加強(qiáng)實(shí)驗(yàn)對(duì)比 促進(jìn)知識(shí)整合

王孝紅

【摘 要】以實(shí)驗(yàn)為主的高中化學(xué)教學(xué)，運(yùn)用對(duì)比的教學(xué)方式可以使教學(xué)內(nèi)容更直觀，學(xué)生學(xué)習(xí)體驗(yàn)更深刻，進(jìn)而有效促進(jìn)學(xué)生對(duì)化學(xué)知識(shí)的理解、整合。本文以高中化學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)為切入點(diǎn)，通過(guò)實(shí)驗(yàn)教學(xué)和實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象對(duì)比，提高學(xué)生化學(xué)學(xué)習(xí)的興趣，促進(jìn)他們將感性認(rèn)識(shí)上升到理性認(rèn)知的高度，實(shí)現(xiàn)知識(shí)整合。

【關(guān)鍵詞】對(duì)比教學(xué);高中化學(xué);知識(shí)整合

高中化學(xué)教學(xué)中，實(shí)驗(yàn)占的比重非常大，實(shí)驗(yàn)的教學(xué)過(guò)程和效果受師生關(guān)注比較多。如果只進(jìn)行一個(gè)實(shí)驗(yàn)，學(xué)生看到的將是孤立的、“標(biāo)準(zhǔn)的”現(xiàn)象;如果進(jìn)行對(duì)比實(shí)驗(yàn)，學(xué)生看到的就是差異和聯(lián)系。因?yàn)橐?guī)律很難從一種孤立的現(xiàn)象中得來(lái)，而更多的是從諸多現(xiàn)象的參照中歸納、概括、抽象而來(lái)，這就要求我們要在教學(xué)中進(jìn)行對(duì)比實(shí)驗(yàn)。沒(méi)有對(duì)比，學(xué)生可能處于“看到了什么（實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象）”或者“聽(tīng)到了什么（老師告知）”這個(gè)層面，那是被動(dòng)的、枯燥的知識(shí)學(xué)習(xí);有了對(duì)比，才能進(jìn)行有效的思考、促進(jìn)他們將知識(shí)整合，進(jìn)而提高化學(xué)素養(yǎng)，長(zhǎng)此以往，生動(dòng)的、活潑的思維習(xí)慣將會(huì)養(yǎng)成。學(xué)生所收獲的就不僅僅是知識(shí)，而是認(rèn)知角度的延伸，思維活性和邏輯嚴(yán)謹(jǐn)性的激發(fā)，這就為學(xué)生未來(lái)的學(xué)習(xí)奠定了良好的基礎(chǔ)。

一、“對(duì)比實(shí)驗(yàn)教學(xué)”培養(yǎng)學(xué)生的思維能力

在高中化學(xué)教學(xué)中通過(guò)實(shí)驗(yàn)對(duì)比教學(xué)可以讓學(xué)生在設(shè)問(wèn)、實(shí)驗(yàn)和學(xué)習(xí)的過(guò)程中掌握相關(guān)的化學(xué)概念?！案拍睢钡慕?gòu)不是通過(guò)識(shí)記而獲得的，它是經(jīng)由人基于現(xiàn)象進(jìn)行實(shí)驗(yàn)、比較、追問(wèn)、推導(dǎo)而得出的，得益于人對(duì)矛盾的分析與解決過(guò)程。而通過(guò)實(shí)驗(yàn)操作和對(duì)比可以發(fā)現(xiàn)矛盾和問(wèn)題，促使人去思考這些矛盾和問(wèn)題，通過(guò)假設(shè)帶動(dòng)學(xué)生推進(jìn)思維，從而促進(jìn)學(xué)生在現(xiàn)象依據(jù)基礎(chǔ)上主動(dòng)獲得知識(shí)，整合知識(shí)，加深對(duì)概念和相關(guān)知識(shí)的理解，培養(yǎng)思維能力。

案例：在“金屬鈉與水反應(yīng)”和“金屬鈉能否把排在后面的金屬?gòu)乃柠}溶液里置換出來(lái)”的教學(xué)中：

做完兩個(gè)“原實(shí)驗(yàn)”，學(xué)生對(duì)鈉與水的反應(yīng)以及與鹽溶液反應(yīng)的性質(zhì)也能很好的掌握，但只是通過(guò)機(jī)械的、記憶式的學(xué)習(xí)。而做對(duì)比實(shí)驗(yàn)時(shí)我會(huì)先拋出問(wèn)題：既然鈉是一種金屬，我們初中也了解一些金屬（如鋅）的性質(zhì)，請(qǐng)根據(jù)金屬的一般通性，預(yù)測(cè)鈉可能還具有哪些化學(xué)性質(zhì)？（學(xué)生預(yù)測(cè)：鈉能與硫酸銅溶液反應(yīng)置換出銅）再做對(duì)比實(shí)驗(yàn)后，學(xué)生發(fā)現(xiàn)問(wèn)題：鈉投入硫酸銅溶液中怎么會(huì)得到藍(lán)色的氫氧化銅沉淀？學(xué)生提出假設(shè)：鈉與水反應(yīng)且有堿生成。學(xué)生驗(yàn)證實(shí)驗(yàn)：將適量金屬鈉投入滴有酚酞的水中。實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明鈉與水反應(yīng)生成了堿，學(xué)生提出的假設(shè)被證實(shí)是正確的。這一環(huán)扣一環(huán)的問(wèn)題假設(shè)，激發(fā)了學(xué)生的思維活力，提高了學(xué)生的求知欲望與自主探究的能力。

二、“對(duì)比實(shí)驗(yàn)教學(xué)”培養(yǎng)學(xué)生的探究精神

傳統(tǒng)的化學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)過(guò)程，教師一邊進(jìn)行實(shí)驗(yàn)一邊講解，以提示實(shí)驗(yàn)本質(zhì)和相關(guān)概念。這種教學(xué)方式使學(xué)生始終處于被動(dòng)的位置，在抑制學(xué)生思考能力的同時(shí)限制了學(xué)生學(xué)習(xí)熱情。對(duì)比實(shí)驗(yàn)教學(xué)可以激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)興趣和熱情，使學(xué)生有學(xué)習(xí)的欲望。如在進(jìn)行原電池講解時(shí)，可以通過(guò)實(shí)驗(yàn)對(duì)比來(lái)提高教學(xué)效果，促進(jìn)學(xué)生知識(shí)整合。

實(shí)驗(yàn)1是將一粒鋅直接放入裝有適量稀硫酸的培養(yǎng)皿中;

實(shí)驗(yàn)2是將一片銅片放入上述培養(yǎng)皿中;

實(shí)驗(yàn)3是將一根導(dǎo)線分別把上述培養(yǎng)皿中的鋅粒和銅片連起來(lái)。

讓學(xué)生逐一觀察實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象，會(huì)發(fā)現(xiàn)，在實(shí)驗(yàn)2中，銅片表面無(wú)氣泡，而實(shí)驗(yàn)3中銅片表面有氣泡產(chǎn)生。此時(shí)教師要提醒學(xué)生，實(shí)驗(yàn)還沒(méi)有全完成，要繼續(xù)觀察。導(dǎo)線拿走，銅片無(wú)氣泡產(chǎn)生;導(dǎo)線連接，銅片又出現(xiàn)氣泡。通過(guò)這樣對(duì)比實(shí)驗(yàn)及教師的引導(dǎo)，學(xué)生不難得出結(jié)論：導(dǎo)線起了關(guān)鍵的作用：電子的運(yùn)輸兵。然后在師生共同討論下得出電極反應(yīng)式和電池反應(yīng)。這樣學(xué)生可以在理解的基礎(chǔ)上進(jìn)行知識(shí)的整合和升華，總結(jié)出原電池的工作原理。

三、“對(duì)比實(shí)驗(yàn)教學(xué)”培養(yǎng)學(xué)生的操作能力

興趣是最好的老師，在高中化學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)中教師要引導(dǎo)學(xué)生主動(dòng)參與實(shí)驗(yàn)，目的是培養(yǎng)學(xué)生的實(shí)際操作能力。

如在本文案例1中，教師可以將學(xué)生分成不同小組。金屬鈉的特性決定了教師在實(shí)驗(yàn)課堂上要先將實(shí)驗(yàn)的注意事項(xiàng)進(jìn)行演示，為了提高實(shí)驗(yàn)操作的安全性，教師先演示鈉與硫酸銅溶液反應(yīng)，之后再讓學(xué)生自己動(dòng)手進(jìn)行鈉與水的驗(yàn)證實(shí)驗(yàn)，并在實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象中找尋結(jié)果。在該實(shí)驗(yàn)過(guò)程中教師要及時(shí)進(jìn)行巡查，目的是及時(shí)發(fā)現(xiàn)錯(cuò)誤并糾正，同時(shí)鼓勵(lì)學(xué)生自己動(dòng)手安全完成實(shí)驗(yàn)。

實(shí)地的動(dòng)手操作，促使學(xué)生“在做中學(xué)”，手腦并用有利于他們發(fā)現(xiàn)操作過(guò)程中的細(xì)節(jié)現(xiàn)象?？傊?，對(duì)比實(shí)驗(yàn)教學(xué)在培養(yǎng)復(fù)雜實(shí)驗(yàn)?zāi)芰Φ耐瑫r(shí)，還促使他們獲得實(shí)驗(yàn)過(guò)程的情境化的體驗(yàn)。

四、對(duì)比實(shí)驗(yàn)教學(xué)可以?xún)?yōu)化教材實(shí)驗(yàn)演示

在高中化學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)中，教學(xué)內(nèi)容的抽象和難懂使學(xué)生對(duì)相關(guān)內(nèi)容望而卻步，利用對(duì)比實(shí)驗(yàn)教學(xué)法可以幫助學(xué)生重新整合教材實(shí)驗(yàn)內(nèi)容，以一種利于學(xué)生接受的實(shí)驗(yàn)形式幫助他們建構(gòu)概念、獲得知識(shí)。

如在“化學(xué)鍵”的教學(xué)時(shí)，如果只是簡(jiǎn)單的從電子的得失和共用來(lái)思考，那么對(duì)這個(gè)概念的內(nèi)涵就很難理解。此時(shí)可以設(shè)置“對(duì)比實(shí)驗(yàn)”來(lái)進(jìn)行演示：可在兩只乒乓球間裝上一段橡皮筋，橡皮筋中間系一段紅繩;在講共價(jià)鍵時(shí)，紅繩表示共用電子對(duì)，非極性共價(jià)鍵則紅繩在正中央，極性共價(jià)鍵則紅繩不在正中央，離紅繩近的表示得電子能力強(qiáng)，元素的非金屬性強(qiáng)，反之，得電子能力弱，元素的非金屬性弱，此時(shí)我們可以讓學(xué)生與“拔河”體驗(yàn)聯(lián)系在一起去思考，當(dāng)紅繩繼續(xù)偏離直到把橡皮筋拉斷，則就是離子鍵了。

這樣的“對(duì)比實(shí)驗(yàn)”不僅培養(yǎng)了學(xué)生對(duì)化學(xué)的學(xué)習(xí)興趣，也豐富了學(xué)生的想象，更有效地提高了學(xué)生的觀察能力及分析、解決問(wèn)題的能力。

五、“對(duì)比實(shí)驗(yàn)教學(xué)”可以提示化學(xué)實(shí)驗(yàn)本質(zhì)并突破重難點(diǎn)

高中化學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)課堂是開(kāi)放的，是在學(xué)生實(shí)踐操作中生成的，所以無(wú)論教師在課前準(zhǔn)備多充分，在有些實(shí)驗(yàn)中仍達(dá)不到教師預(yù)設(shè)的效果，特別是實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象相近的實(shí)驗(yàn)，這些反而造成了學(xué)生學(xué)習(xí)的困惑，成為易錯(cuò)知識(shí)。那么在這種情況下，為了能完成教學(xué)任務(wù)，教師就要充分利用現(xiàn)有教學(xué)資源，設(shè)計(jì)對(duì)比實(shí)驗(yàn)，來(lái)彌補(bǔ)之前實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象的偏差。讓學(xué)生對(duì)“對(duì)比實(shí)驗(yàn)”效果進(jìn)行探究與學(xué)習(xí)，從而突破知識(shí)的重難點(diǎn)。

如在《化學(xué)1》中，經(jīng)常會(huì)涉及到與二氧化硫有關(guān)的“褪色”問(wèn)題。有色溶液的褪色原因有多種：除了漂白可以褪色以外，還有物理褪色，如：吸附性褪色、萃取褪色;化學(xué)褪色，如氧化性褪色等，而漂白性是指有機(jī)色素的褪色。在學(xué)生已有的知識(shí)水平上，他們往往會(huì)把“褪色”與“漂白性”直接聯(lián)系在一起，致使褪色原因與二氧化硫的化學(xué)性質(zhì)混淆。

本人設(shè)計(jì)了如圖實(shí)驗(yàn)，“被二氧化硫漂白的品紅溶液”加熱后恢復(fù)紅色，同時(shí)看到“含酸性高錳酸鉀溶液的棉花”褪色，說(shuō)明被二氧化硫漂白的品紅受熱不穩(wěn)定，加熱后又生成二氧化硫，所以“含酸性高錳酸鉀溶液的棉花”褪色。此時(shí)教師適時(shí)追問(wèn)“含濃氫氧化鈉溶液的棉花”的作用以及原理，學(xué)生不難得出是利用二氧化硫酸性氧化物的性質(zhì)，與氫氧化鈉溶液反應(yīng)，以防止二氧化硫污染空氣。

通過(guò)這樣的“對(duì)比實(shí)驗(yàn)”來(lái)總結(jié)二氧化硫的“褪色問(wèn)題”，既能使學(xué)生弄清褪色本質(zhì)，真正掌握二氧化硫的化學(xué)性質(zhì)，又能充分體現(xiàn)學(xué)生的主體地位，也讓他們領(lǐng)略實(shí)驗(yàn)學(xué)習(xí)的樂(lè)趣，培養(yǎng)學(xué)生利用知識(shí)儲(chǔ)備對(duì)實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象進(jìn)行觀察思考，分析探究的能力。

科學(xué)史家科恩說(shuō)過(guò)：“平庸的科學(xué)家做實(shí)驗(yàn)是為了驗(yàn)證，天才的科學(xué)家做實(shí)驗(yàn)是為了質(zhì)疑”?；瘜W(xué)實(shí)驗(yàn)是學(xué)生認(rèn)識(shí)化學(xué)物質(zhì)的途徑，高中化學(xué)教學(xué)，實(shí)驗(yàn)占的比重比較大，而實(shí)驗(yàn)的抽象性和不確定性、實(shí)驗(yàn)的材料準(zhǔn)備和環(huán)境等都會(huì)影響實(shí)驗(yàn)的操作結(jié)果，會(huì)影響學(xué)生的學(xué)習(xí)效果?！皩?duì)比化學(xué)實(shí)驗(yàn)”降低了實(shí)驗(yàn)的偏差所帶來(lái)的風(fēng)險(xiǎn)，同時(shí)，“強(qiáng)烈的對(duì)比”可以激發(fā)學(xué)生的思考的興趣、參與的興趣、探究的興趣。因而，“對(duì)比實(shí)驗(yàn)教學(xué)法”可以培養(yǎng)學(xué)生自主學(xué)習(xí)能力，引導(dǎo)學(xué)生通過(guò)觀察對(duì)比的實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象來(lái)反思問(wèn)題，對(duì)所學(xué)知識(shí)進(jìn)行整合，逐漸養(yǎng)成獨(dú)立思考和探索的習(xí)慣。

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[2]武漢大學(xué)，吉林大學(xué).無(wú)機(jī)化學(xué)第三版[M].北京：高等教育出版社，1994：675，680

（江蘇省蘇州市吳江盛澤中學(xué)，江蘇 蘇州 215228）