探究實驗異常現象，開拓學生創新思維

黃華鋒

摘 要：以實驗為基礎是化學學科的重要特征之一，但影響化學實驗的因素是多元的。學生們在進行實驗時經常會觀察到一些意想不到的現象，很多教師和學生忽視異常現象，認為僅僅是自己的錯誤操作而已，然而很多實驗異常并不是偶然，而是必然，如果能夠有效地引導學生深入探究下去，不僅能培養學生實事求是、嚴肅認真的學習態度，更能激發學生不斷探索，勇于創新的精神，從而提高其創造性思維品質，并感悟知識，體驗快樂。

關鍵詞：異常現象;探索;創新;主體性;科學性;差異性

著名教育家布盧姆曾經說過，人們無法預料教學所產生的成果的全部范圍，但是沒有預料不到的成果，教學也就不成為一種藝術了。以實驗為基礎是化學學科的重要特征之一，但影響化學實驗的因素是多元的。學生們在進行實驗時經常會觀察到一些意想不到的現象，我們稱這為異常實驗現象。很多教師和學生忽視異常現象，認為僅僅是自己的錯誤操作而已，然而很多實驗異常并不是偶然，而是必然，如果能夠有效地引導學生深入探究下去，不僅能培養學生實事求是、嚴肅認真的學習態度，更能激發學生不斷探索，勇于創新的精神。

一、異常實驗現象孕育著科學的重大發現

化學史上很多發現都是來源于異常現象的探究，其中氬的發現就是很典型的一個例子。早在1785年，卡文迪許在測定空氣的組成時，除去空氣中的O2N2，等已知氣體后，發現最后總是留下一個體積不足總體1/200的小氣泡。到了1892年，瑞利在測定氮氣密度時，從空氣中得到的氮氣的密度與氨分解得到的氮氣密度始終相差0.0064g/L，最后瑞利和拉姆賽共同研究后預測大氣中含有某種較重的求知氣體，經反復實驗，他們終于發現了化學性質極不活潑的惰性氣體——氬。

在現行的中學化學教材中安排的化學實驗，學生在實際操作中往往出現形形色色的異常現象，實驗中異常現象的出現，為師生提供了挑戰的機遇，師生可以重新創造條件認識未知，合理提出假設，然后再另外設計實驗，驗證假設，使異常為正常，也可以運用已有的化學知識，合理地找出異常的原因。異常實驗現象是培養學生研究性學習的絕好教材，它帶給學生的影響和感受是極其強烈的，有的甚至終生能忘。

二、異常實驗現象產生的原因

1、從試劑滴加順序尋找實驗異常原因

實驗中各種試劑的加入一般而言有一定的順序，但是在學生自行設計實驗時往往會根據已有的經驗，想當然地設計一些特定的實驗步驟，但是有時往往會出現意想不到的結果。

例如在檢查Fe2+時很多同學設計了如下的步驟：在含有Fe2+的溶液中加入KSCN溶液，無明顯現象，然后再通入足量的C12，但實驗結果卻出乎大多數人的意料，該溶液中未出現預期的血紅色。后來經學生再作對比試驗，以及查資料后證實，原來（SCN）2稱為擬鹵素，SCN—的還原性較強，通過足量的C1 2將SCN—氧化為（SCN）2自然不能生成血紅色的絡合物。

2、從試劑用量不同探究試驗異常原因

不同的濃度、用量的試劑與同一種物質反應有時結果不一定相同，因此試驗中的試劑用量、濃度都有一定的限度和范圍。有的學生做實驗時未按要求進行，導致試驗出現異常。

例如，苯酚與溴水的反應應該是足量的苯酚溶液中滴加濃溴水，但有的學生未采用濃溴水，用稀溴水滴加，結果根本未出現白色沉淀，有的學生不按要求逐滴加到有白色沉淀為止，而是一下子加入大量濃溴水，結果觀察到的是四溴化物的黃色沉淀。

三、探究異常實驗現象的方法

探究異常實驗現象的方法有許多，比如查閱資料法、實驗法、實際參觀法等，但是運用實驗法中，最常用的就是控制變量法，控制變量法是實驗探究的重要方法之一。在化學中，經常出現一個因素的變化與多個因素的變化有關的問題。運用控制度量法可以使一個因素的變化簡化為分別與各個單因素的變化有關的問題，逐一分析、解決，從而降低對異常實驗的分析難度。學生在做乙醛的性質的分組實驗時，常會因為加入乙醛的用量不同，得到沉淀的顏色分別為黑、褐、紅三種，學生常為此百思不得其解，于是學生們利用控制變量法，設計了兩組對比試驗，研究異常現象的原因。

四、異常實驗現象探究應堅持的幾個原則

1、學生主體性原則

現代心理學的研究表明，人的心理發展是一個不斷自我建構的結果，而不是外塑的結果。化學實驗中要鼓勵學生獨立思考實驗過程中的問題，要引導學生不迷信權威，不迷信書本，允許并支持學生對實驗過程發表不同見解，并能對實驗過程中的異常現象進行積極的探究。

2、科學性原則

科學性是化學實驗的核心原則。無論是實驗原理、裝置設計、操作順序和方法都必須與化學理論知識一致，化學實驗設計的全過程必須科學、合理，所采取的設計標準、實驗方法、實驗步驟等都應以一定的理論依據為基礎。同時，實驗不僅是培養和發展學生觀察能力、實驗能力的重要途徑，更是訓練科學方法、養成科學態度的有效途徑。

3、差異性原則

學習者是不同的人，正如馬克思指出：“人是一個特殊的個體，并且正是他的特殊使他成為一個個體。”在化學實驗中，異常現象的發現及研究正是學生身上的創造火花的閃現。開放實驗室、開展后續實驗研究等是實現教學異步性的重要手段。允許學生用不同的時間、不同的方案去完成實驗，提供學生發展自己的潛力、獲得成功體驗的機會。

4、推陳出新原則

一個好的設計方案的立足之本就在于應盡可能采用簡單的方法和裝置，用較少的步驟和藥品，在較短的時間內完成效果明顯的實驗，對于異常現象的分析和研究要敢于突破常規，設計獨特巧妙，有創造性地探究新思路、新觀點、新方法。通過多角度、多側面、多層次考慮問題強化學生的主體意識，提高其創造性思維品質。從中感悟知識，體驗快樂。

參考文獻：

[1]楊明全，《實施新課程中教學觀念與學習方式的轉變》，河南教育出版社.

[2]唐力著，《現代中學化學優化教學教程》，廣西大學出版社出版.