化学教学实验指导：处理与推论之实验现象

中学化学实验是让中学生在直观的化学事实中学习化学知识，在化学问题的解决中培养能力，这就需要在教学中对实验现象进行有目的的观察、记录、分析与推论，从中体验科学的方法、得出科学的结论。

(1)实验现象的观察与记录

不同的实验在化学教学中有不一样的教学功能，有的是让学生了解实验的操作方法，有的是认识物质的性质，有的则要比较物质发生化学变化的不同现象寻找变化规律等。所以，在化学实验中要有针对性地引导学生观察和记录。

①实验技能的观察与记录

实验技能包括各种实验仪器的使用、实验装置的组装、实验操作的详细步骤和注意事项等。初中化学中一些经典的演示实验就是要让学生在学习化学知识的同时了解一定的化学实验技能。例如，实验室制取氧气的实验，在教学中除了让学生了解实验室制取氧气的化学原理、催化剂概念等，还要注意让学生观察和记录该实验使用了哪些仪器，各种仪器如何连接，实验操作的详细步骤和方法，产物的检验，实验结束时装置的拆除顺序，注意事项等。使学生在学习实验室制取氧气的化学原理、实验步骤同时，了解简单化学仪器的使用及实验操作应注意的事项。

②物质性质的实验观察与记录

物质性质是中学化学最基础的知识，是帮助学生形成化学概念，进行化学抽象的依据。其课堂教学常常要通过演示实验展示各种物质的物理性质和化学性质。由于不同的物质性质不同，教师在演示实验时要引导学生观察物质反应前的颜色、状态，反应的条件，反应的现象，生成物的颜色、状态及其变化的主要特征，做好详细的信息记录，为实验现象的分析与推论做好资料准备。

在高中必修1“金属的化学性质”教学中，学习金属钠的性质就需要展示实物金属钠，让学生观察其颜色与状态；然后演示钠在空气中燃烧及其与水反应的实验，引导学生观察和记录实验的条件、实验的方法、实验的现象、产物的颜色和状态，从而得出:金属钠是一种具有金属光泽的银灰色固体，常温下就能与大多数非金属和水发生剧烈反应，化学性质活泼。

③物质发生化学变化的规律性实验观察与记录

在物质变化的规律中学习化学，这是事半功倍的科学方法。中学化学中质量守恒定律、元素周期律等概念的学习就是通过实验事实，说明物质发生化学变化的质量守恒规律，和不同原子随着原子核外电子数的改变其化学性质呈现递变的规律。在这一类实验演示或探究中，要指导学生关注实验现象的通性及相异性，作好记录，以便从变化的趋势中得出正确的、规律性的化学结论。

高中化学必修2卤素性质的学习，就对卤素单质与氢气发生反应的实验现象规律进行了详细的记录。从记录的资料中可以看出，卤素的化学通性是都能与氢气发生反应，相异性是反应对温度的要求随着卤素原子核外电子层数增加而增加、反应的剧烈程度随着卤素原子核外电子层数增加而减弱。这些规律性知识的记录有利于学生对卤素各元素性质的区别性认识。

(2)分析、推论实验现象

在化学教学中，对实验现象的观察与记录常常是为了从中分析出物质变化的本质属性，或者从物质变化的宏观现象推测物质的微观结构，更重要的是在不同实验现象的比较中归纳出化学概念、化学定律等。所以，合理地分析实验现象是中学化学教师必须具备的教学技能。

①分析实验现象得出物质的性质

对于性质实验来说，教师要引导学生在实验现象的分析中得出物质的具体性质。(www.xing528.com)

金属钠与水反应时浮在水面上，说明钠的密度比水小；金属钠与水反应熔化成银色的小球，说明钠的熔点低，生成的气体经检验是氢气；金属钠与水反应后酚酞水溶液变红，说明产生了可溶的碱性物质，从反应物元素种类只有Na、H、O分析，该碱性物质是氢氧化钠，然后根据实验现象写出化学反应方程式。

用实验事实认识物质的性质不但有说服力，而且可以活跃课堂气氛，激发学生的学习兴趣，启迪学生的思维。

②分析实验现象推测物质的微观结构

由于物质的结构决定物质的性质，物质的性质反映物质的结构。所以，在化学实验教学中常常从物质化学反应的宏观现象推测物质的微观结构。

高中化学必修2学习有机物苯，就用了两个实验，一个是向苯中加入溴水，另一个是向苯中加入酸性高锰酸钾溶液，两个实验都没有出现褪色现象。分析实验现象，推测苯不与溴的四氯化碳溶液及酸性高锰酸钾溶液反应，说明苯分子中不存在和乙烯类似的双键。引导学生阅读有关文字，总结出苯分子的结构特征:苯分子具有平面正六边形结构，其中的6个碳原子之间的键完全相同，是一种介于单键和双键之间的独特的键，可以用正六边形中一个圆圈来表示苯分子。

在化学学习中，常常用实验事实来论证某种物质的微观结构，这是自然科学研究的一种重要方法。

③分析实验现象归纳变化规律

分析实验现象的本质原因，然后归纳综合、揭示化学变化的规律，使学生从事物外部表现形式的认识逐步上升到内部的理性认识，从而形成化学概念。这是化学基础理论教与学的重要过程。

分析相同条件下钠与水反应比镁与水反应剧烈的实验现象，说明钠的金属性比镁活泼；分析镁与酸反应比铝与酸反应剧烈的现象说明镁的金属性比铝活泼。推论:元素周期表中，同一周期的元素从左到右，原子最外层电子数逐渐增加，金属性逐渐减弱，这是元素性质的周期性表现规律。

通过这种对实验现象的比较、分析、综合，可以加深学生对元素周期律概念的理解。

(3)对失败的实验追因

化学课堂的实验演示，有时会出现失误，或不能达到预期的实验观察效果，教师对失败的实验应作出合理的解释。若时间来得及，可以根据解释的原因改进操作方法，重新做一遍；若时间不够则要告诉学生下一节课或课后再找时间重做。

制备白色氢氧化亚铁沉淀的演示实验，常常容易得到灰绿色的沉淀，而且沉淀的颜色迅速变深。这是因为反应后，溶液体系的pH值小于7.45，且生成的氢氧化亚铁浮在溶液表面接触到空气被氧气氧化的原故。教师重新实验要增大所使用的氢氧化钠浓度，同时使用洁净的铁钉与稀硫酸反应，现场制得低浓度硫酸亚铁溶液，并在实验中注意滴入顺序，尽可能地使生成的氢氧化亚铁沉在溶液中与空气隔离，可以得到纯白色的氢氧化亚铁沉淀。

对暂时无法准确找出失败原因的实验，可以让学生课后一起查找资料探索，共同参与问题的解决，让学生知道人类对自然的了解是有限的，需大家的共同努力才能不断深入。所以，教师对上课的知识内容和实验方法要深入研究，广泛了解有关方面的最新信息及教学方法，进行实验的创新或改进，避免演示实验的失误。