重視高中化學實驗教學中出現的“異常”

徐金華

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，其中有顏色變化的異常、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。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。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、善于觀察、自主探究的科學素質的一種有效的方法和途徑，可增強學生分析問題和解決問題的能力。

一、實驗現象異常的成因

（一）因試劑的純度引起的實驗異常

高中化學實驗中，不同實驗對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，有些實驗往往會產生“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烘干、研細、混勻，同時要保證堿石灰過量。

（二）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，有可能引起實驗現象不明顯甚至得到截然不同的實驗結果。

（三）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。

（四）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，如不迅速插入乙醇，反復幾次，并不會看到銅絲變紅亮，也不會聞到刺激性氣味。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。

二、異常現象的合理利用

實驗出現預料之外的情況是可能發生的，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。教師要抓住實驗中的意外，抓住學生旺盛的求知欲，積極引導并給予合理的分析解釋，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。

（一）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教師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。

（二）利用異常現象進行反思性實驗教學，逐步使學生養成主動思考、會思考的習慣

當學生在實驗中出現實驗失敗或誤差較大時，教師應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。

例如，在做鹽類水解實驗時，學生在測定NaCl溶液的pH 時卻發現其結果往往不等于7，而是略大于7。這時就不能主觀臆斷地把結果記為7，而應該讓學生從溶液、環境、試紙等方面仔細探索產生異常現象的原因。教師此時要當好“領路人”角色，多與學生交流，鼓勵其對這些異常現象進行探討，這樣不但提供學生主動思考、表達的機會，也有助于學生樹立自信心。

（三）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。

疑問：根據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H+，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：用體積相同的1mo1/L的稀鹽酸和0.5mo1/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：

1.若往稀硫酸中加入一定量固體NaCl后，再與Al反應，發現反應的速率加快。

2.若往稀鹽酸中加入一定量固體 Na2SO4后，再與Al反應，發現反應的速率減慢。

通過以上等實驗對這些“異常”現象加以分析、探究，喚起了學生強烈的求知欲，進而調動學生的學習興趣，激發學習動機，將“苦學”變為“好學”“樂學”，這正是當前教育改革所追求的教學理念。

在以發展學生核心素養為中心的新課改要求下，化學實驗更要突出學科特點，提高實驗學習的實踐性，實驗復習不能停留在單純講實驗題的狀態。因此在教學中要還化學實驗以本來面目，要將實驗設計得更嚴密，引導學生實驗觀察要全面，實驗結果要準確性，實驗結論要富有科學性。教師要充分利用學校資源和電化教學優勢，讓學生看名師是怎么做實驗和講實驗的。把常用儀器、常用裝置搬到實驗室，讓學生親自動手去做去感受。查漏補缺，強化基礎及思維的薄弱環節及盲點，盡量創造條件，補做高一、高二漏做實驗，或重做一些具有代表性的典型試驗。然后根據實驗習題的要求，設計出實驗方案對學生進行強化訓練，從而理清化學這一自然學科學科特點，培養學習高中化學所應具備的素養和能力。

總而言之，高中化學實驗由于各種因素的影響，偶爾會出現實驗現象異常的情況，教師要正視異常現象，及時引導學生探究引起異常的原因，加深對化學知識的理解，促進學生綜合學習能力的提高。