尋找化學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)的棲居地——巧設(shè)對比實(shí)驗(yàn)，培養(yǎng)學(xué)生化學(xué)實(shí)驗(yàn)探究能力

胡巢生

（宿遷市宿豫實(shí)驗(yàn)初級中學(xué) 江蘇 宿遷 223800）

對比是科學(xué)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(diǎn)和不同點(diǎn)的邏輯方法。 物質(zhì)普遍存在的個(gè)性與共性， 是我們進(jìn)行對比的客觀基礎(chǔ)，對物質(zhì)進(jìn)行對比，可以采用不同形式。 對比實(shí)驗(yàn)可以運(yùn)用于課堂教學(xué)的引入、講授新課、復(fù)習(xí)鞏固各個(gè)環(huán)節(jié)，從實(shí)驗(yàn)裝置、操作過程、使用先進(jìn)教學(xué)技術(shù)、優(yōu)化認(rèn)知過程等方面發(fā)揮對比實(shí)驗(yàn)的功能。 從而收到良好的教學(xué)效果。 不僅能使學(xué)生更有效地獲取知識，還有助于培養(yǎng)學(xué)生的各種能力， 所以在教學(xué)中應(yīng)盡量多的采用對比實(shí)驗(yàn)。

一、改進(jìn)實(shí)驗(yàn)裝置，增強(qiáng)對比實(shí)驗(yàn)效果

1．燃燒條件的對比實(shí)驗(yàn)裝置

在探究“燃燒的條件”實(shí)驗(yàn)后，補(bǔ)充下列實(shí)驗(yàn)：①當(dāng)銅片上的白磷燃燒時(shí)，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(xiàn)“水火相溶”的美妙奇觀。 水底也能燃燒！ 讓學(xué)生驚嘆不已。 此實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象明顯，直觀性強(qiáng)，不僅增強(qiáng)了學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣，而且會使學(xué)生對物質(zhì)燃燒的條件有特別深刻的認(rèn)識。

2．固、液反應(yīng)制氣的對比實(shí)驗(yàn)裝置

固、液反應(yīng)不用加熱制取氣體是初中化學(xué)重要的實(shí)驗(yàn)之一，一種裝置可能有多種功能，一種任務(wù)可以由不同的裝置來完成。 因此，利用實(shí)驗(yàn)裝置進(jìn)行有效的探究教學(xué)為化學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)開辟了新的途徑，也為探究教學(xué)找到了新的切入點(diǎn)。 一種裝置的多種功能往往通過歸納綜合而得來，一種任務(wù)的多種途徑往往通過分析解剖或裝置改進(jìn)而得來。

（1）利用一種裝置制取多種氣體

氣體制備實(shí)驗(yàn)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(jìn)不同裝置

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增強(qiáng)實(shí)驗(yàn)內(nèi)容的探究性是培養(yǎng)學(xué)生探究能力的有效途徑，通過以上對制氣實(shí)驗(yàn)裝置的改進(jìn)探究，有意暴露教學(xué)實(shí)驗(yàn)中的矛盾，引導(dǎo)學(xué)生發(fā)現(xiàn)問題，讓學(xué)生從原理上理解了裝置功能與優(yōu)劣。 課堂教學(xué)中，應(yīng)多做設(shè)計(jì)性、探究性實(shí)驗(yàn)，探究的內(nèi)容可以是條件、裝置、步驟、產(chǎn)物、異常現(xiàn)象、失敗原因的探究，也可以是實(shí)驗(yàn)綠色化、趣味化、生活化、現(xiàn)代化。 既可拓展學(xué)生的視野，又可培養(yǎng)學(xué)生的發(fā)散思維能力。

二、分層對比，強(qiáng)化認(rèn)識

在新課程魯教版九年級化學(xué)第五單元課題2 《中和反應(yīng)及其應(yīng)用》教學(xué)中，通過對稀HCl 與NaOH 溶液中和反應(yīng)的開放性探究活動，引領(lǐng)學(xué)生進(jìn)一步發(fā)展科學(xué)探究能力， 教學(xué)時(shí)， 通過設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)方案， 探究稀HCl 與NaOH 溶液的反應(yīng)，啟發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣。

酸和堿的中和反應(yīng)是酸堿鹽性質(zhì)學(xué)習(xí)中的一個(gè)重要反應(yīng)，在生產(chǎn)生活中應(yīng)用也很廣，因此設(shè)計(jì)一些與稀HCl 和NaOH 溶液反應(yīng)有關(guān)的對比實(shí)驗(yàn)， 會增強(qiáng)學(xué)生對中和反應(yīng)本質(zhì)的理解。 通過前面的學(xué)習(xí)，學(xué)生對對比實(shí)驗(yàn)的設(shè)計(jì)已經(jīng)有一定的經(jīng)驗(yàn)，因此，本實(shí)驗(yàn)只提供藥品，讓他們思考設(shè)計(jì)出幾套對比實(shí)驗(yàn)的方案。

思路： 引導(dǎo)學(xué)生根據(jù)所提供的稀HCl、NaOH 溶液、酚酞試液、石蕊試液、pH 試紙、溫度計(jì)設(shè)計(jì)出對比實(shí)驗(yàn)方案： ①把稀HCl 滴入NaOH 溶液反應(yīng)， 和先往稀HCl中滴石蕊試液，再往其中滴加NaOH 溶液，二者進(jìn)行對比。 ②先用pH 試紙分別測試反應(yīng)前NaOH 溶液和HCl溶液的pH 值，然后把再把稀HCl 滴進(jìn)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(jìn)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(jìn)行對比。 ④先用溫度計(jì)測定稀HCl 和NaOH 溶液的溫度，再測定反應(yīng)后的溫度，二者進(jìn)行對比。

實(shí)際教學(xué)情況：學(xué)生不僅設(shè)計(jì)出了和教材上一樣的實(shí)驗(yàn)方案，而且他們知道了只要善于思考，還可以運(yùn)用學(xué)過的知識自行設(shè)計(jì)出更多的對比實(shí)驗(yàn)來證實(shí)這些無現(xiàn)象但又很重要的反應(yīng)的發(fā)生， 真正實(shí)現(xiàn)了 “活學(xué)活用”。

三、深度對比，強(qiáng)化概念的形成過程

化學(xué)學(xué)習(xí)中的概念原理性知識一直以來是學(xué)生學(xué)習(xí)的難點(diǎn)，這些知識抽象、概括性強(qiáng)，學(xué)生必須在理解的基礎(chǔ)上才能真正掌握，利用化學(xué)實(shí)驗(yàn)的直觀性增強(qiáng)概念原理教學(xué)的有效性，特別是設(shè)計(jì)和使用對比實(shí)驗(yàn)呈現(xiàn)概念的形成過程，促進(jìn)學(xué)生深入理解概念是很好的教學(xué)策略。

運(yùn)用對比實(shí)驗(yàn)改進(jìn)新課程魯教版九年級化學(xué)第三單元課題3 催化劑概念的教學(xué)過程。 按照教材上的催化劑有關(guān)內(nèi)容進(jìn)行教學(xué)時(shí)發(fā)現(xiàn)， 學(xué)生會出現(xiàn)一些認(rèn)識誤區(qū)：（1）由于在過氧化氫和氯酸鉀的分解反應(yīng)中都使用的是二氧化錳做催化劑，所以學(xué)生認(rèn)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(yīng)速率。 如何幫助學(xué)生消除學(xué)習(xí)誤區(qū)，建立比較全面、科學(xué)的催化劑概念呢？于是，進(jìn)行了以下的實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)：

1．對比實(shí)驗(yàn)①：有無催化劑對比實(shí)驗(yàn)

取兩支試管，加入等質(zhì)量相同溶質(zhì)質(zhì)量分?jǐn)?shù)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(yīng)，放出大量氣體，另一只試管中無明顯現(xiàn)象，再設(shè)計(jì)二個(gè)小實(shí)驗(yàn)探究MnO2固體在化學(xué)反應(yīng)前后本身的質(zhì)量和化學(xué)性質(zhì)是否改變。 讓學(xué)生充分感受到催化劑對反應(yīng)速率的影響，對比有無催化劑的不同。

2．對比實(shí)驗(yàn)②：不同催化劑催化效果對比實(shí)驗(yàn)

在學(xué)習(xí)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(xué)生更深入地理解催化劑的特點(diǎn)，取二支試管，加入等量相同溶質(zhì)質(zhì)量分?jǐn)?shù)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(yīng)速率加快，但是比較平穩(wěn)，沒有加入MnO2劇烈。這組實(shí)驗(yàn)的設(shè)計(jì)旨在讓學(xué)生感受到催化劑有多種，催化的效果有差別。 在學(xué)生整個(gè)探究過程中，及時(shí)給予學(xué)生必要的幫助和指導(dǎo)。 結(jié)果，實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象明顯，實(shí)驗(yàn)結(jié)論明確。

在以上幾組對比實(shí)驗(yàn)的基礎(chǔ)上，引導(dǎo)學(xué)生討論催化劑概念的內(nèi)涵和外延， 達(dá)到對催化劑認(rèn)識的幾點(diǎn)共識：第一： 催化劑能夠改變反應(yīng)速率， 可能加快或減慢；第二：不同的催化劑對同一反應(yīng)催化效果不同；第三：同樣的催化劑并不能催化所有反應(yīng)，催化劑與反應(yīng)有特定關(guān)系。 通過以上二組對比實(shí)驗(yàn)的設(shè)計(jì)、實(shí)施以及相關(guān)問題的討論， 學(xué)生對于催化劑的認(rèn)識就比較全面、 科學(xué)、準(zhǔn)確， 對于學(xué)生今后進(jìn)入高中的學(xué)習(xí)打下了比較好的基礎(chǔ)。

四、繼時(shí)對比，發(fā)展認(rèn)識

繼時(shí)對比是相對于同時(shí)對比而言的，指的是比較對象先后呈現(xiàn)，在實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)中，使學(xué)生在獲取知識的同時(shí)，了解變化的過程和本質(zhì)，實(shí)現(xiàn)“結(jié)論與過程”的統(tǒng)一，指導(dǎo)學(xué)生在做實(shí)驗(yàn)時(shí)，不僅注重最后的結(jié)果，還要仔細(xì)觀察反應(yīng)變化過程中的現(xiàn)象，激發(fā)學(xué)生去探究發(fā)生這些現(xiàn)象的本質(zhì)。 對一些實(shí)驗(yàn)可以在原實(shí)驗(yàn)的基礎(chǔ)上補(bǔ)充，增加對比實(shí)驗(yàn)，以增強(qiáng)學(xué)生對這方面知識的理解和深化。

探究二氧化碳與水的反應(yīng)時(shí)，預(yù)先準(zhǔn)備了幾朵用紫色石蕊染過的干燥“小花”，通過一組花的實(shí)驗(yàn)（醋酸噴花、清水澆花、氣吞小花、水氣潤花、熱風(fēng)吹花），讓學(xué)生體驗(yàn)對酸能使紫色石蕊變紅的認(rèn)識。

上述教學(xué)片段中，對教材中的“小花”實(shí)驗(yàn)進(jìn)行了精心設(shè)計(jì)，每一個(gè)實(shí)驗(yàn)都冠以四字標(biāo)題，用電吹風(fēng)替代酒精燈，使之更富人文性、趣味性，達(dá)到了創(chuàng)設(shè)良好問題情境、激發(fā)學(xué)生探究興趣、提高問題探究效率的預(yù)設(shè)目的。結(jié)合醋酸與紫色石蕊試液作用的探究，提出“花的一組實(shí)驗(yàn)中有哪些實(shí)驗(yàn)可以不做？ ”這一問題，引領(lǐng)學(xué)生展開反思評價(jià)，使實(shí)驗(yàn)探究的環(huán)節(jié)更為完善，實(shí)驗(yàn)探究的層次更為清晰。

以上通過幾個(gè)案例介紹了我們在新課程實(shí)施過程中運(yùn)用對比實(shí)驗(yàn)精心設(shè)計(jì)、優(yōu)化實(shí)驗(yàn)裝置、操作教學(xué)和學(xué)習(xí)過程，能夠增強(qiáng)教學(xué)效果，還可以逐步培養(yǎng)學(xué)生控制變量的科學(xué)研究方法， 滲透學(xué)科思想方法的培養(yǎng)，提高學(xué)生的科學(xué)素養(yǎng)。

［1］ 王繼良．對比實(shí)驗(yàn)在中學(xué)化學(xué)課堂教學(xué)中的應(yīng)用［J］，化學(xué)教學(xué)，2006，（6）：8－10

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

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［6］ 吳俊明． 議當(dāng)前實(shí)驗(yàn)教學(xué)的改革和創(chuàng)新 ［J］． 化學(xué)教學(xué)，2004，（4）：1－4