小議新課標下高中化學實驗研究

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摘要：實驗是中學生獲取化學知識和檢驗化學知識的重要手段,是提高科學素質的重要內容和途徑,貫穿中學化學教學的全過程。新課程改革明確指出：“通過實驗探究，掌握基本的化學實驗技能和方法，進一步體驗實驗探究的基本過程，認識實驗在化學科學研究和化學學習中的重要作用，提高化學實驗能力。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，提出了創新的解決方法，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。

關鍵詞：新課標化學實驗異?，F象創新

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?！?，是培養學生實事求是、嚴謹認真、善于觀察、自主探究、創新精神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。

一、實驗現象異常的成因

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。

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，將苯酚溶液加到濃溴水中，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1-2滴濃溴水滴入苯酚溶液中”，保證反應中苯酚過量，則預期現象很明顯。

再如Cu(OH)2的制備是高一的一個學生實驗。若按教材要求的方法和步驟，向盛有CuSO4溶液的燒杯中滴加NaOH溶液，可以產生大量的絮狀沉淀，但是對該沉淀進行加熱時有時就是看不到黑色CuO。實際上，按如上操作一般生成的沉淀只能是綠色的堿式硫酸銅，致使觀察不到Cu(OH)2的受熱分解現象。所以，建議將步驟改為“向盛有NaOH溶液的燒杯中滴加幾滴CuSO4溶液”，確保生成Cu(OH)2過程中NaOH始終是過量的。

3.藥品保存方面引起的實論文范文驗異常

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?，F象的出現。

比如在檢驗Na2SO3中的SO32-離子時，加入BaCl2溶液后產生大量白色沉淀，加入稀HCl后，產生可以使石蕊試紙變紅的酸性氣體。但是無論HCl量多少，試管中始終會有少量白色沉淀無法溶解。實際上，由于SO32-離子具有很強的還原性，很容易被空氣中的氧氣等氧化成Na2SO4，所以看見有不溶于HCl的沉淀也就不足為奇了。

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。

例如在做銀鏡反應時，在一洗凈的試管里注入1mlAgNO3溶液，然后加氨水到完全溶解，再滴幾滴新配的乙醛溶液后水浴加熱幾分鐘卻始終得不到光亮的銀鏡。分析原因，應該是銀氨溶液配制時氨水量未控制好引起的。在向AgNO3溶液中滴加氨水不可過量，教材描述為“氨水加到生成的沉淀剛好溶解為止”。實踐經驗證明，氨水過量越多，銀鏡反應的效果越差。所以我個人建議，加氨水時直到最初產生的沉淀溶解到還略顯渾濁（不可使沉淀恰好溶解至溶液澄清）為止，這種銀氨溶液氧化能力最強，實驗效果非常好。

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。

例如高中化學《氮和磷》一節有這樣的練習：“用大試管收集一試管NO2氣體，倒扣在盛水的水槽中，不久看到試管里紅棕色氣體消失，水面上升至容積的約2/3處……”事實上由于收集的氣體中常常含有NO等物質，存在副反應NO2+NO+H2O===2HNO2，實際水面上升要遠遠大于試管體積的2/3。

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，如不迅速插入乙醇，反復幾次，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?，F象。

二、異常現象的合理利用和創新

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?，F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、化異常為創新，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。

1．利用異常現象提高教師自身專業素質

實驗中出現的異?，F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。

例如演示Fe和水蒸氣反應制H2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。之后我再認真的進行反思總結，查閱資料，終于發現陸燕海：《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，此裝置不但克服了原方法的弊端，還具有升溫時間短，出氣速率快，課堂演示效果好等優點。

2．利用異?，F象進行反思性實驗教學，逐步培養學生嚴謹的科學態度和創新精神

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。

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?，F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。

3．利用異?，F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?，F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?，F象很多，其中很多異?，F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?？瘜ｎ}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入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：

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：

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

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

通過以上等實驗對這些“異常”現象加以分析、探究，喚起了學生的強烈的求知欲，進而培養學生的學習興趣，激發學習動機，將“苦學”變為“好學”、“樂學”，鼓勵學生不斷想方設法地去創新，這正是當前教育改革所追求的教學理念。

三、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?，F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?，F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。通過這些創新之舉，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，充分培養了學生的是非常值得的。