“比較”促“成效”

吳偉豐

摘要：高中化學(xué)概念龐雜、規(guī)律繁多，學(xué)好化學(xué)的基礎(chǔ)是弄清概念，熟悉規(guī)律。這就需要在教學(xué)過程中加強(qiáng)比較思維能力的培養(yǎng)，把相似、相同、相近、相反、抽象而又容易混淆的概念、理論、結(jié)構(gòu)、性質(zhì)、用途、原理、裝置、操作、條件、現(xiàn)象、習(xí)題及解法等進(jìn)行比較。通過比較掌握知識內(nèi)涵，發(fā)展比較思維能力，促進(jìn)學(xué)習(xí)成效的提高。

關(guān)鍵詞：概念；規(guī)律；化學(xué)比較思維

文章編號：1008-0546（2017）07-0028-04 中圖分類號：G633.8 文獻(xiàn)標(biāo)識碼：B

doi：10.3969/j.issn.1008-0546.2017.07.007

高中化學(xué)知識點(diǎn)多，容易混淆，學(xué)生普遍感到難學(xué)。教師應(yīng)從學(xué)生的認(rèn)知規(guī)律出發(fā)，通過幫助學(xué)生尋找事物的異同點(diǎn)，使學(xué)生充分掌握知識內(nèi)涵并不斷提升比較思維的能力，以提升學(xué)習(xí)成效。

一、培養(yǎng)化學(xué)比較思維的意義與前提

化學(xué)比較思維是指在學(xué)習(xí)和研究化學(xué)時，尋找化學(xué)知識之間異同點(diǎn)的一種思維方式，它往往融合發(fā)散思維、創(chuàng)新思維等思維方式[1]?；瘜W(xué)比較思維能力是在學(xué)習(xí)化學(xué)的過程中得到提高的，而這個過程別人無法替代。因此，教師要從學(xué)生的實(shí)際出發(fā)，根據(jù)學(xué)生的認(rèn)知規(guī)律，設(shè)計一個又一個有梯度的化學(xué)問題，引導(dǎo)學(xué)生運(yùn)用多種方式進(jìn)行比較探究，以提高學(xué)生的比較思維能力。這就要求教師，一要“把握”課程標(biāo)準(zhǔn)。課程標(biāo)準(zhǔn)是凌駕于教材之上的準(zhǔn)則，是編寫教材的依據(jù)，也是高考的依據(jù)。所以教師不要受某一版本教材的束搏，在深刻領(lǐng)會課程標(biāo)準(zhǔn)的情況下，凌駕于教材之上，機(jī)動靈活地去組織教學(xué)。這就要求教師除了“吃透”課程標(biāo)準(zhǔn)和各種版本教材外，還要廣泛參考其它有關(guān)資料，經(jīng)過反復(fù)思考，精心確定教學(xué)的重難點(diǎn)、切入點(diǎn)、探究點(diǎn)、比較點(diǎn)，這樣在教學(xué)設(shè)計和組織教學(xué)時才能夠做到運(yùn)用自如、游刃有余。二要“吃透”學(xué)生。知己知彼，方能百戰(zhàn)不殆，教師應(yīng)該充分了解教學(xué)的對象，了解學(xué)生已有的知識情況，了解各個層次之間同學(xué)的差異，甚至要了解學(xué)生的性格、興趣、愛好、志向，還要有良好的師生關(guān)系，建立默契互動的教學(xué)。

二、培養(yǎng)化學(xué)比較思維的方法與途徑

利用化學(xué)知識作為載體，精心設(shè)計需要比較的問題，引導(dǎo)學(xué)生多角度、多層次進(jìn)行比較。如通過對相似、相同、相近、相反、抽象而又容易混淆的概念、理論、結(jié)構(gòu)、性質(zhì)、用途、原理、裝置、操作、條件、現(xiàn)象、習(xí)題及解法等進(jìn)行比較，幫助學(xué)生形成比較思維的習(xí)慣性意識。

1. 對相似化學(xué)知識的橫向比較

對相似化學(xué)知識的橫向比較就是指對于化學(xué)知識體系中處于并列狀態(tài)的、相近的概念進(jìn)行比較，以弄清概念間的聯(lián)系和區(qū)別。如電離和電解，這兩個概念很相近，都有“電”字且“離”和“解”字的含義又有相近的一面，所以總是有學(xué)生分不清這兩個概念，尤其是認(rèn)為電離、電解都需要通電。教師應(yīng)通過列表比較法來幫助學(xué)生徹底搞清這兩個概念。

2. 對相同化學(xué)知識的縱向比較

對相同化學(xué)知識的縱向比較是指在化學(xué)知識體系中對同一概念以舊推新、逐步深入、認(rèn)同求異、階梯進(jìn)步、螺旋上升。如在教學(xué)氧化還原反應(yīng)這一節(jié)時，首先復(fù)習(xí)初中的氧化還原反應(yīng)概念（得氧失氧角度），然后引入判斷氧化還原反應(yīng)原則（化合價升降角度），最后上升到認(rèn)識氧化還原反應(yīng)的本質(zhì) （電子轉(zhuǎn)移角度）[2]。這種對氧化還原反應(yīng)概念的縱向以舊比新的教學(xué)，培養(yǎng)了學(xué)生比較思維的能力，同時也符合學(xué)生的認(rèn)知規(guī)律。

3. 對相近化學(xué)知識的求同比較

對相近化學(xué)概念的求同比較就是在相近化學(xué)概念之間找出相同點(diǎn)。如比較阿伏加德羅定律、氣體摩爾體積、22.4 L·mol-1這三個概念，可以找出它們的相同之處，氣體摩爾體積在某種狀況下是22.4 L·mol-1，這實(shí)際上是阿伏加德羅定律的一種特殊情況，它們之間是特殊與一般的關(guān)系，這三個概念不是彼此分割的、獨(dú)立的，而是有密切聯(lián)系的。學(xué)習(xí)時就要進(jìn)行充分聯(lián)系和比較，徹底理解這三個概念后，就不需要去死記定義，這樣既可以減輕學(xué)習(xí)負(fù)擔(dān)，又可以使知識掌握得牢固。

4. 對相反化學(xué)概念的正反比較

對相反化學(xué)概念的正反比較就是把兩個互相對立的概念放在一起進(jìn)行比較，有不少概念只要記住一方，另一方也就掌握了。化學(xué)上有很多對立的概念可以進(jìn)行正反比較，如氧化劑和還原劑、氧化性與還原性、被氧化和被還原、氧化反應(yīng)和還原反應(yīng)、結(jié)晶與溶解、化合與分解、正反應(yīng)和逆反應(yīng)、吸熱反應(yīng)和放熱反應(yīng)、中和與水解等[3]。通過把矛盾對立的兩個方面進(jìn)行正反比較，就能“一箭雙雕”、“成雙成對”地掌握概念。

5. 對于抽象化學(xué)概念的形象比較

對于抽象化學(xué)概念的形象比較就是指將化學(xué)抽象概念與一個類同、近似、形象事物的外部構(gòu)造、形狀或某種狀態(tài)進(jìn)行比較。如在學(xué)習(xí)“電子云”概念時，由于電子在原子核外的運(yùn)動狀態(tài)看不見、摸不著，所以比較抽象[4]。但通過“拍照疊加”的方式，可以使學(xué)生有個初步的理解。然后再把電子圍繞原子核的運(yùn)動比作蜜蜂圍繞花朵的運(yùn)動，讓學(xué)生進(jìn)一步明白電子的運(yùn)動跟蜜蜂一樣是沒有固定軌跡的，即無法預(yù)測下一秒它在哪里。一只蜜蜂圍繞花朵飛來飛去，雖然沒有固定線路，但會在一定范圍內(nèi)經(jīng)常出現(xiàn)，花朵好像被籠罩在一團(tuán)“蜜蜂群”之中，“蜜蜂群”也就是“電子云”，由此可見，“電子云”中的每個點(diǎn)并不代表電子。通過這樣形象的比較，學(xué)生對“電子云”的概念就會十分清晰，十分有益于培養(yǎng)和發(fā)展學(xué)生的比較思維能力。

6. 對于新舊知識的新舊比較

對于新舊知識的新舊比較是指在化學(xué)教學(xué)過程中，將舊知識與新知識進(jìn)行比較，使學(xué)生新舊知識有機(jī)地結(jié)合，做到以舊帶新，以新促舊。如在教金屬鈉的性質(zhì)時，利用學(xué)生在初中學(xué)過的金屬置換規(guī)律，可以設(shè)置這樣一個問題：金屬鈉投入硫酸銅溶液中，能置換出銅嗎？大部分學(xué)生一定會回答“能”。此時，教師可以說“實(shí)驗是最高法庭，讓我們用實(shí)驗事實(shí)回答這一問題”。接下來，各學(xué)習(xí)小組進(jìn)行實(shí)驗探究，實(shí)驗結(jié)果讓學(xué)生大跌眼鏡，否定了原先的答案。通過這樣新舊知識的比較，激發(fā)了興趣，活躍了思維，使學(xué)生對知識的理解更加深刻、掌握更加牢固。

7. 對于物質(zhì)結(jié)構(gòu)、性質(zhì)、用途的歸類比較

對于物質(zhì)結(jié)構(gòu)、性質(zhì)、用途的歸類比較，可以使知識更加系統(tǒng)化，便于記憶，同時又可培養(yǎng)學(xué)生的比較思維能力。如物質(zhì)溶解性的比較，根據(jù)相似相溶原理，我們只要比較溶質(zhì)、溶劑分子的極性就可以判斷其溶解性。又如物質(zhì)熔點(diǎn)的一般規(guī)律是原子晶體高于離子晶體，離子晶體高于分子晶體，所以只要分析晶體的類型就可知道熔點(diǎn)的高低。對于同種晶體而言，也有它的比較規(guī)律，如對于原子晶體，鍵長越短，熔沸點(diǎn)越高；對于組成和結(jié)構(gòu)相似的分子晶體，相對分子質(zhì)量越大，熔沸點(diǎn)越高；對于離子晶體，離子半徑越小，電荷越多，熔沸點(diǎn)就越高?？傊?，采用比較法學(xué)習(xí)物質(zhì)的結(jié)構(gòu)、性質(zhì)、用途，既可提升比較思維的能力，又可以全面而又牢固地掌握知識體系。

8. 對于化學(xué)實(shí)驗現(xiàn)象的觀察比較

化學(xué)是一門實(shí)驗科學(xué)，化學(xué)實(shí)驗?zāi)芰Φ囊粋€重要方面是善于觀察比較實(shí)驗現(xiàn)象，能從實(shí)驗現(xiàn)象的細(xì)微變化中，發(fā)現(xiàn)和驗證化學(xué)原理、獲得化學(xué)知識。如在教學(xué)氯水性質(zhì)時，進(jìn)行這樣一個實(shí)驗：將新制的氯水滴入紫色石蕊試液中，紫色石蕊試液先變紅后褪色。引導(dǎo)學(xué)生分析其原因，然后請同學(xué)猜想：在紫色石蕊試紙上滴濃硝酸后有什么現(xiàn)象并回答理由。這樣做的結(jié)果加深了學(xué)生對氯水、濃硝酸的化學(xué)性質(zhì)多重性的理解。緊接著給學(xué)生展示一道題：在紫色石蕊試液中加入Na2O2固體，請問發(fā)生的現(xiàn)象及原因。學(xué)生能很快回答出現(xiàn)象并能較好地解釋其原因。最后我們又通過實(shí)驗驗證學(xué)生的回答。從這里可以看出對實(shí)驗現(xiàn)象進(jìn)行比較能促進(jìn)知識深化、視野開闊、思維活躍。

9. 對于化學(xué)實(shí)驗儀器、裝置、操作的比較

通常一個實(shí)驗有一種固定的實(shí)驗裝置，但也會出現(xiàn)一個實(shí)驗裝置可以用于完成不同的實(shí)驗，同一個實(shí)驗可以用不同的實(shí)驗裝置來完成。這就要求學(xué)生養(yǎng)成比較實(shí)驗裝置的習(xí)慣，了解各種實(shí)驗裝置的功能特性，真正做到靈活運(yùn)用（如下圖1）。

圖1中的三個裝置都可以用來制備乙酸乙酯，請同學(xué)比較這三個裝置進(jìn)行酯化反應(yīng)的效果。甲同學(xué)認(rèn)為B裝置進(jìn)行酯化反應(yīng)效果比A要好，原因是圖B便于冷凝回流，可以減少反應(yīng)物的損失。乙同學(xué)認(rèn)為C裝置進(jìn)行酯化反應(yīng)效果更好，因為圖C多了一個分水器，能把水及時分離出去，使平衡不斷右移，能夠提高乙酸乙酯的產(chǎn)率。通過這樣的比較，大大加深了學(xué)生對于實(shí)驗原理的理解。這是對于同一實(shí)驗不同裝置的比較，也可以根據(jù)學(xué)生的情況，給出合適的實(shí)驗，由學(xué)生自己設(shè)計不同的裝置，如根據(jù)啟普發(fā)生器的原理，請學(xué)生自己設(shè)計出幾種不同的簡易的啟普發(fā)生器。又如：學(xué)習(xí)檢驗試管中是否收集滿氨氣時，可以啟發(fā)學(xué)生根據(jù)氨氣的性質(zhì)用多種方法驗滿，學(xué)生可以思考出：方法一，用濕潤的紅色石蕊試紙；方法二，用蘸有濃硝酸或濃鹽酸玻璃棒；方法三，用紙條蘸酚酞溶液。不同的化學(xué)儀器有不同的功能，但對于初學(xué)者，在使用時還是容易混淆。教師應(yīng)經(jīng)常將易混淆的儀器拿出來讓學(xué)生比較，這樣才能使學(xué)生了解各種儀器的功能，具備最基本的實(shí)驗基礎(chǔ)，并提高他們的分析比較能力。

10. 對化學(xué)反應(yīng)條件進(jìn)行比較

在化學(xué)教學(xué)中，應(yīng)培養(yǎng)學(xué)生注重比較實(shí)驗條件的習(xí)慣，在研究某一條件對實(shí)驗結(jié)果的影響時，必須保證其它條件不變[5]。如研究過氧化氫在不同條件下的分解情況，可以設(shè)計如下表2的實(shí)驗及問題。

（1）比較試管1和試管5，你得出的結(jié)論是 。比較試管5與試管3、4，你得出的結(jié)論 。

（2）與1號試管相比，2、3、4、5號試管的反應(yīng)速率都增加了，其中2號和3號試管反應(yīng)速率增加的原理

（填相同或不相同）。

（3）3號和4號試管產(chǎn)生氣泡的速率也有不同，說明 。

（4）5號試管比4號試管產(chǎn)生的氣泡多，說明酶降低活化能的效果比無機(jī)催化劑 。

（5）某同學(xué)的實(shí)驗結(jié)果是試管4產(chǎn)生的氣體反而比試管5多且快，造成這一反常的原因可能是什么？（列舉2個）

通過比較實(shí)驗條件可以培養(yǎng)實(shí)驗設(shè)計的邏輯性，提升學(xué)生思維的深刻性。

11. 對化學(xué)實(shí)驗正誤操作進(jìn)行比較

在化學(xué)實(shí)驗中，一個錯誤的操作往往導(dǎo)致看不到相應(yīng)的實(shí)驗現(xiàn)象，也就得不出相應(yīng)的正確結(jié)論，所以一定要規(guī)范操作。但在實(shí)際操作中，學(xué)生經(jīng)常出現(xiàn)錯誤操作，導(dǎo)致實(shí)驗結(jié)果錯誤。教師若把錯誤操作引起的不正確結(jié)果與正確操作所得的結(jié)果相比較，可以起到意想不到的教學(xué)效果。如：用CO還原CuO的正確操作是開始時“先通氣，后點(diǎn)燈”，結(jié)束時“先滅燈，后停氣”。如果在實(shí)驗結(jié)束時，某小組出現(xiàn)”先停氣，后滅燈”，則會出現(xiàn)固體由紅色重新變?yōu)楹谏默F(xiàn)象。教師要抓住這樣的教學(xué)生成，引導(dǎo)學(xué)生思考比較正誤操作引起不同現(xiàn)象的原因，可以起到意想不到的教學(xué)效果，并使比較思維能力得到質(zhì)的飛躍。

12. 對化學(xué)習(xí)題及其解法進(jìn)行比較

通過“一題多變”與“一題多解”，能夠幫助學(xué)生鞏固有關(guān)基本概念，歸納整理知識規(guī)律，掌握不同題型的解題方法與技巧，培養(yǎng)學(xué)生獨(dú)立思考、靈活多變的解題能力。一題多變的方法有多種，其中比較法是常用的一種，“比較法”變題是在原題的基礎(chǔ)上引伸、遷移、類比出新的條件和問題的一種變題方法。如對于這樣一道原題：在恒溫、恒容密閉容器中和恒溫、恒壓密閉容器中，分別充入2 mol A和2 mol B，發(fā)生如下反應(yīng)：2A（g）+B（g）■2C（g），達(dá)平衡后A的物質(zhì)的量分別為a和b。其他條件不變時（ A ）

A. a>b B.a

變式1：將反應(yīng)“2A（g）+B（g）■2C（g）”改為

“A（g）+B（g）■2C（g）”

變式2：將反應(yīng)“2A（g）+B（g）■2C（g）”改為

“2A（g）+B（g）■3C（g）”

變式3：將反應(yīng)“2A（g）+B （g）■2C（g）”改為“2A（g）+B（g）■4C（g）”

變式4：將反應(yīng)“2A（g）+B g）■2C（g）”改為

“2A（g）+B（g）■3C（g）+D（g）”

變式5：將反應(yīng)“2A（g）+B（g）■2C（g）”改為

“xA（g）+yB（g）■zC（g）”

此題通過變式，可以幫助學(xué)生學(xué)會把具體問題抽象化，加深學(xué)生對于問題的理解。

一題多解不僅可以培養(yǎng)學(xué)生多層次、多角度地考慮問題，還能克服思維定勢，培養(yǎng)學(xué)生的比較思維能力。例如：若已知在P4O6分子中，每個原子都符合8電子穩(wěn)定結(jié)構(gòu)，則在1個P4O6分子中，有多少個共價鍵？學(xué)生答案的準(zhǔn)確率并不高。面對這樣的學(xué)情，教師首先幫助學(xué)生復(fù)習(xí)有關(guān)概念，提出了解決這個問題的基本思路和原則，然后組織學(xué)生先進(jìn)行獨(dú)立思考，再進(jìn)行小組討論，結(jié)果產(chǎn)生了令人欣慰的效果，同學(xué)們得出了多種很好的解法。

解法一：每個原子獨(dú)立滿足8電子結(jié)構(gòu)所需電子總數(shù)：8×（4+6）=80；再算實(shí)際擁有的價電子總數(shù)：（4×5）+（6×6）=56；兩者之差為24，說明電子少了24個，即要有24個電子在原子之間共用，用24除以2得共價鍵數(shù)12，所以有12個共價鍵。

解法二：因為要滿足8電子結(jié)構(gòu)，P原子還缺3個電子，O原子還缺2個電子，1個P4O6分子中所缺電子總數(shù)：（4×3）+（6×2）=24，再除以2就等于12，即含有12個共價鍵。

解法三：要達(dá)到8電子穩(wěn)定結(jié)構(gòu)，每個O原子必須形成2個共價鍵，6個O原子共形成12個共價鍵，或每個P原子必須形成3個共價鍵，4個P原子共形成12個共價鍵，即1個P4O6中，應(yīng)形成12 個共價鍵。

解法四：先畫出一個白磷（P4）分子的空間正四面體結(jié)構(gòu)，然后在每一個磷磷單鍵之間插入一個氧原子。由此可知，1個P4O6中，含有12 個磷氧共價鍵。

比較以上四種不同的解法，可以加深學(xué)生對所學(xué)知識領(lǐng)悟，達(dá)到開拓視野、提升學(xué)習(xí)效果的作用。

13. 用比較法解化學(xué)習(xí)題

用比較法解化學(xué)習(xí)題就是學(xué)生在面對陌生習(xí)題時，要善于與學(xué)過的知識進(jìn)行比較，找出解決問題的辦法。如習(xí)題：從某些方面看，氨與水相當(dāng)；NH4+與H3O+（常簡寫作H+）相當(dāng)；NH2-與OH-相當(dāng)；NH2-與O2-相當(dāng)。完成并配平下列化學(xué)反應(yīng)方程式：

① NH4Cl + KNH2 ■

② NH4I + PbNH ■

③ K + NH3 ■

④ CaO + NH4Cl ■

這道題有一定的難度。應(yīng)引導(dǎo)學(xué)生進(jìn)行聯(lián)想比較，如氮的氫化物（NH3）和氧的氫化物（H2O）、它們各結(jié)合一個氫離子形成的NH4+和H3O+相當(dāng)，它們各失去氫離子形成NH2-和OH-也相當(dāng)，若各失去兩個氫離子，則形成的NH2-和O2-也相當(dāng)。這樣NH4Cl相當(dāng)于HCl，KNH2相當(dāng)于KOH，NH3相當(dāng)于H2O，NH4I相當(dāng)于HI，PbNH相當(dāng)于PbO，這樣便使問題簡單化了。本題的答案為：

① NH4Cl+ KNH2 ■ KCl + 2NH3↑

② 2NH4I + PbNH ■ PbI2+3NH3↑

③ 2K+2NH3 ■ 2KNH2+H2↑

④ CaO+2NH4Cl ■ CaCl2+2NH3↑+ H2O

此題的解法就充分應(yīng)用了比較法。

綜上所述，比較法并不局限于易混淆概念的辨析。在教學(xué)過程中，教師要善于尋找可以采用“比較”進(jìn)行教學(xué)的切入點(diǎn)，充分發(fā)揮“比較”教學(xué)的優(yōu)勢，提升學(xué)生的比較思維能力，以促進(jìn)學(xué)習(xí)化學(xué)的成效。

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