利用“异常”实验　创设问题情景

现行中学化学教材中的实验，经常会遇到形形色色的异常现象，常见的实验异常现象大致分为五类。①复杂的反应机理：如用高锰酸钾制氧气时，发现几乎每次实验的产率都大于100％；铝片与1：1的盐酸反应时，会产生黑色沉淀……②药剂的质量、用量和纯度，溶液的浓度：如镁条与硝酸反应一般得不到氢气，而镁条与0．4mol／L的稀硝酸反应竟然收集到氢气；铝条与稀氯化铜溶液反应，可看到紫红色沉淀和气泡，而铝条与浓氯化铜溶液反应剧烈，除得到紫红色沉淀、气泡外，还能生成茶褐色溶液；钠与硫酸铜溶液反应时，钠的大小、纯度及硫酸铜溶液的浓度不同时，观察到的现象不同；氯酸钾与二氧化锰共热制氧气，试管中出现火星；苯与酸性高锰酸钾溶液混合，紫色退去……③仪器装置的选择：如根据教材上氯气见光分解的实验装置无法得到课本上所示的结果……④反应条件的调控：如教材上镁与冷水不反应，但实际上镁与冷水反应后的溶液中加入酚酞，溶液变红；碘与淀粉反应显蓝色，而当温度高于55℃时却显无色；2．5ml40％甲醛溶液与4g苯酚在大试管中混合，沸水浴加热后没有白色脂状物生成，如果使用浓盐酸或浓氨水为催化剂，并在沸水浴中加热一段时间，实验就能获得成功……⑤副反应：苯酚与溴水反应，按教材介绍只产生白色沉淀，而实际现象是先产生沉淀又立即消失，再加溴水才会产生白色沉淀不消失，有时还产生黄色沉淀；过量氢气还原氧化铜，在生成物中加入稀盐酸或稀硫酸，溶液出现蓝色；卤代烃中卤素的确定实验，加硝酸银溶液后得棕色沉淀……

其实，这些伴随有“异常”现象的实验，大多具有原因的不明确性，过程的探究性，思维的不约束性等，这为我们提供从多角度、多层次、多模式思考和解决问题的空间。抓住这些异常的实验现象，创设问题情景，可以让学生在探寻异常的原因、设计实验的改进中，更深刻地理解事物的本质，更有效地提高教学效果。

但是，在教学实践中我们不难发现，在分组实验时，教师希望学生实验顺利、结果正确、验证无误，于是事先编订了实验目的、实验步骤和操作要点，这就必然导致学生在实验操作时“照单抓药”，在描述实验现象时“盲目照搬”。学生对实验中出现的异常现象“视而不见”甚至“指鹿为马”的现象相当普遍。在演示实验时，大多数教师也没有注意这些可贵的异常现象，把异常现象当做“浪费了时间”甚至“失败的耻辱”往往简单粗略，漫不经心，甚至不了了之。这种传统的实验教学，把学生的思维降低到最低的程度，创新精神被严重抑制，没有质疑的习惯，更不可能有“异想天开”的想象，“异常”现象所提供的绝好的学习机会，就这样一次又一次成为“照本宣科”的牺牲品。

下面就以“铝片与稀硫酸反应”的异常现象为例，谈一谈利用实验中的异常现象创设问题情景的教学。

1 异常现象

用铝片和稀硫酸制取氢气时，发现几乎不反应，基本上看不到气泡。(这一现象与金属活动性顺序表和酸的通性等学生的已有认知不符，引起了学生的认知冲突，激发强烈的求知欲。)

2 提出问题

根据酸的通性，活泼金属铝应该可以与稀硫酸反应，为什么实验中却看不到气泡生成的现象?(引导学生思考异常现象的原因，培养问题意识，让学生很自然地融入到教学过程之中。)

3　猜想与假设

实验可以发生，只是由于反应速率很慢而影响现象的观察，可以通过改变反应的内、外部因素加快反应的速率。(通过师生、生生之间的讨论，分析问题，针对异常现象作出猜想与假设)。

4 制定探究方案

通过加热、将铝片剪成铝屑、加大稀硫酸溶液的浓度、用催化剂、用稀盐酸或稀硫酸代替稀硫酸，用其他更活泼金属单质代替铝等方法进行反应速率对比实验。

5 获取事实和证据

作对比实验，观察实验并记录见表1。

6　表达与交流

升高温度，增大固体反应物的表面积，增大反应物溶液浓度这些外部条件的改变都可以加快反应速率；相同浓度的稀硫酸与Mg反应比A1快，是因为物质本身的性质是影响化学反应速率的内因，Mg的金属活泼性比Al强。

7 提出问题

根据离子反应方程式的分析，反应的实质是单质铝与氢离子反应，为什么氢离子浓度相同的稀盐酸与铝片反应的速率比稀硫酸快? (在异常现象的探究中又发现了第二个异常现象，抓住实验过程中的每一个可以创设问题情景的机会。)

8　猜想与假设

溶液中除氢离子外的其他离子(Cl^-、SO^2-₄)影响反应速率。

9 制定探究方案

作两组对比实验分别检查Cl^-和SO^2-₄对反应速率的影响。

10 获取事实和证据

作对比实验，观察实验并记录见表2。

11 交流与表达

师生共同讨论实验结果，认为，铝表面的氧化膜不仅能被H⁺所破坏，也能被酸溶液中的阴离子所破坏。不同阴离子破坏能力不同，而Cl—不仅能阻止氧化膜的形成，而且可以破坏已生成的氧化膜，对氧化膜的破坏能力较其他阴离子强。所以，铝片在相同氢离子浓度的稀盐酸溶液和稀硫酸溶液中反应速度有差异。

该教学案例采用以“误”引“悟”法，利用实验中的“异常”现象，创设问题情景，唤起学生的求知欲，进而培养学生的学习兴趣，激发学习动机，把“苦学”变为“好学”、“乐学”，这正是当前教育改革所追求的教学理念。

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