運用對比思維培養初中生化學自主學習能力

周才萍

摘要：通過案例詳細闡述了如何在實驗教學、元素與化合物知識教學、化學基本概念教學中培養初中生的對比思維能力，如何運用對比思維引導學生學習，以提升學生的思維品質，為學生的終身學習蓄力。

關鍵詞：對比思維;實驗教學;元素與化合物教學;概念教學

文章編號：1008-0546（2019）03-0013-03 中圖分類號：G632.41 文獻標識碼：B doi：lO.3969/j.issn.1008-0546.2019.03.003

能運用科學的思維方式認識事物、解決問題、指導行為是具有科學精神的重要表現。初中化學雖是啟蒙教學，但為學生開啟化學之門，培養和發展學生的思維能力，提升學生的思維品質，同樣是初三化學教師的至高追求。善用“對比”的思維方法是學生最基本、最易于接受和掌握的一種科學學習方法。善于“對比”不僅能幫助學生弄清易混難辨的知識點，把握知識的內涵與外延，提高應用知識的能力，更是提升學生自主學習能力的有效手段。

在初中化學教學中，如何培養學生的實驗觀察能力、如何引導學生輕松認識紛繁復雜的化學物質、如何引導學生理解晦澀難懂的化學基本概念，是整個初三化學教學的重點和難點，下面筆者結合初三化學教學案例，談談自己的做法。

一、運用對比思維培養學生的實驗觀察能力，手到眼到現象明

化學是一門以實驗為基礎的學科，教師們都知道讓學生動手實驗的好處，但在實際教學中，能保證學生經常進行分組實驗的教師少之又少。以我校為例，化學組有10位專任教師，共擔任17個班級的化學教學，平時能開齊開足學生實驗的只有兩位教師任教的三個班級。

筆者始終認為，實驗教學是化學教學的重要組成部分，沒有了實驗，化學便失去了其最有味道的部分。而如何讓實驗教學發揮應有的教學效果？培養和提升學生的實驗觀察能力，尤為重要。如果學生連觀察實驗的能力都不具備，又如何談創新呢？在教學中，筆者常提醒學生，在實驗中，要多運用對比思維，尤其是觀察實驗現象時，我們若多注意比較現象中的異同點，實驗時手、眼、心同時到位，就更能準確抓住每一個實驗現象，實驗后也能有條理地進行總結和梳理，這樣以研究者的姿態對待每一個實驗，實驗效果就會不一樣。

以滬教版初三化學教材上冊第五章第一節《金屬的性質和利用》中“金屬與酸溶液反應”的教學為例，筆者設計了一組對比實驗。取等量同種稀鹽酸于五支試管內，分別將大小一致的金屬鎂條、鐵片、鋅片、鋁片、銅片打磨后投入上述試管中，觀察發生的現象。在引導學生觀察時，提示大家注意觀察這五支試管內出現了哪些相同的現象和不同的現象，并試著根據現象進行分組研究。學生很快就紛紛回答，有四支試管內的金屬片上都有氣泡冒出，而銅片上無明顯現象;四支有氣泡產生的試管內，氣泡速率不同，從快到慢的順序依次是鎂、鋁、鋅、鐵;摸試管壁，投入鎂帶的試管明顯發燙，且鎂帶上浮，還能聽到“嘶嘶”的聲音。在整理該組實驗時，學生們很快按照現象異同畫出思維導圖，對金屬與稀酸溶液反應的共性和個性的理解也就水到渠成了。

在教學中，筆者常用學生喜愛的小游戲“找不同”來打比方，如果劃分區域后進行逐一對比，成功率就高，觀察化學實驗也要善用對比。不僅要縱向比，即比較單一實驗中反應前、反應中、反應后各現象的異同點;還要善于橫向比，即比較多組實驗中各現象的異同點，并根據現象中的異同點嘗試歸類，從而全面掌握物質性質。“外行看熱鬧，內行看門道”，當我們掌握了觀察要領，實驗中做到“手到、眼到、心到”，實驗時能有條理按步驟進行，實驗效果就凸顯了。

2018年蘇州市初三化學實驗考查，涉及到了碳酸鈉和碳酸氫鈉與稀鹽酸反應的對比、鋁片與銅鹽溶液反應的對比、酸堿中和反應中不同指示劑的對比等，是歷年實驗考查中最復雜的，所有設計均指向學生對比思維能力的考查。善用對比思維的學生，不僅實驗時有條不紊，實驗中現象觀察記錄全面到位，實驗要點整理時，更是能從實驗的異同點、物質性質的異同點、反應原理的異同點、微觀解釋反應的異同點等來逐一梳理。2018年中考中，筆者所任教的兩個班的化學中考成績在平行班中名列前茅，同時也是學生實驗開設最多的班級。

二、運用對比思維進行元素化合物教學，模型建構方法靈

世界是由形形色色的物質組成的，在化學教學中，元素化合物模塊是重點內容之一。初三化學中，習以為常的空氣、性質活潑的氧氣、奇妙的二氧化碳、自然界的水、常見的金屬與礦物、應用廣泛的酸堿鹽，豐富多彩又性質各異的化學物質，既為初三學生開啟了認識物質世界的大門，同時也帶來了不小的學習困擾。學生們常反映，物質太多，記不住，一開始還好，學得越多混淆越厲害。尤其是學習中等或中等偏下的學生群體，當他們在學習上越來越沒有成就感，學習興趣也會越來越低，久之就會變成學困生。在教學中，教師有意識地引導學生運用對比思維來學習元素與化合物知識，突出其知識體系和研究體系，就能變繁雜為有序，學習起來自然事半功倍。

以氧氣與二氧化碳的學習為例，氧氣是初中階段第一種系統學習的化學物質，教師要注意在此就引導學生構建好常見氣體物質的學習模型。如：研究常見氣體通常涉及哪些內容？（性質、制法、用途等）--如何研究常見氣體的性質？--如何研究物理性質？如何研究化學性質？-性質和用途有何關系？--如何獲得該氣體？在清楚了大概思路后，二氧化碳的學習，即可通過與氧氣的對比來逐一展開。尤其在滬教版教材中，二氧化碳按“自然界中的二氧化碳”、“二氧化碳的奇妙變化”、“二氧化碳的制備與利用”、“二氧化碳與人體健康”四大板塊編排，體系性不強，故在二氧化碳的教學中，教師有必要引導學生回到氣體的學習思路上來，對比氧氣從而構建二氧化碳的學習體系。到了第三章，還可追問，同為組成空氣的氣體，為什么氧氣與二氧化碳性質不同？那就是結構不同所導致的。再擴展到氫氣的學習，也可對比已熟悉的氣體來展開未知氣體的相關討論，還有一氧化碳氣體與二氧化碳氣體的對比等。

在第七章《應用廣泛的酸堿鹽》，善用對比思維方式來學習就更顯出優勢了。在這一章里，滬教版教材編寫思路清晰，先從溶液的酸堿性切入，接著依次重點解決常見的酸、常見的堿，再通過酸和堿中和反應產生鹽，自然過渡到鹽的學習。如，在酸的學習中，我們會重點探討濃硫酸與濃鹽酸性質的差異性對比、稀鹽酸和稀硫酸化學性質的相同性和不同性的對比;再如，兩種常見的堿--氫氧化鈣與氫氧化鈉物理性質和化學性質的學習，也都離不開對比思維的應用。而且，通過對比，我們能更加清晰地感受到酸堿鹽相互間反應的微觀解釋。如，活潑金屬與稀酸的置換反應，從微觀角度看，就是金屬原子與氫離子之間發生電子轉移的結果，金屬原子失去電子形成金屬陽離子，而氫離子則得到電子形成氫原子，再兩兩結合成氫分子，兩者電子轉移的數目相等。這樣就很容易理解，為什么稀鹽酸、稀硫酸均是實驗室制取氫氣的常見原料（因為都有共同的氫離子），但由于稀鹽酸與稀硫酸所含酸根離子不同，故在酸度一致的情況下，兩種稀酸與同種活潑金屬反應的速率也存在差異性。再如，氫氧化鈉與氫氧化鈣都是常見的堿，所含陰離子相同但金屬離子不同，故兩者與鹽溶液反應時有相似處也有不同點。在討論除雜問題時，先比較所含離子的異同點，再選擇合適的物質也會快速和準確很多。

三、運用對比思維進行基本概念教學，引導分析思路清

在初中化學教學中，有關理論部分的教學，是教師們較為困擾的。沒有化學實驗來吸睛，學生的興趣點就少了很多。再加上有些化學基本概念，離現實生活有點遙遠，對學生的思維能力要求很高。那么如何化抽象為形象、化枯燥為生動呢？以“溶解度”為例，可以采用如下策略。

1.活用生活案例，引導學生感知定量研究與定性研究的不同，建立對比思維意識

首先從學生息息相關的化學學習入手，與某學生進行互動式對話。看起來是破冰，其實是在引導學生感知定性研究與定量研究不同，定量研究以定性研究為基礎，需要數據的支撐，故比定性研究更準確。系列問話設計如下：喜歡化學嗎？1分到10分，你對化學的喜歡程度有幾分？偷偷告訴我，和旁邊的同學相比，誰化學學得更好？你有依據嗎？通過這組互動，成功引導學生認識到，若用分數高低來說明成績好壞會更直觀更準確，同時要在同類考試中進行比較才較為合理。本次課題是“物質溶解性的定量表示”，就是要從“定量”的角度來進行科學研究，用數據來說話。溶解性是一種物質在另一種物質中的溶解能力，能力有大小，物質的溶解性也有強弱之分，我們今天就來比一比固體物質的溶解性強弱。

化學學習與生活緊密相連，除了可以在生活中找到化學知識的典型應用以外，我們還可以運用熟知的生活點滴、生活經驗來指導學習。化學生活化，生活科學化，那是多么美妙的事情啊。

2.巧用對比實驗，引導學生厘清溶解度概念四要素，提升對比思維能力

溶解度難就難在對概念中四要素的理解上，在教學設計時，原則是無論如何都要讓四要素從學生的嘴里說出來，而不是對照書本灌入式的接受。為此，設計分兩步走，先引導學生通過討論基本鎖定大方向，再逐一細研得出四要素的準確內容。在引導討論的過程中，關于學生的回答，教師不做評判，只需問為什么、其他同學怎么看，讓學生有充分的思考和討論的時間。

先拋出第一個問題：請同學們思考，既然我們今天要比較固體物質的溶解能力，即溶解性的強弱，那如何設計簡單實驗“比較硝酸鉀和氯化鈉兩種固體物質在水中的溶解性強弱”？學生開始一一拋出零星的答案，最后匯總為以下四點：要測溫度，控制水溫一致;水要一樣多;溶解要達到飽和狀態;要測出溶解了多少固體物質。第一輪的討論已基本鎖定方向了，后面還需要細研，得到更為精準的描述。

接著我在PPT上呈現了以下表格：

有四位同學實驗對比了硝酸鉀和氯化鈉在水中的溶解性，相關數據記錄如表所示。請問：（1）4位同學定量比較硝酸鉀和氯化鈉在水中的溶解性時，研究的變量是什么？（2）哪位學生控制了單一變量，使得方案最合理？（3）要使“學生4的方案”最優化，還可作出怎樣的調整？

在引導學生一一討論后，請學生閱讀課本第18頁溶解度的定義，領悟固體溶解度概念中的四個要點。最后再指出，控制變量比較所用溶劑質量的方法也是可行的，只要控制溫度、溶質質量和溶液狀態均相同，比較溶質完全溶解時需要用水的質量即可。

思維能力的培養并非一朝一夕即可達成，有時教師花較大精力都不一定在短時間內就呈現出理想的效果來，尤其在初三化學教學中，因初三時間短，有時靠刷題更容易考出高分來，但只要教師在教學中善于引導，把思維能力的培養放在教育教學的首位，把學生關鍵能力的發展放在首位，把為了學生的終生發展放在首位，假以時日，我們的學生必然會在未來更為出色。