對比實驗在初中化學教學中的運用與思考

唐利平

【內容摘要】初中化學課程標準將科學探究作為教學改革的突破口，而對比實驗恰恰是培養(yǎng)學生科學探究能力的最有效手段。本文通過一些具體案例闡述了在教學中如何運用對比實驗進行科學探究，以及對比實驗在激發(fā)學生探究欲望、培養(yǎng)學生探究能力、提高學生思維品質等方面的作用。

【關鍵詞】對比實驗?科學探究?積極性

新課程的基本理念之一是突出科學探究，培養(yǎng)學生的創(chuàng)新意識和實踐能力，從而為學生的終生發(fā)展奠定基礎。設置兩個或兩個以上的實驗組，通過對比結果的比較分析，來探究各種因素與實驗對象的關系，這樣的實驗稱為對比實驗。運用對比實驗進行科學探究是培養(yǎng)學生科學探究能力的有效手段。俄國專家謝切諾夫曾說：“比較是人類最寶貴的寶藏”。在課堂教學中，運用對比實驗可以增強實驗效果，放大實驗現(xiàn)象，對于學生掌握基本化學反應原理、觀察實驗現(xiàn)象、判斷反應是否發(fā)生都有實際意義。

一、運用對比實驗，激發(fā)探究欲望

傳統(tǒng)教學過度強調對教學過程的預設，使教學的全部過程都被控制在預先設定的程序里，這種教學方法忽視了學生的主動性。初中的學生常常對新知識充滿著好奇心，他們的思維不應是被禁錮的，教師的任務就是要把學生的思維能力盡可能地挖掘出來，將他們的好奇心轉化為強烈的求知欲望，進而激發(fā)學生對問題進行探究的持續(xù)興趣。

在《質量守恒定律》教學中，本人不是直接演示課本上的兩個演示實驗，得到質量守恒定律，而是先設計了下列三組對比實驗：實驗一：稀鹽酸溶液與大理顆粒在開口的錐形瓶里進行反應。實驗二：鐵粉在敞口試管中加熱。實驗三：氫氧化鈉溶液與硫酸銅溶液混合。學生完成三組實驗后得到：實驗一反應前后總質量減少，實驗二反應前后總質量增大，實驗三反應前后總質量無變化。實驗后通過師生一起分析：實驗一反應前后總質量為什么減少，實驗二反應前后總質量為什么增大？估計是實驗一中有氣體生成并逸出了，實驗二中空氣中有氣體參與反應。改進實驗：用氣球套在實驗一的瓶口使其密封，用橡膠塞將實驗二的試管口堵上，重復進行對比實驗，實驗二反應前后的總質量就不變了，但是實驗一反應前后的天平讀數(shù)依然減少了。繼續(xù)分析試驗，可能是氣球脹大，浮力會增加，從而導致總體質量好像減少。于是有同學提出改進實驗：用澄清石灰水將產(chǎn)生的二氧化碳吸收。即如滬教版上冊化學書102頁實驗一所示操作，經(jīng)實驗后，發(fā)現(xiàn)質量不再改變。對比實驗三和滬教版上冊化學書102頁實驗一的優(yōu)缺點，以及波義耳和拉瓦錫兩個的實驗對比，得到質量守恒定律。

在試驗中發(fā)現(xiàn)問題，激發(fā)好奇心，使學生產(chǎn)生再探究的意愿。之后付之于實際行動，能進一步培養(yǎng)學生思考、創(chuàng)新等能力。

二、運用對比實驗，傳授探究方法

任何變化都受到多種因素的影響，運用對比實驗進行探究是科學的重要方法之一。在教學中，注重指導學生掌握運用對比實驗進行科學探究，是培養(yǎng)學生科學探究能力的有效手段。

研究物質溶解快慢與哪些因素有關的實驗，實驗前先根據(jù)生活經(jīng)驗猜測有哪些因素，有怎樣的影響，然后設計對比實驗。分析要在幾個“相同”條件下的原因，如相同質量的水，溫度一樣，相同質量且顆粒大小相似的食鹽固體，讓學生分別進行是否有攪拌的不同條件的實驗？然后讓學生設計對比實驗探究其他因素的影響。通過類似的對比實驗探究，讓學生知道為什么要這樣設計實驗，有利于培養(yǎng)他們掌握科學的探究方法。又像化學課上，做將二氧化碳分別與澄清石灰水和氫氧化鈉溶液反應的實驗時，觀察到前者反應現(xiàn)象為變渾濁，后者卻沒有明顯的現(xiàn)象。那么，二氧化碳與氫氧化鈉溶液反應嗎？老師引導，學生設計實驗。又像化學課上，做將二氧化碳分別與澄清石灰水和氫氧化鈉溶液反應的實驗時，學生觀察到前者變渾濁，后者沒有明顯現(xiàn)象。那么，二氧化碳與氫氧化鈉溶液反應嗎？老師引導，學生設計實驗。學生甲——取一收集滿二氧化碳的軟塑料瓶，向其中倒入一定體積一定濃度的氫氧化鈉溶液，蓋上并關緊瓶蓋，上下振蕩，能觀察到軟塑料瓶變癟。學生乙——取一收集滿二氧化碳的集氣瓶，向其中倒入一定體積一定濃度的氫氧化鈉溶液，在瓶口放一煮熟的去殼雞蛋，一段時間后，雞蛋被呑入瓶中。然后老師問：上述現(xiàn)象能證明二氧化碳與氫氧化鈉溶液發(fā)生了化學反應嗎？有的學生認為可以，有的同學則認為上述實驗還不足以證明二氧化碳與氫氧化鈉溶液確實發(fā)生了反應，原因是氫氧化鈉溶液中有水，并且二氧化碳也能與水反應，而且還能溶于水，也可能是二氧化碳與水反應，或溶于水使瓶內氣壓減小致使軟塑料瓶變癟。老師可進一步引導學生設計對比實驗：另外拿一個與甲實驗一樣的軟塑料瓶，集滿二氧化碳后，分別加與氫氧化鈉溶液體積一樣的水，上下振蕩，對比兩個瓶子變癟情況。

在這一對照組中，注意引導學生“軟塑料瓶的大小”、“注入瓶中液體的體積”這些變量必須相同，即：將簡單因素一起比較，必須同時調控其他可能會影響的其他因素，盡量反應在相同條件下進行。這些是進行對比實驗的基本注意事項，也是對比實驗中始終要遵守的基本原則。

三、運用對比實驗，辨析錯誤認識

當學生有了錯誤的認識，或對某些實驗提出質疑時，教師應抓住契機，鼓勵學生設計一些對比實驗，讓學生通過總結的親身體會，推翻以前的錯誤概念，確立正確的認識。

有的學生在學習二氧化碳的性質時，覺得能使紫色石蕊變紅的物質是二

氧化碳，教師可以導學生設計以下實驗：用四朵紫色石蕊染成的紫色的干燥紙花，同時進行四組對比實驗：（1）向干燥紙花上噴稀鹽酸溶液;（2）在干燥紙花上噴水;（3）干燥的集氣瓶中放干燥紙花并且通入干燥的二氧化碳氣體;（4）將用水濕潤后的紙花放入集氣瓶中，并通入二氧化碳氣體分別觀察現(xiàn)象，對比實驗現(xiàn)象并討論分析，得到結論：能使紫色石蕊變色的是二氧化碳與水反應生成的碳酸而不是二氧化碳氣體。

在教學中，作為教師要呵護學生的積極性，增加對學生大膽質疑勇氣的培養(yǎng)，并在質疑的基礎上學會解決質疑，從而培養(yǎng)學生科學探究精神，把學生培養(yǎng)成具有獨立思考和獨立判斷能力的學生。

四、運用對比實驗，培養(yǎng)思維品質

針對初中學生的心理特點和學習情況，通過教師的引導，設計一些科學、新穎、簡捷的對比實驗，不僅可以幫助學生效率更高地學習化學，培養(yǎng)實驗中的思考和動手能力，甚至可以使學生思維靈活、嚴密、激發(fā)學生思維的發(fā)散性和創(chuàng)造性。

在《酸的性質》一節(jié)內容中，提出這樣的問題：如何證明在稀鹽酸溶液中能讓紫色石蕊變紅的是H+，通過引導學生明白稀鹽酸中的微粒有：H2O、Cl-、H+。有的同學會想到稀硫酸也能使紫色石蕊試液變紅，那么是H2O、SO42-還是H+呢？教師進一步引導學生討論，并設計如下對比實驗組：（1）鹽酸溶液里滴加紫色石蕊試液;（2）硫酸溶液里滴加紫色石蕊;（3）蒸餾水里滴加紫色石蕊試液。通過實驗結果對比得出結論。教師引導是否可以用實驗來證明H2O、Cl-不能使紫色石蕊試液變紅，從而說明鹽酸中能使石蕊變紅的是H+呢？由學生思考后設計對比實：（1）鹽酸溶液里加紫色石蕊;（2）氯化鈉溶液里滴加紫色石蕊。學生親自動手實驗、觀察、分析、得出實驗結論。另外再由學生自己嘗試證明稀硫酸溶液中能使紫色石蕊試液變紅的微粒。

通過對比實驗學生能更好地驗證化學原理、判斷化學反應是否發(fā)生、調動學生好奇心主動改進化學實驗，使學生對于化學知識掌握更加牢固。學生通過做相關實驗、觀察、對比試驗、自主討論，建立了正確的現(xiàn)象和結論，學生的思維能力也在探究對比中得到了深入的鍛煉。從而提高學生學習化學的興趣，豐富學生驗證科學結論的方法，完善學生學習化學的知識體系，為今后學生自主設計實驗驗證科學結論提供有效的方法。

【參考文獻】

[1]王成秩. 例談對比實驗在化學教學中的應用[J]. 中學化學， 2015（2）：9-11.

[2]竇梅.

例談九年級化學教學中對比實驗的優(yōu)化[J]. 中學課程輔導：教學研究， 2016， 10（14）.

（作者單位：蘇州市吳江區(qū)廟港中學）