“比較”促“成效”

吳偉豐

摘要：高中化學概念龐雜、規律繁多，學好化學的基礎是弄清概念，熟悉規律。這就需要在教學過程中加強比較思維能力的培養，把相似、相同、相近、相反、抽象而又容易混淆的概念、理論、結構、性質、用途、原理、裝置、操作、條件、現象、習題及解法等進行比較。通過比較掌握知識內涵，發展比較思維能力，促進學習成效的提高。

關鍵詞：概念；規律；化學比較思維

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

doi：10.3969/j.issn.1008-0546.2017.07.007

高中化學知識點多，容易混淆，學生普遍感到難學。教師應從學生的認知規律出發，通過幫助學生尋找事物的異同點，使學生充分掌握知識內涵并不斷提升比較思維的能力，以提升學習成效。

一、培養化學比較思維的意義與前提

化學比較思維是指在學習和研究化學時，尋找化學知識之間異同點的一種思維方式，它往往融合發散思維、創新思維等思維方式[1]。化學比較思維能力是在學習化學的過程中得到提高的，而這個過程別人無法替代。因此，教師要從學生的實際出發，根據學生的認知規律，設計一個又一個有梯度的化學問題，引導學生運用多種方式進行比較探究，以提高學生的比較思維能力。這就要求教師，一要“把握”課程標準。課程標準是凌駕于教材之上的準則，是編寫教材的依據，也是高考的依據。所以教師不要受某一版本教材的束搏，在深刻領會課程標準的情況下，凌駕于教材之上，機動靈活地去組織教學。這就要求教師除了“吃透”課程標準和各種版本教材外，還要廣泛參考其它有關資料，經過反復思考，精心確定教學的重難點、切入點、探究點、比較點，這樣在教學設計和組織教學時才能夠做到運用自如、游刃有余。二要“吃透”學生。知己知彼，方能百戰不殆，教師應該充分了解教學的對象，了解學生已有的知識情況，了解各個層次之間同學的差異，甚至要了解學生的性格、興趣、愛好、志向，還要有良好的師生關系，建立默契互動的教學。

二、培養化學比較思維的方法與途徑

利用化學知識作為載體，精心設計需要比較的問題，引導學生多角度、多層次進行比較。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、結構、性質、用途、原理、裝置、操作、條件、現象、習題及解法等進行比較，幫助學生形成比較思維的習慣性意識。

1. 對相似化學知識的橫向比較

對相似化學知識的橫向比較就是指對于化學知識體系中處于并列狀態的、相近的概念進行比較，以弄清概念間的聯系和區別。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，所以總是有學生分不清這兩個概念，尤其是認為電離、電解都需要通電。教師應通過列表比較法來幫助學生徹底搞清這兩個概念。

2. 對相同化學知識的縱向比較

對相同化學知識的縱向比較是指在化學知識體系中對同一概念以舊推新、逐步深入、認同求異、階梯進步、螺旋上升。如在教學氧化還原反應這一節時，首先復習初中的氧化還原反應概念（得氧失氧角度），然后引入判斷氧化還原反應原則（化合價升降角度），最后上升到認識氧化還原反應的本質 （電子轉移角度）[2]。這種對氧化還原反應概念的縱向以舊比新的教學，培養了學生比較思維的能力，同時也符合學生的認知規律。

3. 對相近化學知識的求同比較

對相近化學概念的求同比較就是在相近化學概念之間找出相同點。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系，這三個概念不是彼此分割的、獨立的，而是有密切聯系的。學習時就要進行充分聯系和比較，徹底理解這三個概念后，就不需要去死記定義，這樣既可以減輕學習負擔，又可以使知識掌握得牢固。

4. 對相反化學概念的正反比較

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

5. 對于抽象化學概念的形象比較

對于抽象化學概念的形象比較就是指將化學抽象概念與一個類同、近似、形象事物的外部構造、形狀或某種狀態進行比較。如在學習“電子云”概念時，由于電子在原子核外的運動狀態看不見、摸不著，所以比較抽象[4]。但通過“拍照疊加”的方式，可以使學生有個初步的理解。然后再把電子圍繞原子核的運動比作蜜蜂圍繞花朵的運動，讓學生進一步明白電子的運動跟蜜蜂一樣是沒有固定軌跡的，即無法預測下一秒它在哪里。一只蜜蜂圍繞花朵飛來飛去，雖然沒有固定線路，但會在一定范圍內經常出現，花朵好像被籠罩在一團“蜜蜂群”之中，“蜜蜂群”也就是“電子云”，由此可見，“電子云”中的每個點并不代表電子。通過這樣形象的比較，學生對“電子云”的概念就會十分清晰，十分有益于培養和發展學生的比較思維能力。

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教學過程中，將舊知識與新知識進行比較，使學生新舊知識有機地結合，做到以舊帶新，以新促舊。如在教金屬鈉的性質時，利用學生在初中學過的金屬置換規律，可以設置這樣一個問題：金屬鈉投入硫酸銅溶液中，能置換出銅嗎？大部分學生一定會回答“能”。此時，教師可以說“實驗是最高法庭，讓我們用實驗事實回答這一問題”。接下來，各學習小組進行實驗探究，實驗結果讓學生大跌眼鏡，否定了原先的答案。通過這樣新舊知識的比較，激發了興趣，活躍了思維，使學生對知識的理解更加深刻、掌握更加牢固。

7. 對于物質結構、性質、用途的歸類比較

對于物質結構、性質、用途的歸類比較，可以使知識更加系統化，便于記憶，同時又可培養學生的比較思維能力。如物質溶解性的比較，根據相似相溶原理，我們只要比較溶質、溶劑分子的極性就可以判斷其溶解性。又如物質熔點的一般規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的高低。對于同種晶體而言，也有它的比較規律，如對于原子晶體，鍵長越短，熔沸點越高；對于組成和結構相似的分子晶體，相對分子質量越大，熔沸點越高；對于離子晶體，離子半徑越小，電荷越多，熔沸點就越高。總之，采用比較法學習物質的結構、性質、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. 對于化學實驗現象的觀察比較

化學是一門實驗科學，化學實驗能力的一個重要方面是善于觀察比較實驗現象，能從實驗現象的細微變化中，發現和驗證化學原理、獲得化學知識。如在教學氯水性質時，進行這樣一個實驗：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。引導學生分析其原因，然后請同學猜想：在紫色石蕊試紙上滴濃硝酸后有什么現象并回答理由。這樣做的結果加深了學生對氯水、濃硝酸的化學性質多重性的理解。緊接著給學生展示一道題：在紫色石蕊試液中加入Na2O2固體，請問發生的現象及原因。學生能很快回答出現象并能較好地解釋其原因。最后我們又通過實驗驗證學生的回答。從這里可以看出對實驗現象進行比較能促進知識深化、視野開闊、思維活躍。

9. 對于化學實驗儀器、裝置、操作的比較

通常一個實驗有一種固定的實驗裝置，但也會出現一個實驗裝置可以用于完成不同的實驗，同一個實驗可以用不同的實驗裝置來完成。這就要求學生養成比較實驗裝置的習慣，了解各種實驗裝置的功能特性，真正做到靈活運用（如下圖1）。

圖1中的三個裝置都可以用來制備乙酸乙酯，請同學比較這三個裝置進行酯化反應的效果。甲同學認為B裝置進行酯化反應效果比A要好，原因是圖B便于冷凝回流，可以減少反應物的損失。乙同學認為C裝置進行酯化反應效果更好，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率。通過這樣的比較，大大加深了學生對于實驗原理的理解。這是對于同一實驗不同裝置的比較，也可以根據學生的情況，給出合適的實驗，由學生自己設計不同的裝置，如根據啟普發生器的原理，請學生自己設計出幾種不同的簡易的啟普發生器。又如：學習檢驗試管中是否收集滿氨氣時，可以啟發學生根據氨氣的性質用多種方法驗滿，學生可以思考出：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。不同的化學儀器有不同的功能，但對于初學者，在使用時還是容易混淆。教師應經常將易混淆的儀器拿出來讓學生比較，這樣才能使學生了解各種儀器的功能，具備最基本的實驗基礎，并提高他們的分析比較能力。

10. 對化學反應條件進行比較

在化學教學中，應培養學生注重比較實驗條件的習慣，在研究某一條件對實驗結果的影響時，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，可以設計如下表2的實驗及問題。

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

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

（填相同或不相同）。

（3）3號和4號試管產生氣泡的速率也有不同，說明 。

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

（5）某同學的實驗結果是試管4產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）

通過比較實驗條件可以培養實驗設計的邏輯性，提升學生思維的深刻性。

11. 對化學實驗正誤操作進行比較

在化學實驗中，一個錯誤的操作往往導致看不到相應的實驗現象，也就得不出相應的正確結論，所以一定要規范操作。但在實際操作中，學生經常出現錯誤操作，導致實驗結果錯誤。教師若把錯誤操作引起的不正確結果與正確操作所得的結果相比較，可以起到意想不到的教學效果。如：用CO還原CuO的正確操作是開始時“先通氣，后點燈”，結束時“先滅燈，后停氣”。如果在實驗結束時，某小組出現”先停氣，后滅燈”，則會出現固體由紅色重新變為黑色的現象。教師要抓住這樣的教學生成，引導學生思考比較正誤操作引起不同現象的原因，可以起到意想不到的教學效果，并使比較思維能力得到質的飛躍。

12. 對化學習題及其解法進行比較

通過“一題多變”與“一題多解”，能夠幫助學生鞏固有關基本概念，歸納整理知識規律，掌握不同題型的解題方法與技巧，培養學生獨立思考、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，發生如下反應：2A（g）+B（g）■2C（g），達平衡后A的物質的量分別為a和b。其他條件不變時（ A ）

A. a>b B.a

變式1：將反應“2A（g）+B（g）■2C（g）”改為

“A（g）+B（g）■2C（g）”

變式2：將反應“2A（g）+B（g）■2C（g）”改為

“2A（g）+B（g）■3C（g）”

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

變式4：將反應“2A（g）+B g）■2C（g）”改為

“2A（g）+B（g）■3C（g）+D（g）”

變式5：將反應“2A（g）+B（g）■2C（g）”改為

“xA（g）+yB（g）■zC（g）”

此題通過變式，可以幫助學生學會把具體問題抽象化，加深學生對于問題的理解。

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

解法一：每個原子獨立滿足8電子結構所需電子總數：8×（4+6）=80；再算實際擁有的價電子總數：（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12，所以有12個共價鍵。

解法二：因為要滿足8電子結構，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：（4×3）+（6×2）=24，再除以2就等于12，即含有12個共價鍵。

解法三：要達到8電子穩定結構，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構，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，可以加深學生對所學知識領悟，達到開拓視野、提升學習效果的作用。

13. 用比較法解化學習題

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

① NH4Cl + KNH2 ■

② NH4I + PbNH ■

③ K + NH3 ■

④ CaO + NH4Cl ■

這道題有一定的難度。應引導學生進行聯想比較，如氮的氫化物（NH3）和氧的氫化物（H2O）、它們各結合一個氫離子形成的NH4+和H3O+相當，它們各失去氫離子形成NH2-和OH-也相當，若各失去兩個氫離子，則形成的NH2-和O2-也相當。這樣NH4Cl相當于HCl，KNH2相當于KOH，NH3相當于H2O，NH4I相當于HI，PbNH相當于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。在教學過程中，教師要善于尋找可以采用“比較”進行教學的切入點，充分發揮“比較”教學的優勢，提升學生的比較思維能力，以促進學習化學的成效。

參考文獻

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[2] 于乃佳，范曉瓊，徐輝，桑壽德，吳衛東.“氧化還原反應”單元整體教學設計的反思——“高端備課”項目促進化學教師專業發展記錄之二[J].化學教育，2010（3）：29-32

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[5] 李玉清.實驗條件的控制在化學實驗中的重要性[J].中小學實驗與裝備，2004（3）：12-14