试论对化学实验中异常现象的教学策略，本文主要内容关键词为：试论论文,化学实验论文,异常论文,现象论文,教学策略论文，此文献不代表本站观点，内容供学术参考，文章仅供参考阅读下载。
在学生分组实验中，教师常常希望每一个学生都实验顺利、结果正常、验证无误，而在解答个别学生就实验中出现的异常现象而提出的疑问时，往往简单粗略，漫不经心，甚至不了了之。其实，偶尔产生的异常现象不应该被当做“浪费了时间”甚至“失败的耻辱”，而应该作为激发学生的学习兴趣、调动学生的学习积极性绝好的契机。在教师处理实验异常现象的策略中，加强自身的学习是一个方面，而如何引导学生探究原因，培养学生严谨求实的科学态度、开拓创新的科学精神等，则更显重要。笔者检讨自己的教学行为，并由此而产生的感悟，愿与同行共勉。
一、利用异常实验，促使学生养成严谨的科学态度
严谨的科学态度是高质量地完成化学实验的前提条件。学生实验中出现的异常现象，大多是由于实验态度不严谨而引起的。如：试管没洗干净就进行银镜反应的实验，结果看不到银镜出现；用不干燥的集气瓶收集氯化氢或者氨气，长时间收集不满；使用滴管时，一管多用，或者滴加试剂时随意碰到试管壁，导致试剂交叉污染；不按规定的用量取用药品，造成反应现象不明显或不正常等等。如果查明异常现象是由于上述主观原因而产生的，应该借此机会强调良好的实验习惯和规范的操作方法的必要性，使学生养成严肃认真、一丝不苟的科学态度。
二、利用异常实验，引导学生领悟开拓创新的科学精神
纵观近现代化学发展史，新元素、新物质的发现，新学说、新理论的创立，无不与化学家们进行实验研究时的异常现象密切相关。如：19世纪60年代，克希荷夫（Kirchhoff）和本生（Bunsen）在研究碱金属光谱时，发现蓝色区域和暗红色区域分别出现异常的光谱线，从而发现了铯和铷2种元素；1842年，巴拉尔（A.J.Balard）在做一次分析海生植物成分的常规实验中，往黑角菜的灰汁中加入氯水和淀粉，溶液分成了2层，下层呈蓝色，而上层却是以前从未见过的黄色，后来巴拉尔设法从这种黄色溶液中分离出一种棕红色气体，于是就发现了溴元素。值得一提的是，巴拉尔在取得这一成就时，年仅23岁，是大学里默默无闻的助手和学生，他以严谨、科学的态度和敢于创新的精神抓住了成功的机会。而在巴拉尔之前，同样的实验现象曾出现在化学大师李比希（Justus Von Liebig）面前，却被轻易地忽视了。教师可以利用这些事例教育学生，在遇到异常实验现象时，要解放思想，大胆质疑，不唯书、不唯师，敢于开拓新的思路，进行创造性的探索实验。
三、利用异常实验，指导学生学会科学研究的一般方法
导致化学实验异常现象的原因很多，比如操作失误，药品变质，试剂的纯度、浓度不合要求，反应条件控制不当，仪器设备的精密度不高等，有些是由一种原因引起的，有的是由多种原因引起的。要从诸多影响因素中客观、全面、准确地找出真正的原因，必须设计方案，反复实验，论证结果，这本身就是一种科学研究的行为，必然要用到科学研究的一些方法。比如久置CuSO[，4]溶液的试剂瓶内壁不是呈蓝色，而是显浅棕黄色，这种带有异常颜色的物质究竟是什么呢？根据已有的知识与经验，可假定是铁的化合物，再通过实验验证：将CuSO[，4]溶液倒出，用硝酸洗涤试剂瓶内壁，往洗涤液中加入几滴KSCN溶液，变红色，说明CuSO[，4]试剂不纯含有铁的化合物。这就是假设——验证法；又如在做Cl[-]的检验的实验时，往NaCl溶液、HCl溶液、Na[，2]CO[，3]溶液中分别加入AgNO[，3]溶液，再加入稀硝酸，发现Na[，2]CO[，3]溶液试管中的沉淀并不完全消失（所有试剂均用蒸馏水配制），而用K[，2]CO[，3]代替Na[，2]CO[，3]进行实验，则沉淀完全消失，这是为什么呢？可启发学生回忆Na[，2]CO[，3]的工业制法——侯氏制碱法：以NaCl、CO[，2]、NH[，3]为原料，利用NaHCO[，3]较小的溶解度，将其从母液（NaCl溶液）中析出，再加热分解。用这种方法生产Na[，2]CO[，3]如果工艺水平不够高，或者试剂纯度的级别低，就有可能使产品中仍含有少量的NaCl。而工业上制备K[，2]CO[，3]一般是采用KOH与CO[，2]的反应。由此可以推断：工业生产原理不同，试剂中所含的杂质就不同，导致在实验中本该相同的现象，却变成不相同。这是一种比较——推理法。
以上2例都是由单一的因素——纯度而引起的异常现象，如果是由多种复杂的因素共同作用而造成的异常现象，要究其原因，则要求运用更高层面的科学思维方法，设计更加缜密的研究方案，付诸更加系统的研究程序：观察——实验——实验条件控制——测定——记录——数据处理——收集实验事实——分析——推论等等。教师要善于利用异常实验，指导学生进行各种科学方法的训练。
四、利用异常实验，帮助学生形成研究性学习的能力
研究性学习能力是一种广泛的能力，概括地说就是提出问题和解决问题的能力。实验中异常现象的出现，为学生开展研究性学习提供了绝好的课题。在指导学生实施探究的过程中，不仅可以提高学生的化学学科基本技能（观察能力、实验能力等），而且能够促进其研究性学习能力的形成。
1.收集和处理信息的能力：探究异常原因所需要的各种数据、事实、事例，都要靠学生自己去寻找、查阅、选择、摘录和分析，然后依据收集的信息形成假设并进行验证。比如试剂本身的纯度不高，含有杂质，会导致实验异常，而杂质与试剂的生产原料、原理、设备、工艺水平、储运等都有关系，要从各个环节中找出可能引入的杂质，就必须查阅大量的图书资料。
2.综合运用相关学科知识的能力：例如做蔗糖与银氨溶液反应的实验时，经常出现异常现象，即会有“银镜”出现。可引导学生假设异常的原因是因为蔗糖在生产条件下，已有部分水解，生成的葡萄糖混杂于其中所致。如何验证这一假设呢？利用高中生物教材中“单糖可透过半透膜而二糖不能”的知识，用鱼泡做半透膜，将有异常现象的蔗糖溶液放在蒸馏水中渗析，取渗析后的鱼泡内的溶液再与银氨溶液作用，已无“银镜”出现，证明假设完全成立。
3.创新能力：培养创新能力的关键和核心是发展学生的创造性思维，而异常实验作为一种富有挑战性的“问题情境”，最能激发学生的创新愿望和创造性思维。从多方推测、假设和构想产生异常的原因，设计独辟蹊径的实验方案，采用新颖独特的实验装置，以及在整个探究过程中涌现出来的各种新见解、新思路、新方法，无不体现着异常实验的“创新”价值。
另外，对于复杂原因造成的异常现象，由于研究任务较重，需要成立研究小组。小组成员在分工合作的过程中，能够提高组织和管理能力；在校内资源不足的情况下，有些问题的解决需要利用校外的资料、信息、设备、技术、专家等，由此可以学会与人沟通、交往的技巧，锻炼社会实践能力。等等。
总之，在化学教学中，实验异常现象是实施素质教育的好素材，教师如果善于抓住机会，充分挖掘其中蕴涵的教育功能与教学价值，就可以取得从正常实验中所得不到的效果，达到用正常实验难以实现的目标。