淺議比較思維方法在化學(xué)教學(xué)中的應(yīng)用

比較思維方法是指辨別幾種同類(lèi)事物或同一事物不同方面的異同的思維方法，通過(guò)事物間相同特征或相異特征的比較，揭示事物的本質(zhì)和區(qū)別。在教學(xué)中，巧妙地運(yùn)用比較的思維方法，能讓學(xué)生在學(xué)習(xí)中學(xué)會(huì)求同存異，將眾多的知識(shí)進(jìn)行歸類(lèi)和區(qū)別，有利于學(xué)生知識(shí)的積累和能力的提高。

一、比較思維方法在概念教學(xué)中的應(yīng)用

1．分析比較，找共性，抓本質(zhì)

如，在氧化還原反應(yīng)中，有氧化劑、還原劑、氧化性、還原性、氧化反應(yīng)、還原反應(yīng)、氧化產(chǎn)物、還原產(chǎn)物等八個(gè)概念，很多同學(xué)容易將這幾組概念混淆，造成了該知識(shí)點(diǎn)經(jīng)常考，經(jīng)常錯(cuò)。實(shí)際上，通過(guò)分析比較，我們很快發(fā)現(xiàn)，這是四對(duì)概念，即劑、性、反應(yīng)、產(chǎn)物四對(duì)，如果我們?cè)龠M(jìn)一步比較，會(huì)發(fā)現(xiàn)：

氧化劑、氧化性、還原反應(yīng)、還原產(chǎn)物，都是與得到電子有關(guān)；

還原劑、還原性、氧化反應(yīng)、氧化產(chǎn)物，都是與失去電子有關(guān)。

“得到電子”和“失去電子”就是這兩組概念的共性或說(shuō)本質(zhì)。劑、性、反應(yīng)和產(chǎn)物是“得到電子”和“失去電子”這本質(zhì)的不同側(cè)面的反映。如果將它們聯(lián)系起來(lái)，我們會(huì)得到這樣的關(guān)系：

氧化劑，（具有）氧化性，（在反應(yīng)中）被（還原劑）還原，（發(fā)生）還原反應(yīng)，（生成）還原產(chǎn)物。

還原劑，（具有）還原性，（在反應(yīng)中）被（氧化劑）氧化，（發(fā)生）氧化反應(yīng)，（生成）氧化產(chǎn)物。

抓住概念的本質(zhì)，對(duì)理解和記憶來(lái)說(shuō)，都是意義深遠(yuǎn)的。

2．分析比較，找差異，辨是非

例如，比較分析同位素、同素異形體、同分異構(gòu)體等概念的區(qū)別。我們來(lái)比較一下它們的定義。同位素：具有相同質(zhì)子數(shù)和不同中子數(shù)的同類(lèi)原子互稱(chēng)同位素；同素異形體：由同種元素組成性質(zhì)不同的單質(zhì)互稱(chēng)同素異形體；同分異構(gòu)體：分子式結(jié)構(gòu)相同的不同的化合物互稱(chēng)同分異構(gòu)體。我們分析比較，發(fā)現(xiàn)它們的關(guān)鍵詞是“不同”，而不同的對(duì)象分別為：同位素——原子；同素異形體——單質(zhì)；同分異構(gòu)體——化合物。

通過(guò)比較，抓住關(guān)鍵詞的不同，我們很容易區(qū)分這三個(gè)概念。因此，在概念的理解中，適當(dāng)運(yùn)用比較的思維方法，更能深刻地把握概念的本質(zhì)。

二、運(yùn)用比較思維方法將物質(zhì)分門(mén)別類(lèi)，探索物質(zhì)的變化規(guī)律

1．通過(guò)分析比較的思維方法，利用“共同特征”把不同物質(zhì)進(jìn)行分門(mén)別類(lèi)

高中化學(xué)教材有很多知識(shí)點(diǎn)采用比較方法進(jìn)行歸類(lèi)，例如，從原子結(jié)構(gòu)特征進(jìn)行分析比較，把最外層電子數(shù)目相同的元素原子歸做一族，把電子層數(shù)相同的元素原子歸做一周期。類(lèi)似這樣，采用比較思維方法把不同物質(zhì)按某一個(gè)共性歸做一類(lèi)的做法，有利于我們把雜亂的、眾多的化學(xué)物質(zhì)，按一定的線索聯(lián)系起來(lái)，有利于我們的理解和記憶。如記憶課本附錄的酸堿鹽溶解性表，通過(guò)分析比較，我們就能得出：鉀鈉銨及硝酸鹽，全部是易溶鹽；硫酸鹽和氯化物，除了鋇銀全都溶；還有堿和碳酸鹽，絕大多數(shù)都不溶。同樣的方法，我們可以概括出：難溶性的氫氧化物受熱通常可以分解成相應(yīng)的氧化物和水；強(qiáng)氧化性酸與金屬的反應(yīng)通常都不產(chǎn)生氫氣；能發(fā)生銀鏡反應(yīng)的物質(zhì)有醛、甲酸、甲酸某酯、葡萄糖、麥等。

2．通過(guò)分析比較的思維方法，利用同類(lèi)物質(zhì)中的差異性，概括物質(zhì)變化的規(guī)律

高中課本中同族元素結(jié)構(gòu)和性質(zhì)的遞變規(guī)律、同周期元素結(jié)構(gòu)和性質(zhì)的變化規(guī)律、烴類(lèi)物理性質(zhì)的變化規(guī)律等都是采用比較思維方法得出的結(jié)論。通過(guò)比較，我們發(fā)現(xiàn)共性中的個(gè)性，有利于更深刻地理解和掌握知識(shí)。

三、運(yùn)用比較思維方法發(fā)現(xiàn)問(wèn)題，求索真知

例如，從硝酸性質(zhì)的角度分析比較以下兩個(gè)反應(yīng)方程式：

Cu+4HNO3=Cu(NO3)2+2NO2↑+2H2O

C+4HNO3=4NO2↑+CO2↑+2H2O

不難發(fā)現(xiàn)這兩個(gè)反應(yīng)是課本中說(shuō)明濃硝酸具有強(qiáng)氧化性的例子，在這兩個(gè)反應(yīng)中，硝酸都體現(xiàn)了氧化性，但在第一個(gè)反應(yīng)中，硝酸中的氮元素的化合價(jià)并沒(méi)有完全變化，硝酸銅中的硝酸根化合價(jià)沒(méi)有變化，說(shuō)明硝酸在該反應(yīng)中的性質(zhì)不只是強(qiáng)氧化性，還有酸性。在濃硫酸與金屬的反應(yīng)中，在濃鹽酸與二氧化錳的反應(yīng)中，我們同樣發(fā)現(xiàn)類(lèi)似的情況。

在化學(xué)實(shí)驗(yàn)過(guò)程中，如果我們注意觀察，同樣會(huì)發(fā)現(xiàn)一些問(wèn)題。例如，在學(xué)生實(shí)驗(yàn)“濃硫酸的性質(zhì)”中，濃硫酸與銅發(fā)生反應(yīng)，有同學(xué)提出：“為什么我們做出的實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象不相同？”有的同學(xué)反應(yīng)混合物是黑色的，有的是白色的，有的是藍(lán)色的……

這實(shí)際上是反應(yīng)條件不同引起的：銅與濃硫酸相對(duì)用量不同，濃硫酸的濃度不同，反應(yīng)的時(shí)間不同，都有可能引起反應(yīng)現(xiàn)象的不同。我們知道，氧化銅的顏色是黑色的，硫酸銅溶液的顏色是藍(lán)色的，無(wú)水硫酸銅固體的顏色是白色的，再結(jié)合濃硫酸的性質(zhì)，比較各自反應(yīng)中所用的試劑用量，同學(xué)們很快就弄清其中的原因：黑色的是因?yàn)殂~的量放多了，生成的氧化銅沒(méi)有能全部轉(zhuǎn)化為硫酸銅而呈現(xiàn)黑色；白色固體是因?yàn)闈饬蛩岬牧孔銐颍焉傻乃樟怂圆懦尸F(xiàn)

白色；藍(lán)色是因?yàn)榧尤氲臐饬蛩崃枯^少，加上試管中有水，生成的硫酸銅溶于水所以呈現(xiàn)藍(lán)色。

四、運(yùn)用比較思維方法解決化學(xué)問(wèn)題

1．利用比較的思維方法，掌握物質(zhì)變化中的共同特性，為解決化學(xué)問(wèn)題提供解題的依據(jù)

【例1】 A是烴的衍生物，加熱時(shí)在NaOH溶液中水解，并能發(fā)生下列轉(zhuǎn)變關(guān)系：

解析：這是一道有機(jī)推斷題，根據(jù)有機(jī)化學(xué)知識(shí)，能在氫氧化鈉溶液中水解的有機(jī)物主要是鹵代烴和酯類(lèi)，水解產(chǎn)物能相互轉(zhuǎn)化的應(yīng)該是酯。如果我們了解能發(fā)生銀鏡反應(yīng)的有機(jī)物都有共同的結(jié)構(gòu)特征——含有醛基，就可以斷定A、B、C、E四種物質(zhì)中必含醛基，再根據(jù)醇、醛、酸之間的轉(zhuǎn)化的特征——?dú)洹⒀踉訑?shù)目改變，碳原子數(shù)目不變的共同特征，就可以推斷出B、C、D、E中碳原子數(shù)目相同的結(jié)論，綜合就可以推斷出結(jié)果：A：甲酸甲酯；B：甲酸鈉；C：甲酸；D：甲醇；E：甲醛

2．利用比較的思維方法，掌握同類(lèi)物質(zhì)中的差異性，為解決化學(xué)問(wèn)題提供解題的依據(jù)

【例2】 下列各種醇被氧化后得到的產(chǎn)物是醛的是（ ）。

解析：醇的催化氧化，原理是在催化劑存在的條件下，與羥基相連的碳原子上的氫原子被氧化成羥基，兩個(gè)羥基脫去一個(gè)水分子，同時(shí)與所連接的碳原子形成碳氧雙鍵。換句話(huà)說(shuō)，醇分子中，與羥基相連的碳原子上必須有氫原子才能夠被氧化，而且必須有兩個(gè)氫原子或兩個(gè)氫原子以上才能夠生成醛。因此，我們可以作出判斷，D不能夠被催化氧化，C能氧化但不生成醛，AB滿(mǎn)足題目的條件。即選AB。

從以上例子我們可以看到，通過(guò)比較思維方法，抓住物質(zhì)的共同性質(zhì)和差異性，使我們更加深入地理解物質(zhì)的性質(zhì)，為我們解決化學(xué)問(wèn)題提供了重要的依據(jù)。

將比較的方法應(yīng)用于教學(xué)中，有利于學(xué)生準(zhǔn)確地理解相關(guān)的概念，有助于學(xué)生歸納、概括和總結(jié)規(guī)律，幫助學(xué)生發(fā)現(xiàn)學(xué)習(xí)中的問(wèn)題和解決問(wèn)題，有利于學(xué)生掌握學(xué)科知識(shí)，比較的方法是一種科學(xué)的方法，掌握科學(xué)的方法和掌握學(xué)科的知識(shí)并不沖突，它們是相輔相成的。

(責(zé)任編輯 羅 艷）