化学家园

   其中，实际现象与异常现象的原因两栏留待课后填写。

步骤2：观察实际的实验现象

　　首先要告诉学生观察化学实验的方法。观察化学实验主要是观察反应前试剂的状态、颜色等物理性质，反应中发生的颜色变化、状态变化、气味变化或发光发热等现象，实验后产物的颜色、状态等。其次要教育学生，观察现象必须细致，不放过任何细小的或转瞬即逝的现象，因为这种易被人们忽视的现象往往是人们认识的盲点，很有探究价值。还要告诉学生，许多实验现象特别是有机实验现象的出现需要较长的时间，因此要有耐心，善于等待。最后要训练学生养成做观察记录的习惯。学生实验时，应由两人组成一组，一人操作，另一人记录。此外演示实验要尽可能安排成学生实验，确实安排不了的，也要请几位学生作观察员到讲台前仔细观察，并及时将现象通报给全班，使每个学生都能做记录。

步骤3：筛选研究性学习的候选课题

　　当观察到的实验现象与预期现象不同时，就可认定出现了异常现象。但是，许多异常现象产生的原因很简单，课堂上立即就可以找到答案。例如高一新教材中介绍金属钾与水反应，生成的H₂会燃烧，并有轻微的爆炸，而金属钠无此现象。但实际上不少学生做钠与水反应实验时也出现了这些现象，原因是这些学生将该实验连续重复了多次，使水温升高了许多，如果后加的钠块稍大一些，就会引起氢气燃烧并发生轻微爆炸。又如中和滴定的实验产生了较大的误差，只要认真查对一下实验步骤就可以消除。这类异常现象一般探索价值不大，要求学生课堂上解决，填入《实验现象观察记录分析表》即可。另外有些实验异常现象原因比较复杂，例如某蔗糖溶液反常地发生了银镜反应，仔细分析原因可能是多方面的，既可能是蔗糖中混有还原糖，如果糖、葡萄糖等，又可能是蔗糖溶液在新装修的房子里配置或久置而溶解了部份甲醛，还可能是实验的试管未洗干净沾有还原性物质，更多的可能是我们未预料到的原因，有待我们查找资料或进一步实验去发现。这类的问题不是课堂上能当场解决的，需要课后下大量的功夫去探究。因此它可以作为研究性学习的侯选课题而提出。

步骤4：候选课题的立项

　　候选课题投入研究必须取得学校多方面的支持，因此必须得到学校有关方面的批准，成为研究性学习的研究课题，此过程叫立项。立项首先要填写《异常实验现象探索课题立项申报表》然后报送学校批准。

步骤5：进行探索

　　课题立项批准后，由学生所在班级的研究性学习专职教师落实学校为学生提供的各项条件，学生按计划进行各种探索活动，并认真作好记录。

步骤6：结题

　　探索活动完成后，成果以研究报告的形式来体现，具体做法是填写《实验异常现象探索课题研究报告》。附录是一份《实验异常现象探索课题研究报告》的个案。

3.对本研究性学习模式的分析评价本研究性学习模式具有如下优点：

(1)能培养学生的创新精神和实践能力。在本模式中，学生从观察发现实验的异常现象开始，收集与此有关的资料，对异常现象原因进行分析，作出假设，依据假设设计实验，最后进行实验验证。不难看出，上述过程是探究性的，是创造活动的实践过程，符合著名美国心理学家华莱士于1926年提出的创造过程的“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。学生在多次经历了这样的创新实践活动后，不仅创新实践能力会有明显提高，而且内心的体验会升华为创新精神。

(2)能使学生掌握许多实验方法和实验技术。本文所述化学实验方法是指在化学创新过程中用到的方法，如观察法、比较法、列举法、过程分析法、集思广益法、文献法、查找记录法、仪器分析法、假设法、实验验证法等；化学实验技术是指化学创新活动中用到的实验操作技能，如实验设计、物质提纯、物质组成成份分析等。学生在探索实验异常现象的活动中，要观察现象，分析原因，作出假设、设计实验、动手操作等，会经常用到上面所讲的方法和实验技术，因而逐渐掌握。从附录所述过氧化钠与水的实验异常现象的探索个案也看出，学生在探索过程中使用了观察法、假设法、实验验证法等创新方法，在具体操作中也用到了许多创新技术。学生具备了初步的创新精神、创新实践能力，又掌握了一定的创新方法和创新技术，也就学会了初步的创新。本研究性学习模式的缺点：由于实验异常现象的原因非常复杂，限于中学化学的仪器、设备、专业资料和教师指导能力的限制，对它们的探索有时得不到明确的结论，虽然我们的本意是重过程，重参与，轻结论，但这还是会使学生的信心和兴趣减弱。

附录：

实验异常现象探索课题研究报告实验异常现象内容：

　　按高中化学第一册P.219的介绍，我组(第8组)同学×××在完成了Na₂O₂与水反应的实验后，向余液加入酚酞，产生了异常现象：无色酚酞试液变红后又立即褪去。

实验目的：酚酞在碱性溶液中变红(正常现象)后又褪色的原因

研究主要过程：

①回忆实验过程，分析该实验的特点。按照老师的建议，我们保存了这一试管溶液作为样品并邀请了2位有兴趣的同学于当天晚饭后一起讨论。讨论会上，由第8组同学介绍了他们的实验过程：因为对实验兴趣浓厚，他们多次重复了Na₂O₂与水反应的实验，后来向余液中加入酚酞，酚酞先变红，一会又褪了色。其他组同学也多次这样做了，却都未出现这样的现象，我们又重复这个实验，也未出现该现象。

②分析原因：提出第一个假设并论证。讨论会上大家一致认为，是过氧化钠与水产生了强氧化性物质(类似HClO)，使变红的酚酞褪色，并设想如加过量酚酞消耗了这些氧化性物质后，酚酞仍能变红。第二天下午课外活动时按此设想做实验但酚酞仍未变红。

③再次分析原因，提出第二个假设并论证。实验结束后，有×××同学提出说我们用的试管很多未洗干净，可能是管壁上沾的物质影响了酚酞变红。于是我们取了只新试管，反复刷净再加入少量样品溶液，加入酚酞，还是不变红。

④问题解决：第三次假设并验证，×××同学在洗刷这只新试管时，无意中将残液倒在有积水的水槽中，溶液立刻变红。大家分析认为原因可能是残液被积水稀释，酚酞才变红的。于是又取了少量样品溶液添加了多量(5—6倍体积)的蒸馏水。溶液竟自动变红了。这一次的假设被证实了。由此我们知道酚酞只在稀释碱液中才稳定变红。随后第8组同学也回忆到当时实验时与Na₂O₂反应的水是用量很少，经多次与Na₂O₂反应后又消耗和蒸发了部分水，可能产生的NaOH溶液过浓。后来，我们又在老师的指导下翻阅了有关资料，明白了酚酞只在稀碱液中变红的原因。研究结论：酚酞只有在稀碱液中才稳定显红指导教师评价：能认真观察实验，发现异常现象，并应用科学的研究方法进行深入的探索，取得了正确的结论。优等。