《教出有智慧的学生》读书体会

——基于异常化学实验现象培养学生的创造性思维

莆田第一中学  郑梓华

化学史上许多发现都起源于实验异常现象的探索，因此可以说对实验异常现象的探索孕育着创新，溴的发现就是一例。1826年法国青年波拉德想从海藻中提取碘，他把海藻烧成灰，用热水提取，再往里通氯气，得到紫黑色的固体——晶体碘。然而奇怪的是，在提取后母液的底部，总沉着一层深褐色的有刺鼻气味的液体，查阅了许多资料后对此都得不到解释。于是波拉德对这种液体进行了深入的研究，最后终于证明这液体是人类尚未发现的新元素的单质——溴。波拉德关于溴的论文——《海藻中的新元素》发表后被德国化学家利比息看到了，读完后他深为后悔。因为他在几年前也做过和波拉德相似的实验，看到过同样奇怪的现象，但他没有深入地钻研下去，只凭空断定这深褐色的液体是氯气和碘形成的化合物氯化碘，从而与这一重大发现失之交臂。

一、实验异常现象是我们培养学生创造性思维和探究能力的宝贵资源

我们在完成现行的各种版本的高中化学实验时难免会遇到一些异常实验现象，以传统的眼光来看这些情况是实验的失败，会引起学生的疑惑，教师也可能因为没有心理准备而不知所措，必然会对我们的课堂教学产生一定的干扰作用。遇到这种情况，教师千万不要寻找各种理由对学生进行搪塞，试图掩盖实验失败的尴尬，或者干脆视若无睹、仍然照书本描述，更不能认为学生在实验中不按要求添加试剂为由进行训斥，这样会使学生误认为实验事实的可信度低于教材描述，容易造成学生过分迷信教材而扼杀了学生分析问题、解决问题的能力。老师如能认真加以处理，本着实事求是的态度，引导学生去找到原因，认真分析实验异常的可能性，则能把这种疑惑转变为学生的好奇心，进而激发他们进一步探究的兴趣。所以我认为化学教学中遇到一些异常实验现象，从另一个角度看又是好事，这些课堂上新生成的问题可以转换成为我们培养学生创造性思维和探究能力的宝贵的生成性资源。

二、如何利用化学异常实验现象培养学生的创造性思维和探究能力

仔细分析化学实验中产生异常现象的原因，不外乎有两种：1、由于药品的纯度、用量以及反应条件的控制等因素产生了其他的副反应。2、排除上述的原因之后，就是要大胆质疑教材的编写是否存在科学性问题了。我们教师只要能够引导学生对异常实验现象进行深入探究，不管结果怎样，学生的创造性思维和探究能力就得到了有效的培养。重过程，重参与，重探究，这也是现在新课程所倡导的。而如何引导学生深入探究，我个人认为这种引导的方式可以将有异常现象的实验作为研究性学习的课题进行进一步研究。有的条件允许的可以在课堂上当场探究，有的可能要放在课后进行研究，其基本模式为：

 不难看出，上述过程是探究性的，是培养学生创造性思维的实践过程，符合著名美国心理学家华莱士提出的创造过程的“四阶段”。这“四阶段”，即准备阶段（明确问题、准备问题）、酝酿阶段（分析原因）、明朗阶段（提出假设并进行验证实验的设计）和验证阶段。

三、异常实验现象的案例探究

案例一：制的FeSO4与NaOH溶液反应制备Fe（OH）2时，结果学生未能观察到白色絮状沉淀，而看到的却是灰绿色沉淀，并逐渐变成红褐色。教师及时引导学生注意实验操作的关键：1、为什么要用新制备的FeSO4溶液？2、为何将滴管插入试管里溶液的底部，慢慢挤出NaOH溶液？学生通过分析、查阅书本知识认识到FeSO4、Fe（OH）2易被空气中的氧气所氧化，于是提出了一系列避免氧气氧化的设计方案，经过讨论、比较，最后选用在新制硫酸亚铁液面上滴加油层作保护层，将滴管伸入试管底部；滴加煮沸过的NaOH溶液终于得到了白色Fe（OH）2沉淀，并保持了较长的时间。

案例二：苏教版必修化学1（73页）学生活动探究Fe2+和Fe3+的互相转化，实验提供的试剂：铁粉、0.1mol/L FeCl2溶液、0.1mol/L FeCl3溶液、KSCN溶液、新制氯水。学生在做Fe2+转化成Fe3+时，一般采用取少量0.1mol/L FeCl2溶液，先加入无色KSCN溶液，理论上应该没有颜色变化，可在实际操作中，学生往往加入KSCN溶液就变成血红色，为什么会出现异常的实验现象？学生经过思考不难得出：很可能是由于FeCl2溶液容易被空气中的氧气氧化生成了Fe3+，引起药品变质，导致出现异常的实验现象。因此学生就设计在FeCl2溶液中加入还原铁粉，取上层清夜，再重新操作，就能还实验的本来面目了。通过对这个意外的分析，还可以进一步强调了学生对试剂保管的正确认识，同时复习了Fe2+中混有Fe3+时的除杂方法。对意外的不回避反而使学生收获更多。其他类似的还有久置的氯水变成了稀盐酸；氢氧化钠溶液中混有碳酸钠等。

当学生继续上述实验，即在加入无色KSCN溶液，溶液颜色没有明显变化，继续加入新制氯水，又出现异常的实验现象：理论上可以观察到溶液呈血红色，而实际观察到的现象往往是溶液呈橙黄色。此时学生的创造性思维得到很大的激发，纷纷猜测可能的原因：是否因为药品变质如氯水失效等；是否因为反应条件控制不当；是否因为加入氯水，除了把FeCl2氧化外，还发生了其他的反应等等。接着学生设计了如观察氯水颜色还是浅黄绿色，用淀粉碘化钾试纸检验会变蓝等一系列实验排除了药品变质的可能性；考虑到反应在室温下进行，反应条件控制不当的可能性不大；最后考虑到Cl2有强的氧化性，那么很可能是加入氯水后，把KSCN也氧化了，因而不会出现血红色。但是氯水能否把KSCN氧化，这是课本没有涉及的知识，学生又兴趣盎然地继续往下探究。1、学生取lmL氯水，滴入KSCN溶液，发现溶液由浅黄绿色变为无色，说明Cl2确实能把KSCN氧化。有的同学提出可能是由于滴入KSCN溶液，起到了稀释的作用而使溶液由浅黄绿色变为无色，于是补做了等量氯水中加入水（与滴入的KSCN溶液等体积）的对照实验，溶液不会由浅黄绿色变为无色。2、有的同学鉴于氯水颜色变化不明显，设计了用橙黄色的溴水代替氯水，重复上面的操作，结果观察到明显的实验现象，溶液由橙黄色变为无色，而加入水稀释的对照实验没有，说明了Br2能把KSCN氧化，而Cl2氧化性比Br2强，也证明了Cl2确实能把KSCN氧化。

最后学生通过一系列实验解释了出现异常的实验现象的原因是因为加入氯水后，把KSCN也氧化了，因而不会出现血红色。因此学生又设计再往溶液中滴加KSCN溶液，果然看到溶液变为血红色，从而得出最佳的实验方案：FeCl2溶液加入KSCN溶液，再滴入氯水，最后再加入KSCN溶液，实验效果就非常明显，而不会出现异常现象了。

 案例三：苏教版必修化学1（88页）有关二氧化硫的实验：取一支试管并加入5mL二氧化硫溶液，加入少量氯化钡溶液，理论上没有白色沉淀生成，可实际操作中仔细观察会看到溶液有少许的浑浊，即少量的沉淀生成。再加少量3%的过氧化氢溶液，振荡，有大量的沉淀生成，放置片刻后加稀盐酸，沉淀不溶解。

二氧化硫溶液，加入少量氯化钡溶液，不发生反应，故理论上没有白色沉淀生成，可实际实验中观察到溶液有少许的浑浊。那么这少量沉淀的成分是什么？学生纷纷提出自己的假设：可能是亚硫酸钡。但学生马上就排除了这种可能，因为二氧化硫和氯化钡不发生反应，学生也提出了加入稀盐酸来验证，结果沉淀不溶解，这样就排除了亚硫酸钡的可能性。考虑到白色沉淀不溶于稀盐酸，学生判断白色沉淀很可能就是硫酸钡。那么硫酸钡又是怎么产生的？学生有点茫然！于是从SO2到BaSO4，我引导学生学生从化合价的角度去观察，学生顿时明白这个过程发生了氧化还原反应。没有加入其他试剂，那么氧化剂是什么？学生经过思索不难得出是空气中的氧气这一结论，于是出现的异常实验现象就容易解释了：二氧化硫溶于水生成亚硫酸，亚硫酸被空气中的氧气氧化生成少量硫酸，故加入少量氯化钡溶液时，就生成了少量硫酸钡，因此观察到溶液有少许的浑浊。通过对这个异常实验的探究，不仅加深了学生对二氧化硫性质的理解，还培养了学生的创造性思维和探究能力。

案例四：盐类水解实验中，用pH试纸检验NaCl或KNO3水溶液的pH值，发现试纸并不能显示黄绿色（pH：7），而是显示淡黄色（pH：6）。

学生用试纸检验经煮沸并冷却了的蒸馏水，仍然发现pH试纸呈淡黄色。为此，学生通过查阅资料、思考后提出自己的观点：可能是pH试纸的检测灵敏度不够，一般中性溶液中的OH-的量极少，不足以改变混合指示剂中溴百里酚蓝原来的酸型颜色，因此 pH试纸的本底黄色（pH：5.5）不可能发生显著的改变。而教材上用pH试纸检验中性溶液pH的方法显然陷入认识误区，是错误的，学生受假象的迷惑会得出与事实相悖的判断。

这些化学实验中的异常实验现象我们教师当然可以随便找个理由搪塞过去，但是我们这样做的同时就失去了利用这些课堂上宝贵的生成性资源来培养学生的创造性思维和探究能力的机会。我们教师应该引导学生仔细观察实验现象，深入进行探究，这样不仅可以养成学生实事求的科学精态度，还可以拓展学生的知识面，又可培养他们慎密的思维品质与探究能力。