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化学是一门以实验为基础的学科,在化学实验教学过程中,无论是教师课堂演示还是学生实验,由于种种原因,有时会出现一些与预料的正常结果不相符的现象。
实验中异常现象的出现,会对学生造成认知冲突的失衡。教师若不及时加以正确的引导和彻底解决,势必会影响教学效果,给学生留下知识盲点,并自身失去对实验教学的信心。找出产生异常现象的原因,变“异常”为“正常”,是培养学生实事求是、严谨认真、善于观察、自主探究的科学素质的一种有效的方法和途径,对教师本身也提供了一个提高专业素质,增强分析问题和解决问题能力的机会。
一、实验现象异常的成因
1.因试剂的纯度引起的实验异常
做原电池实验时,在观察到除了铜片上有大量气泡产生以外,作为负极的锌片上也会有较多的气泡生成。这种现象是由于锌片不纯,含有C、Fe等杂质且金属表面粗糙,容易产生微小电池而使氢的超电压减小,最终使得一部分氢气在锌表面析出。
2.因试剂加入顺序的先后引起的实验异常
在做溴与苯酚取代实验时,将苯酚溶液加到浓溴水中,观察不到白色沉淀,而只能见到溶液变成了黄色。若将反应物的加入顺序改为“将1-2滴浓溴水滴入苯酚溶液中”,保证反应中苯酚过量,则预期现象很明显。
3. 因药品用量的不同引起的实验异常
在做银镜反应时,在一洗净的试管里注入1mlAgNO3溶液,然后加氨水到完全溶解,再滴几滴新配的乙醛溶液后水浴加热几分钟却始终得不到光亮的银镜。分析原因,应该是银氨溶液配制时氨水量未控制好引起的。在向AgNO3溶液中滴加氨水不可过量,教材描述为“氨水加到生成的沉淀刚好溶解为止”。
4.因副反应的存在导致实验现象异常
例如高中化学《氮和磷》一节有这样的练习:“用大试管收集一试管NO2气体,倒扣在盛水的水槽中,不久看到试管里红棕色气体消失,水面上升至容积的约2/3处……”事实上由于收集的气体中常常含有NO等物质,存在副反应NO2 + NO+ H2O === 2HNO2,实际水面上升要远远大于试管体积的2/3 。
5.因温度控制不当引起的实验异常
做乙醇的氧化实验时,将螺旋状的铜丝加热变黑后,如不迅速插入乙醇,反复几次,并不会看到铜丝变红亮,也不会闻到有刺激性气味。因为铜丝插入速度太慢,使铜丝温度下降后反应就不能发生了。
在实际的实验教学中,除了上述原因以外,所用试剂的浓度大小,试剂选用的恰当与否,酸碱介质环境,仪器的选用及装置是否合理,以及实验操作者自身基本操作是否过关等方面也会引起实验的异常现象。
二、异常现象的合理利用
实验出现预料之外的情况是可能的,关键是采取正确的补救措施。如果设法搪塞或者回避的话,就错过了最好的教育时机。抓住实验中的意外,也就抓住了学生旺盛的求知欲,若能积极引导并给予合理的分析解释,也就能化慌乱为沉着、化意外为平常,反而能因化腐朽为神奇的“意外”给学生留下更深刻的记忆,教学目的也就能轻易实现,使师生双方在探索活动中相互得到提高。
1.利用异常现象提高教师自身专业素质
实验中出现的异常现象要求我们教师自觉地在教育教学实践中思考、分析、研究,并不断学习新的知识和理论,进一步使教师树立起“科研先导”的意识,提高教师的科研能力,使教师由“经验型”向“科研型”、“创新型”转化。
2.利用异常现象进行反思性实验教学,逐步使学生养成去思考、会思考的习惯
在做盐类水解实验时,学生在测定NaCl溶液的pH时却发现其结果往往不等于7,而是略大于7。这时就不能主观臆断地把结果记为7,而应该让学生从溶液、环境、试纸等方面仔细探索产生异常现象的原因。教师此时要当好“领路人”角色,多与学生交流,鼓励其对这些异常现象进行探讨,这样不但提供学生主动思考、表达的机会,也有助于学生树立自信心。
3.利用異常现象,积极开展科学探究活动,培养学生观察现象、分析问题、解决问题的能力
在化学教学中,只要学生留心观察实验过程,注意捕捉奇特的变化,就可以发现许多实验异常现象,对这些异常现象进行探究会得到很多重要的发现。教师应根据教学内容,指导学生对见怪不怪的现象着手探究、发现问题。中学化学中异常现象很多,其中很多异常现象都可以成为学生进行探究的极好材料。
三、总结
教师应实事求是地面对实验现实,并引导学生运用已有的知识经验,分析发生异常现象的原因,师生共同研究,改变实验方法和策略,让学生参与实验从失败到成功的全过程,在知识、技能、意志、能力等方面得到了提升。
实验中异常现象的出现,会对学生造成认知冲突的失衡。教师若不及时加以正确的引导和彻底解决,势必会影响教学效果,给学生留下知识盲点,并自身失去对实验教学的信心。找出产生异常现象的原因,变“异常”为“正常”,是培养学生实事求是、严谨认真、善于观察、自主探究的科学素质的一种有效的方法和途径,对教师本身也提供了一个提高专业素质,增强分析问题和解决问题能力的机会。
一、实验现象异常的成因
1.因试剂的纯度引起的实验异常
做原电池实验时,在观察到除了铜片上有大量气泡产生以外,作为负极的锌片上也会有较多的气泡生成。这种现象是由于锌片不纯,含有C、Fe等杂质且金属表面粗糙,容易产生微小电池而使氢的超电压减小,最终使得一部分氢气在锌表面析出。
2.因试剂加入顺序的先后引起的实验异常
在做溴与苯酚取代实验时,将苯酚溶液加到浓溴水中,观察不到白色沉淀,而只能见到溶液变成了黄色。若将反应物的加入顺序改为“将1-2滴浓溴水滴入苯酚溶液中”,保证反应中苯酚过量,则预期现象很明显。
3. 因药品用量的不同引起的实验异常
在做银镜反应时,在一洗净的试管里注入1mlAgNO3溶液,然后加氨水到完全溶解,再滴几滴新配的乙醛溶液后水浴加热几分钟却始终得不到光亮的银镜。分析原因,应该是银氨溶液配制时氨水量未控制好引起的。在向AgNO3溶液中滴加氨水不可过量,教材描述为“氨水加到生成的沉淀刚好溶解为止”。
4.因副反应的存在导致实验现象异常
例如高中化学《氮和磷》一节有这样的练习:“用大试管收集一试管NO2气体,倒扣在盛水的水槽中,不久看到试管里红棕色气体消失,水面上升至容积的约2/3处……”事实上由于收集的气体中常常含有NO等物质,存在副反应NO2 + NO+ H2O === 2HNO2,实际水面上升要远远大于试管体积的2/3 。
5.因温度控制不当引起的实验异常
做乙醇的氧化实验时,将螺旋状的铜丝加热变黑后,如不迅速插入乙醇,反复几次,并不会看到铜丝变红亮,也不会闻到有刺激性气味。因为铜丝插入速度太慢,使铜丝温度下降后反应就不能发生了。
在实际的实验教学中,除了上述原因以外,所用试剂的浓度大小,试剂选用的恰当与否,酸碱介质环境,仪器的选用及装置是否合理,以及实验操作者自身基本操作是否过关等方面也会引起实验的异常现象。
二、异常现象的合理利用
实验出现预料之外的情况是可能的,关键是采取正确的补救措施。如果设法搪塞或者回避的话,就错过了最好的教育时机。抓住实验中的意外,也就抓住了学生旺盛的求知欲,若能积极引导并给予合理的分析解释,也就能化慌乱为沉着、化意外为平常,反而能因化腐朽为神奇的“意外”给学生留下更深刻的记忆,教学目的也就能轻易实现,使师生双方在探索活动中相互得到提高。
1.利用异常现象提高教师自身专业素质
实验中出现的异常现象要求我们教师自觉地在教育教学实践中思考、分析、研究,并不断学习新的知识和理论,进一步使教师树立起“科研先导”的意识,提高教师的科研能力,使教师由“经验型”向“科研型”、“创新型”转化。
2.利用异常现象进行反思性实验教学,逐步使学生养成去思考、会思考的习惯
在做盐类水解实验时,学生在测定NaCl溶液的pH时却发现其结果往往不等于7,而是略大于7。这时就不能主观臆断地把结果记为7,而应该让学生从溶液、环境、试纸等方面仔细探索产生异常现象的原因。教师此时要当好“领路人”角色,多与学生交流,鼓励其对这些异常现象进行探讨,这样不但提供学生主动思考、表达的机会,也有助于学生树立自信心。
3.利用異常现象,积极开展科学探究活动,培养学生观察现象、分析问题、解决问题的能力
在化学教学中,只要学生留心观察实验过程,注意捕捉奇特的变化,就可以发现许多实验异常现象,对这些异常现象进行探究会得到很多重要的发现。教师应根据教学内容,指导学生对见怪不怪的现象着手探究、发现问题。中学化学中异常现象很多,其中很多异常现象都可以成为学生进行探究的极好材料。
三、总结
教师应实事求是地面对实验现实,并引导学生运用已有的知识经验,分析发生异常现象的原因,师生共同研究,改变实验方法和策略,让学生参与实验从失败到成功的全过程,在知识、技能、意志、能力等方面得到了提升。