巧用比較，提升初中化學(xué)實驗教學(xué)實效

陸玉涵

摘要：文章闡述了在初中化學(xué)實驗教學(xué)中，運用比較的方法提高教學(xué)效率的一些實踐及反思，主要從實驗裝置的綜合比較、實驗現(xiàn)象有效比較、實驗操作正誤比較、實驗結(jié)論新舊比較進(jìn)行論述，從而幫助學(xué)生形成科學(xué)的思考方法，提高化學(xué)學(xué)習(xí)效率。

關(guān)鍵詞：比較；實驗裝置；實驗現(xiàn)象；實驗操作；實驗結(jié)論

文章編號：1008-0546（2017）02-0079-03 中圖分類號：G633.8 文獻(xiàn)標(biāo)識碼：B

doi：10.3969/j.issn.1008-0546.2017.02.026

黑格爾說過：“假如一個人能看見當(dāng)前顯而易見的差別，我們不會說這人有了不起的聰明。同樣，一個人能比較相近似的東西而知其相似，我們也不能說他有很高的比較能力。我們所要求的，是要能看出異中之同和同中之異。”比較是根據(jù)一定的標(biāo)準(zhǔn)，把彼此有某種聯(lián)系的事物或現(xiàn)象加以對照，從而確定其相同與相異關(guān)系的思維過程和方法。實驗，又是化學(xué)學(xué)科的靈魂和核心所在。因此在實驗教學(xué)中合理地運用比較的方法，可以讓學(xué)生發(fā)現(xiàn)事物之間的規(guī)律，找出事物之間的聯(lián)系和區(qū)別，從而達(dá)到舉一反三、觸類旁通的效果，有助于形成科學(xué)的思考方法，提高化學(xué)學(xué)習(xí)效率。

一、比較法在化學(xué)實驗教學(xué)中的運用

1. 實驗裝置綜合比較 建立科學(xué)系統(tǒng)的認(rèn)知體系

化學(xué)實驗是學(xué)生獲取知識，形成科學(xué)認(rèn)知的重要途徑。而承載實驗的一些實驗裝置復(fù)雜多樣。面對多種多樣，孤立抽象的實驗裝置，學(xué)生的認(rèn)知容易片斷化，難以建立系統(tǒng)的認(rèn)知體系?？吹綇?fù)雜的實驗裝置往往沒有多大學(xué)習(xí)熱情和興趣，甚至產(chǎn)生畏難情緒。而通過將實驗裝置綜合的比較，尋找裝置和裝置之間的聯(lián)系區(qū)別，則有助于讓獨立的各裝置串連成線，建立起科學(xué)系統(tǒng)的認(rèn)知體系。

在復(fù)習(xí)固體和液體藥品反應(yīng)的發(fā)生裝置的復(fù)習(xí)過程中，其中就涉及許多初中階段最為重要的實驗裝置。將書本基本裝置的遞進(jìn)式比較過渡到拓展裝置的平行式的比較，則能讓學(xué)生對實驗裝置的認(rèn)識更為系統(tǒng)清晰。

（1）書本裝置的遞進(jìn)式比較（比較裝置的特點和不足）

主要從三套裝置的特點和不足進(jìn)行比較，裝置A簡易但不能隨時添加液體，裝置B可以隨時添加液體藥品但不能控制反應(yīng)速率，裝置C可以隨時添加液體，可以控制滴加液體藥品的量來控制反應(yīng)速率。但這些裝置都無法實現(xiàn)控制反應(yīng)開始和停止的功能。此時順勢引入可以控制反應(yīng)開始和停止的裝置---啟普發(fā)生器。通過實驗讓學(xué)生了解其工作原理。而對啟普發(fā)生器進(jìn)行變形，又能組裝出另外一套與其原理一樣的發(fā)生裝置，比較這兩套裝置的各部分儀器（裝置D中的球形漏斗、容器中間、旋塞相當(dāng)于裝置E中的長頸漏斗、試管、彈簧夾），學(xué)生理解啟普發(fā)生器的工作原理，自然就能明白裝置E這套裝置的工作原理。即裝置E的長頸漏斗中加入液體藥品、固體藥品置于有孔塑料板上，當(dāng)加入的液體與固體藥品接觸時，反應(yīng)發(fā)生。當(dāng)關(guān)閉彈簧夾時，反應(yīng)停止。反應(yīng)原理和啟普發(fā)生器一致。學(xué)生通過比較這兩套裝置的各部分儀器，提高了學(xué)習(xí)效率。最后再將五套裝置以功能升級的方式進(jìn)行比較，即從簡易裝置（裝置A）升級到可隨時添加液體藥品的裝置（裝置B），再升級到可以控制反應(yīng)速率的裝置（裝置C），最后升級到可以控制反應(yīng)的發(fā)生和停止的裝置（裝置D和裝置F），這種層層遞進(jìn)式比較的方式，把原本看似孤立的裝置聯(lián)系起來，這些裝置如同一個集合一樣，有一定的邏輯聯(lián)系和關(guān)聯(lián)，便于學(xué)生理解和掌握。

（2）拓展裝置的平行比較（比較裝置的組成儀器）

有了這兩套可以控制反應(yīng)發(fā)生和停止的裝置（裝置D和裝置F）做基礎(chǔ)，為了讓學(xué)生的思維進(jìn)一步發(fā)散，引導(dǎo)學(xué)生利用實驗室或生活中的物品進(jìn)行創(chuàng)新實驗的設(shè)計，通過比較這些儀器，其實不難發(fā)現(xiàn)，要讓反應(yīng)開始，只要讓固體和液體藥品接觸。讓反應(yīng)停止，即讓固體和液體藥品分離。提供給學(xué)生一定的實驗器材，設(shè)計并動手實踐以下五組創(chuàng)新裝置，讓學(xué)生感受這些裝置是如何實現(xiàn)控制反應(yīng)的開始和結(jié)束。

工作原理：第一組裝置通過向U形管中左側(cè)加入液體，固體置于有孔塑料板上，將固體和液體充分接觸，反應(yīng)發(fā)生，關(guān)閉彈簧夾，固體和液體藥品分離，反應(yīng)停止。這一組裝置的工作原理類似于裝置D和裝置E，有了前面的鋪墊，組裝出這一套裝置也就水到渠成。第二組裝置從干燥管一側(cè)加入液體藥品，另一側(cè)加固體藥品，通過手動調(diào)節(jié)兩管高度實現(xiàn)固體液體藥品的接觸和分離，從而實現(xiàn)反應(yīng)的發(fā)生和停止。第三組裝置，可抽拉的銅絲下方的網(wǎng)兜中加入固體藥品，瓶中加入液體藥品，通過抽拉銅絲實現(xiàn)固體和液體藥品的接觸和分離，從而實現(xiàn)反應(yīng)的發(fā)生和停止。第四組裝置，在干燥管中加入固體藥品，燒杯中加入液體藥品，將干燥管浸入液體藥品中，使液體和固體藥品充分接觸，反應(yīng)發(fā)生，關(guān)閉彈簧夾或是直接拿出干燥管讓固體和液體藥品分離，反應(yīng)停止。第五組裝置是利用生活中的廢舊塑料瓶組裝，在底部有孔的塑料瓶中加入固體藥品，在廢棄塑料瓶底加入液體藥品。讓塑料瓶浸入液體藥品中，固體和液體接觸，反應(yīng)開始，再講塑料瓶拿出液面，固體液體分離，反應(yīng)停止。

教學(xué)時，通過靈活運用這種綜合的比較方法，讓個別孤立的知識形成整體網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)，讓知識化零為整，從而讓學(xué)生達(dá)到融會貫通，建立起系統(tǒng)化的認(rèn)知體系。

2. 實驗現(xiàn)象有效比較 避免知識混淆不清

探究物質(zhì)的性質(zhì)實驗中，有時不同的性質(zhì)卻出現(xiàn)相似的實驗現(xiàn)象，這讓學(xué)生抓不住事物的本質(zhì)特征。此時若能抓住事物特征設(shè)計出不同現(xiàn)象的實驗進(jìn)行比較，讓學(xué)生通過顯著差異的現(xiàn)象去辨別不同的性質(zhì)，則可以有效避免錯誤認(rèn)知的形成。

在蛋白質(zhì)特性教學(xué)中，向雞蛋清中分別加入飽和硫酸銨及醋酸鉛溶液后均出現(xiàn)白色不溶物。由于前者是由于蛋白質(zhì)的溶解度降低而析出，發(fā)生的是物理變化，后者由于醋酸鉛使蛋白質(zhì)化學(xué)性質(zhì)發(fā)生了改變，發(fā)生的是化學(xué)變化。這兩個性質(zhì)實驗，雖然現(xiàn)象相似，但其所體現(xiàn)的性質(zhì)卻大不相同。為了讓學(xué)生能夠區(qū)分這兩者的不同，補充這樣一個對比實驗進(jìn)行比較：向之前產(chǎn)生的白色不溶物中分別加入等量水，振蕩后發(fā)現(xiàn)前者白色不溶物逐漸減少，而后者白色不溶物無明顯變化。通過這兩個截然不同的實驗現(xiàn)象分析，前者白色不溶物減少是因為析出的蛋白質(zhì)重新溶解，后者因為蛋白質(zhì)性質(zhì)發(fā)生了改變，所以無法再溶解到水中。通過設(shè)計這樣的實驗進(jìn)行現(xiàn)象的比較，則可以幫助學(xué)生準(zhǔn)確地掌握性質(zhì)的內(nèi)涵，避免混淆，避免張冠李戴。

除此之外，對于一個概念的理解，有時只有文字的描述，學(xué)生理解起來不夠全面。通過設(shè)計對比實驗進(jìn)行比較，可以幫助學(xué)生理解概念。飽和溶液的理解看似不難，但有時學(xué)生理解時的囫圇吞棗導(dǎo)致概念理解片面。飽和溶液是指一定溫度下，一定量的溶劑里，不能再溶解某種溶質(zhì)的溶液，稱為這種物質(zhì)的飽和溶液。部分學(xué)生認(rèn)為飽和溶液就是不能溶解任何物質(zhì)的溶液，也就是說未理清以下這一點：在一定條件下，某物質(zhì)的飽和溶液不能溶解該物質(zhì)，但還可溶解其他物質(zhì)。為了讓學(xué)生理解區(qū)分概念，可設(shè)計以下的對比實驗：將兩支試管中，分別加入適量硝酸鉀飽和溶液，分別向兩支試管中再加入少量硝酸鉀和少量高錳酸鉀，振蕩。觀察現(xiàn)象，加入硝酸鉀的那支試管中硝酸鉀未繼續(xù)溶解，而加入高錳酸鉀的那支試管中的溶液立刻呈現(xiàn)紫紅色，高錳酸鉀顆粒消失。很顯然，通過比較溶液顏色的區(qū)別及加入固體顆粒是否減少的現(xiàn)象，對概念的理解顯得直觀易懂。

3. 實驗操作正誤比較 養(yǎng)成嚴(yán)謹(jǐn)?shù)目茖W(xué)態(tài)度

化學(xué)實驗操作時，要求學(xué)生嚴(yán)謹(jǐn)規(guī)范。不同的實驗操作可能會導(dǎo)致不同的實驗結(jié)果。而一些錯誤的實驗操作有可能會引起一些后果。對于一些操作，學(xué)生不能引起足夠的重視，對該操作的認(rèn)知不到位。而通過比較正誤操作，能夠幫助學(xué)生養(yǎng)成嚴(yán)謹(jǐn)?shù)目茖W(xué)態(tài)度。

稀釋濃硫酸的實驗中，通過比較正確操作：將濃硫酸沿著玻璃棒注入水中，并且用玻璃棒不斷攪拌，以便散熱。另外一組錯誤操作：將水注入濃硫酸中，并在燒杯內(nèi)壁貼上白紙，由于濃硫酸溶于水放出大量的熱使密度較小的水帶著一部分酸液濺出，把紙片腐蝕。讓學(xué)生感受錯誤操作可能導(dǎo)致的后果，讓學(xué)生引起足夠的重視和警誡，從而養(yǎng)成嚴(yán)謹(jǐn)?shù)目茖W(xué)態(tài)度。

4. 實驗結(jié)論新舊比較，培養(yǎng)知識遷移能力

化學(xué)課程標(biāo)準(zhǔn)中提出初步運用比較、分類、歸納和概括等方法對獲取的信息進(jìn)行加工。一些實驗結(jié)論的得出，其實可以充分調(diào)動已有的知識概念，讓學(xué)生由此及彼地認(rèn)識未知的新知識，形成正確的結(jié)論。

在酸雨的實驗教學(xué)過程中，通過實驗最后獲得一系列結(jié)論，這些結(jié)論以化學(xué)方程式形式呈現(xiàn)：SO2+H2OH2SO3；2SO2+O22SO3；SO3+H2OH2SO4。對于第一個化學(xué)方程式，通過比較二氧化碳和水反應(yīng)的化學(xué)方程式（CO2+H2OH2CO3），CO2 和SO2在書寫上，僅僅是C和S的區(qū)別，因此，只需要將原來化學(xué)方程中CO2+H2OH2CO3的C換成S， 就能夠?qū)懗稣_的化學(xué)方程式，即SO2+H2OH2SO3。 對于后面兩個方程式，引導(dǎo)學(xué)生，如何將SO2轉(zhuǎn)化成SO3，其實只要增加氧元素，很容易猜想到氧氣作為另一反應(yīng)物即可，而SO3轉(zhuǎn)化為H2SO4，從分子結(jié)構(gòu)上看，這兩者書寫上就差一個水分子，很容易猜想到水作為另一反應(yīng)物。通過以往學(xué)習(xí)的二氧化碳相關(guān)實驗結(jié)論遷移到二氧化硫轉(zhuǎn)化為硫酸的實驗結(jié)論。通過比較已學(xué)過的同類事物，與新學(xué)知識進(jìn)行比較，引導(dǎo)學(xué)生發(fā)現(xiàn)事物的個性或共性，有利于學(xué)生遷移能力的形成。

二、實驗教學(xué)中運用比較法的實踐反思

1. 重視方法的有效性

比較法一般使用最多的有：類比，即把同一事物進(jìn)行比較；列比：即把相對獨立的互為并列的事物進(jìn)行比較；寡眾比：即把同類中的某事物與眾多事物進(jìn)行比較；綜合比：即把一系列的各個事物的諸方面進(jìn)行比較。實驗教學(xué)中，雖然經(jīng)常會使用到比較的教學(xué)方法，將實驗教學(xué)中的諸多片斷進(jìn)行整理歸類，而不同的教學(xué)內(nèi)容要依據(jù)需要選擇適宜的比較方法。同時要根據(jù)實際情況運用比較法，不能為了表現(xiàn)教學(xué)的表面的浮華而隨意運用比較法，要確保使用的比較方法的有效性。

2. 重視科學(xué)思想的滲透

化學(xué)教育的目的是為了增進(jìn)學(xué)生對相關(guān)知識的理解，養(yǎng)成良好的思維習(xí)慣。良好的思維品質(zhì)包括思維的廣闊性、思維的批判性、思維的深刻性、思維的靈活性及思維的創(chuàng)新性等多方面。可見，啟迪學(xué)生的科學(xué)思維至關(guān)重要。而在教學(xué)中，雖然進(jìn)行了比較式的教學(xué)方式，但往往側(cè)重教師層面的教學(xué)，而忽略了向?qū)W生滲透科學(xué)思想。也就是說，在實驗教學(xué)中運用比較的方法，不僅僅是讓學(xué)生學(xué)會該種知識，更重要的是，讓學(xué)生去感受并學(xué)習(xí)比較法的科學(xué)思想。因此，在教學(xué)過程中，如果能在傳授知識的同時，滲透科學(xué)的思想方法，則對學(xué)生的教育會有更深遠(yuǎn)而有意義的正面影響。

在實驗教學(xué)中，通過比較知識本身及相互之間的異同點，能夠有效幫助我們解決易混淆、難理解的知識，在同中求異、異中求同的過程中，進(jìn)行知識的遷移，學(xué)習(xí)科學(xué)的比較方法，形成良好的思維習(xí)慣，這對學(xué)生來說，是一筆寶貴的知識寶藏，將會受益終生。

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