尋找化學實驗教學的棲居地——巧設對比實驗，培養(yǎng)學生化學實驗探究能力

胡巢生

（宿遷市宿豫實驗初級中學 江蘇 宿遷 223800）

對比是科學研究中最常用的基本方法，對比是辨別異同，區(qū)分事物之間相同點和不同點的邏輯方法。 物質普遍存在的個性與共性， 是我們進行對比的客觀基礎，對物質進行對比，可以采用不同形式。 對比實驗可以運用于課堂教學的引入、講授新課、復習鞏固各個環(huán)節(jié)，從實驗裝置、操作過程、使用先進教學技術、優(yōu)化認知過程等方面發(fā)揮對比實驗的功能。 從而收到良好的教學效果。 不僅能使學生更有效地獲取知識，還有助于培養(yǎng)學生的各種能力， 所以在教學中應盡量多的采用對比實驗。

一、改進實驗裝置，增強對比實驗效果

1．燃燒條件的對比實驗裝置

在探究“燃燒的條件”實驗后，補充下列實驗：①當銅片上的白磷燃燒時，用小燒杯罩住則熄滅，拿開則燃燒，更好的說明燃燒必須和氧氣接觸；②把熱水中的白磷用漏斗罩住再通入氧氣， 熱水中的白磷即燃燒起來，火光閃爍，煙霧彌漫并發(fā)出“撲撲”的響聲，出現“水火相溶”的美妙奇觀。 水底也能燃燒！ 讓學生驚嘆不已。 此實驗現象明顯，直觀性強，不僅增強了學生的學習興趣，而且會使學生對物質燃燒的條件有特別深刻的認識。

2．固、液反應制氣的對比實驗裝置

固、液反應不用加熱制取氣體是初中化學重要的實驗之一，一種裝置可能有多種功能，一種任務可以由不同的裝置來完成。 因此，利用實驗裝置進行有效的探究教學為化學實驗教學開辟了新的途徑，也為探究教學找到了新的切入點。 一種裝置的多種功能往往通過歸納綜合而得來，一種任務的多種途徑往往通過分析解剖或裝置改進而得來。

（1）利用一種裝置制取多種氣體

氣體制備實驗中，通過固體與液體不用加熱來制備下表氣體。

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如果放寬條件至可以加熱，其制備氣體的種類和方法將大大增多。

（2）利用相同原理改進不同裝置

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增強實驗內容的探究性是培養(yǎng)學生探究能力的有效途徑，通過以上對制氣實驗裝置的改進探究，有意暴露教學實驗中的矛盾，引導學生發(fā)現問題，讓學生從原理上理解了裝置功能與優(yōu)劣。 課堂教學中，應多做設計性、探究性實驗，探究的內容可以是條件、裝置、步驟、產物、異常現象、失敗原因的探究，也可以是實驗綠色化、趣味化、生活化、現代化。 既可拓展學生的視野，又可培養(yǎng)學生的發(fā)散思維能力。

二、分層對比，強化認識

在新課程魯教版九年級化學第五單元課題2 《中和反應及其應用》教學中，通過對稀HCl 與NaOH 溶液中和反應的開放性探究活動，引領學生進一步發(fā)展科學探究能力， 教學時， 通過設計實驗方案， 探究稀HCl 與NaOH 溶液的反應，啟發(fā)學生的學習興趣。

酸和堿的中和反應是酸堿鹽性質學習中的一個重要反應，在生產生活中應用也很廣，因此設計一些與稀HCl 和NaOH 溶液反應有關的對比實驗， 會增強學生對中和反應本質的理解。 通過前面的學習，學生對對比實驗的設計已經有一定的經驗，因此，本實驗只提供藥品，讓他們思考設計出幾套對比實驗的方案。

思路： 引導學生根據所提供的稀HCl、NaOH 溶液、酚酞試液、石蕊試液、pH 試紙、溫度計設計出對比實驗方案： ①把稀HCl 滴入NaOH 溶液反應， 和先往稀HCl中滴石蕊試液，再往其中滴加NaOH 溶液，二者進行對比。 ②先用pH 試紙分別測試反應前NaOH 溶液和HCl溶液的pH 值，然后把再把稀HCl 滴進NaOH 溶液中，并連續(xù)測定溶液的pH 值，看其如何變化。③把稀HCl 滴進NaOH 溶液，和先往NaOH 溶液中滴入酚酞試液后，再往其中滴加稀HCl， 二者進行對比。 ④先用溫度計測定稀HCl 和NaOH 溶液的溫度，再測定反應后的溫度，二者進行對比。

實際教學情況：學生不僅設計出了和教材上一樣的實驗方案，而且他們知道了只要善于思考，還可以運用學過的知識自行設計出更多的對比實驗來證實這些無現象但又很重要的反應的發(fā)生， 真正實現了 “活學活用”。

三、深度對比，強化概念的形成過程

化學學習中的概念原理性知識一直以來是學生學習的難點，這些知識抽象、概括性強，學生必須在理解的基礎上才能真正掌握，利用化學實驗的直觀性增強概念原理教學的有效性，特別是設計和使用對比實驗呈現概念的形成過程，促進學生深入理解概念是很好的教學策略。

運用對比實驗改進新課程魯教版九年級化學第三單元課題3 催化劑概念的教學過程。 按照教材上的催化劑有關內容進行教學時發(fā)現， 學生會出現一些認識誤區(qū)：（1）由于在過氧化氫和氯酸鉀的分解反應中都使用的是二氧化錳做催化劑，所以學生認為只有二氧化錳是催化劑；（2）催化劑都能很顯著地加快反應速率。 如何幫助學生消除學習誤區(qū)，建立比較全面、科學的催化劑概念呢？于是，進行了以下的實驗設計：

1．對比實驗①：有無催化劑對比實驗

取兩支試管，加入等質量相同溶質質量分數為10%的過氧化氫溶液，向一只試管中加入少量MnO2固體，立即劇烈反應，放出大量氣體，另一只試管中無明顯現象，再設計二個小實驗探究MnO2固體在化學反應前后本身的質量和化學性質是否改變。 讓學生充分感受到催化劑對反應速率的影響，對比有無催化劑的不同。

2．對比實驗②：不同催化劑催化效果對比實驗

在學習了雙氧水制取氧氣中二氧化錳作催化劑起催化作用的知識后，為了讓學生更深入地理解催化劑的特點，取二支試管，加入等量相同溶質質量分數為10%的過氧化氫溶液，其中一支作為空白對照，向另一支試管中加入少量的氧化鐵（鐵銹）粉末，觀察到氧化鐵也能使反應速率加快，但是比較平穩(wěn)，沒有加入MnO2劇烈。這組實驗的設計旨在讓學生感受到催化劑有多種，催化的效果有差別。 在學生整個探究過程中，及時給予學生必要的幫助和指導。 結果，實驗現象明顯，實驗結論明確。

在以上幾組對比實驗的基礎上，引導學生討論催化劑概念的內涵和外延， 達到對催化劑認識的幾點共識：第一： 催化劑能夠改變反應速率， 可能加快或減慢；第二：不同的催化劑對同一反應催化效果不同；第三：同樣的催化劑并不能催化所有反應，催化劑與反應有特定關系。 通過以上二組對比實驗的設計、實施以及相關問題的討論， 學生對于催化劑的認識就比較全面、 科學、準確， 對于學生今后進入高中的學習打下了比較好的基礎。

四、繼時對比，發(fā)展認識

繼時對比是相對于同時對比而言的，指的是比較對象先后呈現，在實驗設計中，使學生在獲取知識的同時，了解變化的過程和本質，實現“結論與過程”的統(tǒng)一，指導學生在做實驗時，不僅注重最后的結果，還要仔細觀察反應變化過程中的現象，激發(fā)學生去探究發(fā)生這些現象的本質。 對一些實驗可以在原實驗的基礎上補充，增加對比實驗，以增強學生對這方面知識的理解和深化。

探究二氧化碳與水的反應時，預先準備了幾朵用紫色石蕊染過的干燥“小花”，通過一組花的實驗（醋酸噴花、清水澆花、氣吞小花、水氣潤花、熱風吹花），讓學生體驗對酸能使紫色石蕊變紅的認識。

上述教學片段中，對教材中的“小花”實驗進行了精心設計，每一個實驗都冠以四字標題，用電吹風替代酒精燈，使之更富人文性、趣味性，達到了創(chuàng)設良好問題情境、激發(fā)學生探究興趣、提高問題探究效率的預設目的。結合醋酸與紫色石蕊試液作用的探究，提出“花的一組實驗中有哪些實驗可以不做？ ”這一問題，引領學生展開反思評價，使實驗探究的環(huán)節(jié)更為完善，實驗探究的層次更為清晰。

以上通過幾個案例介紹了我們在新課程實施過程中運用對比實驗精心設計、優(yōu)化實驗裝置、操作教學和學習過程，能夠增強教學效果，還可以逐步培養(yǎng)學生控制變量的科學研究方法， 滲透學科思想方法的培養(yǎng)，提高學生的科學素養(yǎng)。

［1］ 王繼良．對比實驗在中學化學課堂教學中的應用［J］，化學教學，2006，（6）：8－10

［2］ 倪娟．關于化學學科教育的幾點認識［J］．化學教育，2008，（11）：45

［3］ 劉知新．化學教學論（第2 版）［M］．北京：高等教育出版社，2004：35－40

［4］ 茅樹國，龔維新主編．中學化學實驗大全［M］．濟南：山東科技出版社，1988：192

［5］ 劉成坤．新課程教學改革實驗工作中的問題與對策［J］．中學化學教學參考，2008，（1－2）：19－21

［6］ 吳俊明． 議當前實驗教學的改革和創(chuàng)新 ［J］． 化學教學，2004，（4）：1－4