實驗教學中巧用對比實驗

苗運良

（江蘇省徐州市賈汪區耿集中學 江蘇 徐州 221126）

剛從《奇妙的二氧化碳》的課堂上下來，先說說在課堂上遇到的一個問題：二氧化碳跟水反應生成碳酸使紫色石蕊試液變紅的演示實驗中，把二氧化碳通入紫色石蕊試液中，液體顏色應該是由紫色逐漸變紅色的，但是不很明顯，這時我聽到有些學生在下面偷偷地說：“不好意思，實驗失敗了！”這時我把原來準備好的沒有通入二氧化碳氣體的紫色石蕊拿過來放在一起，什么都沒說，學生馬上驚訝：變紅了！所以我想說的是：在實驗教學中，要注意運用對比實驗。

初中化學是啟蒙學科，如何培養學生的學習興趣和探究能力至關重要。實驗是培養學生興趣和能力的最基本手段和最有效的方法，尤其是對比實驗對學生創新能力的培養和思維能力的提升起著無可替代的作用，既可幫助學生深刻理解和掌握教學內容，又能激發學生學習化學的好奇心和積極性，培養學生的化學思維能力。就上面這個實驗而言，如果教師沒有想到做對比實驗，或者說，沒準備作為對比的石蕊試液，恐怕要費很大的周折才能說清楚顏色變化，還不一定能讓學生信服的。在這個實驗中，我認為還要準備另一個對比實驗：通入二氧化碳氣體的已經變為紅色的石蕊試液，要預留一半在另一支試管中，其中一支試管在酒精燈火焰上加熱，另一支試管做為對比，然后把三支試管放在一起比較，現象就會更加明顯，也不用很多的語言來解釋了。

下面就結合本人多年來的教學實踐談談如何巧用對比實驗，讓實驗發揮最大的作用。

一、設計對比實驗目的要明確，易于引導學生對比

做實驗的目的，是為了探究問題，而對比實驗是探究問題的最佳途徑，要想做好實驗，就必須明確做這個實驗的目的是什么，為了達到這個目的，設計什么樣的實驗，以及什么樣的對比實驗，用來說明什么，或者說用來排除什么。舉個例子，在學習催化劑的概念時，我們知道二氧化錳作為過氧化氫制取氧氣的催化劑符合以下特征:能加快這個反應的速度、本身的質量和化學性質不變。這里就針對加快反應速度設計一個簡單的對比實驗：取兩支相同的試管，加入過氧化氫溶液，其中一支試管加入二氧化錳，另一支試管不加作為對比，能不能加快反應速度就一目了然了。在這個實驗中，學生很容易產生這樣的疑問：其他固體物質是否也能用來作此反應的催化劑呢？老師可以根據學生的好奇心，引導學生通過對比實驗來尋找答案：把需要驗證的物質分別放入過氧化氫溶液中，通過對比不難得出結論。

本文開頭所提到的二氧化碳能和水反應生成碳酸這個實驗，由于沒有明顯現象，不利于觀察。所以課本上設計了將二氧化碳通入紫色石蕊試液中，能使紫色石蕊試液變紅，事實上顏色變化還是不明顯，在這個實驗中學生難免會誤以為是二氧化碳氣體使紫色石蕊試液變紅的，那么我們該如何設計實驗讓學生明白不是二氧化碳氣體而是二氧化碳氣體和水反應生成的碳酸呢？個人認為下面這組對比實驗比較好：設計四個實驗進行對比，首先要準備四個用石蕊試液噴灑過的干燥的紙花。第一個實驗，向干燥的紙花上噴稀鹽酸或者稀硫酸，用以說明酸液可以使紫色石蕊變紅；第二個實驗，向干燥紙花上噴水，用以說明水不能使紫色石蕊變紅；第三個實驗，把干燥的紙花放入盛有干燥的二氧化碳氣體的集氣瓶中，這個實驗用以說明二氧化碳氣體是不能使紫色石蕊變紅的；第四個實驗，將干燥紙花噴完水后，放入盛有干燥的二氧化碳氣體的集氣瓶中，此時紙花變紅了。這樣四個實驗對比，學生更容易理解不是水，也不是二氧化碳氣體使紫色石蕊變紅的，而是二氧化碳氣體和水反應生成的一種酸性物質使紫色石蕊變紅的，然后再提一下碳酸就可以了。

二、設計實驗要簡單明了，易于操作

化學是初中生的啟蒙學科，學生剛剛接觸化學，特別是實驗，學生一接觸實驗就非常興奮，就管不住自己了。尤其是農村中學，條件差，很多實驗沒有條件做，偶爾做實驗，學生那叫一個放松，說是眉飛色舞都不過分，實話說，興趣是很濃，但是容易得意忘形，只顧看熱鬧，就沒有學到該掌握的知識。所以我認為我們設計實驗應該盡量簡單明了，容易理解和操作。

舉個例子，上教版九年級化學課本第四十六頁第六題，要求設計實驗驗證呼吸作用確實產生了二氧化碳氣體。按照我們老師的思維，應該設計這樣的實驗:人體呼入的空氣應該先通入氫氧化鈉溶液以除去空氣中的二氧化碳氣體，然后通過人體的呼吸作用，呼出的氣體再通過澄清的石灰水，澄清的石灰水變渾濁從而證明人體呼吸作用產生了二氧化碳氣體。我個人認為這個實驗雖然很嚴謹，但是對于剛剛接觸化學的初三學生來說，有點兒復雜了，暫時還不適合。不如設計一組簡單的對比實驗：只需要用兩支相同的試管，分別盛有相同的澄清石灰水，然后同時分別吹氣和通入空氣，只要比較澄清石灰水變渾濁的快慢或者渾濁程度即可。同樣能說明問題，我們為什么不設計簡單可行的實驗而去選擇復雜、難以操作的實驗呢？

三、設計實驗要控制變量，具有可比性

既然是對比實驗，就一定要有可比性。所謂可比性，簡單的說就像百米賽跑一樣，運動員要在同一起跑線上，還要聽到發令槍聲同時起跑才具有可比性，誰要是搶跑了，要作廢的。這樣的對比才具有可信度和說服力。例如：溶解現象這一章，第一節物質的溶解，要探究影響固體物質溶解速度的因素。若是想說明攪拌能加快固體物質的溶解速度，設計對比實驗最能說明問題：兩個燒杯，放入要溶解的固體，加入水，一個要攪拌，另一個不要攪拌，進行對比。但是要注意：第一，兩只燒杯要大小相同。第二，所加的固體物質和水要一樣多。第三，水的溫度要一樣，固體顆粒大小要一樣。在這樣的前提下，才具有說服力，也不需要過多的語言來敘述。再例如，在比較金屬的活動性順序的實驗中，若要是用稀硫酸或者稀鹽酸來證明鋅、鐵、鋁、鎂、銅等金屬的活潑性，所設計的對比實驗中就要強調這些變量要相同：溫度、酸的濃度、金屬的形狀或者金屬和酸的接觸面積等等。

另外，設計對比實驗還要有利于培養學生的合作精神，使學生的實驗能力得到共同提升。有些對比實驗過程比較復雜，步驟較多，再加上初學者知識面窄，若獨立完成某些對比實驗，往往效果不佳。因此教師應引導學生分工合作，分組實驗，分類完成，既做好小組內的實驗對比，又做好每組間的實驗對比，然后相互討論，分別查閱相關資料，并共同對各方資料進行整合和研討，共同得出相關結論。通過類似的合作，既節約了時間，又獲得了共同提升，切實起到了“一加一大于二”的效果，同時也培養了學生合作的能力，為學生將來的發展打下堅實的基礎。