巧用對(duì)比實(shí)驗(yàn)綻放教學(xué)精彩

孫計(jì)強(qiáng)

俄國(guó)心理學(xué)家謝切諾夫說：“對(duì)比是人類最珍貴的寶藏”。對(duì)比，是一種為了突出事物和現(xiàn)象的本質(zhì)特征，將相近或相關(guān)的事物或現(xiàn)象放在一起對(duì)照觀察，通過辯異求同或同中求異的比較，使事物的性質(zhì)、狀態(tài)特征更加鮮明突出，便于學(xué)生理解和鞏固。而化學(xué)是一門以實(shí)驗(yàn)為基礎(chǔ)的學(xué)科，因此，對(duì)比實(shí)驗(yàn)就成為化學(xué)學(xué)科研究的重要方法之一。那么，在教學(xué)過程中如何借助對(duì)比實(shí)驗(yàn)，為教學(xué)服務(wù)。本文結(jié)合教學(xué)實(shí)踐，談一些粗淺的看法。

一、通過實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象的對(duì)比，強(qiáng)化學(xué)生事實(shí)性知識(shí)的識(shí)記

化學(xué)實(shí)驗(yàn)的核心內(nèi)容是觀察實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象，得出實(shí)驗(yàn)結(jié)論。而中學(xué)化學(xué)學(xué)習(xí)內(nèi)容中有大量的事實(shí)性知識(shí)，因此，可以借助對(duì)比實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象的異同將其比較，達(dá)到很好的教學(xué)效果。

1.直接對(duì)比，強(qiáng)化認(rèn)識(shí)

在教學(xué)中，有些實(shí)驗(yàn)比較簡(jiǎn)單，只要通過簡(jiǎn)單驗(yàn)證即可，此時(shí)可以采用直接對(duì)比。

例如：人教版化學(xué)1（必修）第50頁(yè)圖3-18鑒別碳酸鈉和碳酸氫鈉。為了便于比較其對(duì)熱的穩(wěn)定性還可以設(shè)計(jì)成如圖1所示的“套管實(shí)驗(yàn)”。A管加入NaCO3，B管加入NaHCO3，加熱后，通過對(duì)比試管內(nèi)固體量的變化和試管內(nèi)壁是否有水珠出現(xiàn)以及燒杯中石灰水的變化情況，判斷兩者對(duì)熱的穩(wěn)定性。圖1

通過對(duì)現(xiàn)象的分析，雖然A管被酒精燈直接加熱，但管內(nèi)并無什么變化，而B管出現(xiàn)的現(xiàn)象足以說明，在該條件下，內(nèi)裝的NaHCO3固體已經(jīng)分解，進(jìn)而判斷固體Na2CO3熱穩(wěn)定性強(qiáng)于NaHCO3。

2.分層對(duì)比，深化認(rèn)識(shí)

學(xué)生學(xué)習(xí)化學(xué)概念要經(jīng)歷概念的形成、深化和認(rèn)識(shí)發(fā)展的過程，是有層次有脈絡(luò)的。這就要求教師在進(jìn)行教學(xué)設(shè)計(jì)的時(shí)候關(guān)注概念形成的層次，恰當(dāng)?shù)剡\(yùn)用分層對(duì)比促進(jìn)概念的形成 。

比如：在學(xué)習(xí)膠體這一概念時(shí)，對(duì)于膠體的概念形成過程設(shè)計(jì)為以下幾個(gè)層次：①初步感知膠體；②體會(huì)膠體的性質(zhì)； ③對(duì)比同一物質(zhì)的不同聚集狀態(tài)及其性質(zhì)的差異；④認(rèn)識(shí)物質(zhì)聚集的程度也決定著物質(zhì)的性質(zhì)。根據(jù)以上概念形成層次的設(shè)計(jì)，設(shè)計(jì)幾組對(duì)比實(shí)驗(yàn)以促進(jìn)教學(xué)目標(biāo)的達(dá)成。

圖2實(shí)驗(yàn)如圖2所示。分別向冷水和沸水中滴加飽和氯化鐵溶液，冷水中溶液變?yōu)闇\黃色，沸水中溶液顏色立即加深，呈半透明狀態(tài)，學(xué)生馬上猜測(cè)有化學(xué)反應(yīng)發(fā)生。這時(shí)教師可拿出激光筆進(jìn)行丁達(dá)爾實(shí)驗(yàn)，讓學(xué)生體會(huì)膠體的性質(zhì)，并寫出生成氫氧化鐵膠體的化學(xué)方程式。讓學(xué)生看書了解膠體與其他分散系的本質(zhì)區(qū)別在于粒子的大小。

圖3在此基礎(chǔ)上，教師再演示兩組對(duì)比實(shí)驗(yàn)（如圖3），一組是Fe（OH）3膠體和其沉淀的對(duì)比，另一組是CuSO4溶液和其膠體（用酒精溶解CuSO4可得到膠體）的對(duì)比。通過同一物質(zhì)不同聚集狀態(tài)的丁達(dá)爾現(xiàn)象的對(duì)比，使學(xué)生認(rèn)識(shí)到物質(zhì)的聚集尺度也決定著物質(zhì)的性質(zhì)。

通過上述分層對(duì)比，學(xué)生在觀察對(duì)比的過程中不僅學(xué)習(xí)膠體具有丁達(dá)爾效應(yīng)這個(gè)特性，而且可認(rèn)識(shí)到硫酸銅分散在水中可以溶液狀態(tài)存在，而分散在酒精中形成膠體；還有氫氧化鐵分散在水中既可以膠體狀態(tài)存在，也可以濁液狀態(tài)存在。所以，通過這一系列的實(shí)驗(yàn)之后，學(xué)生便會(huì)很清楚地認(rèn)識(shí)到膠體不是一種特殊的物質(zhì)，相同的物質(zhì)分散在不同的分散介質(zhì)中，便會(huì)得到不同的分散體系。當(dāng)分散體系中的分散質(zhì)顆粒大小符合一定的條件時(shí)便形成了膠體。至此，學(xué)生對(duì)“膠體是物質(zhì)的一種分散狀態(tài)”會(huì)有進(jìn)一步的理解。

通過對(duì)比，會(huì)讓化學(xué)實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象更加清晰，提高實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象的可觀性，具有較好的教學(xué)輔助價(jià)值。

二、通過實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)的對(duì)比，促進(jìn)學(xué)生概念性知識(shí)的內(nèi)化

隨著教育技術(shù)的迅速發(fā)展，越來越多的現(xiàn)代化實(shí)驗(yàn)儀器，走進(jìn)實(shí)驗(yàn)室。運(yùn)用傳感器定量測(cè)量化學(xué)變化的各種數(shù)據(jù)，有利于學(xué)生在定性觀察的基礎(chǔ)上，進(jìn)一步依據(jù)數(shù)據(jù)，對(duì)反應(yīng)進(jìn)行深入思考和研究，進(jìn)而培養(yǎng)學(xué)生思維的深刻性和敏銳性。

例如，在學(xué)習(xí)強(qiáng)弱電解質(zhì)的電離時(shí)，為了便于分析不同濃度的弱電解質(zhì)電離程度，可用傳感器進(jìn)行導(dǎo)電率測(cè)試。精確測(cè)定，在25℃時(shí)，1.00 mol·L-1醋酸和0.100mol·L-1醋酸溶液中c（H+），結(jié)果如表1所示。

因此，借助數(shù)據(jù)的變化進(jìn)行對(duì)比，會(huì)使問題更加直觀，便于分析。

三、通過實(shí)驗(yàn)條件的對(duì)比，深化學(xué)生認(rèn)知的體驗(yàn)

《普通高中化學(xué)課程標(biāo)準(zhǔn)》明確提出：初步認(rèn)識(shí)實(shí)驗(yàn)條件的控制，認(rèn)識(shí)反應(yīng)條件控制在化學(xué)研究中的重要意義和作用，初步掌握控制實(shí)驗(yàn)條件的一些方法。

化學(xué)實(shí)驗(yàn)離不開一定的實(shí)驗(yàn)條件?！皩?shí)驗(yàn)，實(shí)際上是條件控制下的觀察”，“所有的實(shí)驗(yàn)都是在條件控制下完成的”。

例如：蘇教版（選修）有機(jī)化學(xué)基礎(chǔ)第79頁(yè)“活動(dòng)與探究”【實(shí)驗(yàn)2】實(shí)驗(yàn)時(shí)很多學(xué)生并沒有得到預(yù)期的磚紅色沉淀而是一種黑色的沉淀物。于是筆者引導(dǎo)學(xué)生取其中未出現(xiàn)磚紅色沉淀的試管中的溶液，分成兩份，其一繼續(xù)滴加氫氧化鈉，磚紅色立即出現(xiàn)。與另一試管進(jìn)行比較，原來只有懸濁液在呈堿性的條件下，氧化亞銅才能穩(wěn)定存在。通過一個(gè)條件變化的對(duì)比實(shí)驗(yàn)，學(xué)生的印象就會(huì)很深刻了，同時(shí)也展示了化學(xué)實(shí)驗(yàn)的魅力。

又如在課后實(shí)驗(yàn)：檢驗(yàn)“速力菲”中是否含有Fe2+呢？學(xué)生設(shè)計(jì)：配成溶液后向其中滴入1滴～2滴KSCN溶液（不變紅），然后滴入氯水，若看到溶液變成血紅色，則溶液中含有Fe2+。然而實(shí)驗(yàn)并未如愿，其中一小組學(xué)生觀察到的現(xiàn)象是：先變紅后顏色褪去，還有一小組學(xué)生幾乎沒有看到紅色出現(xiàn)。為什么？此時(shí)，可以將學(xué)生的實(shí)驗(yàn)做一下對(duì)比、交流并分析可能的原因：①氯水中有HClO具有漂白性；②氯水有氧化性，將其中的KSCN溶液氧化了；③兩者都有……最后，引導(dǎo)學(xué)生通過查閱資料和對(duì)比實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證，最終認(rèn)為：氯水氧化了KSCN。抓住這一“異?，F(xiàn)象的契機(jī)”，讓學(xué)生對(duì)異?，F(xiàn)象進(jìn)行深入思考會(huì)得到很多重要的發(fā)現(xiàn)。明確實(shí)驗(yàn)過程中的用量對(duì)實(shí)驗(yàn)也起著至關(guān)重要的作用，用量“過多”或“過少”都會(huì)對(duì)實(shí)驗(yàn)造成影響。

通過此類比較條件變化及實(shí)驗(yàn)過程的觀察與分析，不僅可以教會(huì)學(xué)生正確地觀察和認(rèn)識(shí)事物，形成正確的感性認(rèn)識(shí)，更可以培養(yǎng)學(xué)生的條件控制意識(shí)，提高學(xué)生分析觀察解決問題的能力，對(duì)知識(shí)不僅知其然更知其所以然。而且也會(huì)讓學(xué)生深刻認(rèn)識(shí)到，任何的實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象或結(jié)論都是在一定條件下得到的，條件變化，結(jié)果也會(huì)變化。

總之，對(duì)比實(shí)驗(yàn)這一教學(xué)行為，不僅能使學(xué)生更有效地獲取知識(shí)，還有助于培養(yǎng)學(xué)生的觀察、分析、解決問題的能力。所以，在教學(xué)中應(yīng)盡量多地采用對(duì)比實(shí)驗(yàn)，最大限度發(fā)揮對(duì)比實(shí)驗(yàn)的教學(xué)輔助功能。