高中化学实验教学中“四误”现象剖析及优化策略

　　一、化学实验教学的四大误区

　　虽然新课程改革主张更多地关注学生的探究能力和动手能力，但在当前的化学实验教学中还存在影响教学效果和学生全面发展的“想实验”“伪实验”“唯实验”“危实验”四大误区。具体而言，这些误区表现如下。

　　（一）误区一：“想实验”，脱离实证的臆测

　　“想实验”指对实验的结果习惯于主观臆断，忽略多因素和物质本身特性等影响，这种现象导致实验的推理过程脱离了科学严谨性，导致假想推理和实验结果截然不同。

　　[案例分析]预测Fe[.3+]与SO[.2-][，3]反应的现象。[1]

　　[学生猜想]根据离子方程式可知，反应生成了Fe[.2+]，所以溶液颜色变浅，由棕黄色变为浅绿色。

　　[实验事实]取5mL Na[，2]SO[，3]溶液于试管中，逐滴加入FeCl[，3]溶液，观察到溶液颜色没有变浅，反而由棕黄色变为红褐色。向反应后的溶液中加入盐酸酸化的BaCl[，2]溶液，观察到有沉淀生成。

　　[原理分析1]Fe[.3+]和SO[.2-][，3]可能会发生相互促进的双水解反应生成Fe（OH）[，3]胶体，反应的离子方程式如下。

　　

　　该反应的K=1.6×10[.20]。通过丁达尔效应可以检验反应的发生。

　　[原理分析2]Fe[.3+]和SO[.2-][，3]可能会发生氧化还原反应生成Fe[.2+]，反应的离子方程式如下。

　　

　　该反应的K=4.39×10[.20]。通过铁氰化钾法可以检验反应的发生。

　　上述两种反应趋势均较大，属于竞争反应。在实际实验中，Fe[.2+]的浅绿色被氢氧化铁胶体的红褐色所掩盖。由此可以看出，“想实验”的误区容易让学生形成错误的认知，削弱实验探究价值，使科学探究沦为“验证已知结论”的形式化过程。

　　（二）误区二：“伪实验”，缺失内核的支撑

　　“伪实验”指对实验缺乏证据意识，忽略实验的变量控制，只关注实验的表面现象，对结果的分析缺少科学内核的支撑。

　　[案例分析]Cl[.-]在金属离子催化双氧水分解过程中所起的作用。[2]

　　[实验设计]为了探究催化剂对反应速率的影响，在两支试管中分别加入2mL 5%H[，2]O[，2]溶液，再向其中分别加入0.1mol/L的FeCl[，3]溶液和CuSO[，4]溶液各1mL，摇匀，比较H[，2]O[，2]的分解速率。

　　[实验现象]加入FeCl[，3]溶液的试管中，H[，2]O[，2]溶液分解速率更快，产生气泡的现象更剧烈；加入CuSO[，4]溶液的试管中，H[，2]O[，2]溶液分解速率较慢，产生气泡较少。

　　[得出结论]Fe[.3+]对H[，2]O[，2]溶液分解的催化效率高于Cu[.2+]，说明催化剂种类是影响化学反应速率的重要因素。

　　然而，该实验步骤的设计未能对实验中的变量进行精确控制，这对培养学生的证据意识产生了不利影响。在此基础上进一步进行控制变量：取4份2mL 5% H[，2]O[，2]溶液，向其中分别加入0.1mol/L的FeCl[，3]溶液、Fe[，2]（SO[，4]）[，3]溶液、CuCl[，2]溶液和CuSO[，4]溶液各1mL，再次进行实验。对比实验结果发现：当盐溶液的金属阳离子相同时，相较于Fe[，2]（SO[，4]）[，3]溶液或CuSO[，4]溶液，H[，2]O[，2]溶液在FeCl[，3]溶液或CuCl[，2]溶液中产生气泡的速率更快；当盐溶液的阴离子相同时，相较于CuSO[，4]溶液或CuCl[，2]溶液，H[，2]O[，2]溶液在Fe[，2]（SO[，4]）[，3]溶液或FeCl[，3]溶液中产生气泡的速率更快，且H[，2]O[，2]溶液在FeCl[，3]溶液中产生气泡的速率最快。由此可见，Cl[.-]对Cu[.2+]、Fe[.3+]催化双氧水分解均起到了促进作用，其理论解释可以参考CrCl[，3]与CrCl[，2]的转化，即CrCl[，3]在还原剂及Cl[.-]存在条件下容易转化成CrCl[，2]，原因是在Cr[.3+]和Cr[.2+]之间存在“氯桥”，加速了这个转化。[3]这种在变价金属之间存在“氯桥”的理论观点，对金属离子催化双氧水分解过程中Cl[.-]的作用是一个很好的佐证。学生对“伪实验”的错误认识会造成他们对证据推理过程的忽视和科学探究的“走过场”，在缺乏严谨设计的实验中得到错误结论，形成错误的认知。

　　（三）误区三：“唯实验”，重复机械的操作