發現”他們尚未認識的客觀事物，并從中學到認知的本領，就不會因為出現異常現象而手忙腳亂，影響教學。所以我們教師應實事求是地面對實驗現實，并引導學生運用已有的知識經驗，分析發生異常現象的原因，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。