中學(xué)化學(xué)對(duì)比實(shí)驗(yàn)在科學(xué)探究中的應(yīng)用

化學(xué)是以實(shí)驗(yàn)為基礎(chǔ)形成化學(xué)基本概念、建立系統(tǒng)化學(xué)理論的自然科學(xué)?？茖W(xué)探究是化學(xué)新課程倡導(dǎo)的主要學(xué)習(xí)方式，同時(shí)也是新課程重要的學(xué)習(xí)內(nèi)容和學(xué)習(xí)目標(biāo)。實(shí)驗(yàn)是科學(xué)探究的基本途徑和重要手段，而對(duì)比實(shí)驗(yàn)是運(yùn)用比較的方法揭示事物的性質(zhì)和變化規(guī)律的一類(lèi)實(shí)驗(yàn)。在中學(xué)化學(xué)教材中多處設(shè)計(jì)了對(duì)比實(shí)驗(yàn)，讓學(xué)生更好地理解、記憶所學(xué)知識(shí)。教師若能很好地運(yùn)用對(duì)比實(shí)驗(yàn)，不僅可以有效地幫助學(xué)生學(xué)好化學(xué)知識(shí)，培養(yǎng)實(shí)驗(yàn)?zāi)芰?，還可以幫助訓(xùn)練學(xué)生思維的靈活性、發(fā)散性和創(chuàng)造性等，并能使學(xué)生產(chǎn)生探究的樂(lè)趣。

下面就對(duì)比實(shí)驗(yàn)的應(yīng)用談一下自己的見(jiàn)解。

一、對(duì)比實(shí)驗(yàn)?zāi)芤l(fā)思考，使學(xué)生體會(huì)探究的樂(lè)趣

在學(xué)習(xí)金屬的性質(zhì)時(shí)，設(shè)計(jì)一組對(duì)比實(shí)驗(yàn)：將鎂、鋅、鐵、銅分別放入相同濃度的鹽酸中，學(xué)生會(huì)驚奇地觀察到反應(yīng)中的實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象。此時(shí)學(xué)生自然而然地會(huì)提出問(wèn)題：為什么這四種金屬表面產(chǎn)生氣泡的快慢、多少不一樣呢？此時(shí)學(xué)生心里就有了一個(gè)印象：雖然都是金屬，但是它們的性質(zhì)是不同的。有什么不同呢？由此激發(fā)學(xué)生科學(xué)探究的興趣。在學(xué)習(xí)《幾種常見(jiàn)的鹽》時(shí)，我們可以設(shè)計(jì)這樣一組實(shí)驗(yàn)：將碳酸鈣、碳酸鈉、碳酸氫鈉粉末分別放入三支試管，同時(shí)向這三只試管中滴加鹽酸。通過(guò)觀察，學(xué)生會(huì)發(fā)現(xiàn)實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象相同。這時(shí)，學(xué)生會(huì)產(chǎn)生疑問(wèn)：為什么三種不同的物質(zhì)與鹽酸反應(yīng)會(huì)產(chǎn)生相同的現(xiàn)象呢？是什么原因造成的呢？對(duì)比實(shí)驗(yàn)，對(duì)照著進(jìn)行觀察，通過(guò)辨異求同或同中求異的比較，使事物的性質(zhì)、狀態(tài)或特征更鮮明突出，便于學(xué)生理解和鞏固。

對(duì)于剛接觸化學(xué)的初中學(xué)生而言，實(shí)驗(yàn)中奇妙的變化最能吸引孩子的視線，在實(shí)驗(yàn)中，學(xué)生的情緒是興奮的，思維很活躍。教師在實(shí)驗(yàn)教學(xué)過(guò)程中適當(dāng)引導(dǎo)學(xué)生如何觀察實(shí)驗(yàn)，如何提出問(wèn)題，以此可以培養(yǎng)學(xué)生的觀察能力、分析能力，同時(shí)也有利于學(xué)生對(duì)化學(xué)概念的理解。

二、對(duì)比實(shí)驗(yàn)可提高學(xué)生自主探究的能力

新課程倡導(dǎo)改變學(xué)生的學(xué)習(xí)方式，倡導(dǎo)學(xué)生“自主學(xué)習(xí)”，倡導(dǎo)“科學(xué)探究”教學(xué)，而設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)方案、進(jìn)行實(shí)驗(yàn)探究，常常要用到對(duì)比實(shí)驗(yàn)。

例如，高中化學(xué)必修1在學(xué)習(xí)二氧化硫漂白性時(shí)，為了突出與前面所學(xué)的氯氣（實(shí)質(zhì)為次氯酸）的漂白實(shí)質(zhì)的區(qū)別，先引導(dǎo)學(xué)生分析課題，強(qiáng)調(diào)相同條件，突出對(duì)比因素，使學(xué)生充分體會(huì)實(shí)驗(yàn)的因果關(guān)系，初步明確對(duì)比實(shí)驗(yàn)的原則和方法。學(xué)生討論后自己設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)。學(xué)生根據(jù)現(xiàn)象分析，可以采用以下的實(shí)驗(yàn)，使兩者形成對(duì)比。

通過(guò)實(shí)驗(yàn)，引導(dǎo)學(xué)生歸納出：二氧化硫漂白后又可復(fù)原，色素與SO2結(jié)合生成的無(wú)色物質(zhì)不穩(wěn)定，在加熱或光照下可復(fù)原，而次氯酸漂白后不可復(fù)原，其實(shí)質(zhì)是有強(qiáng)氧化性的次氯酸把色素氧化了。這樣既達(dá)到掌握知識(shí)的目的，又培養(yǎng)了學(xué)生分析、解決問(wèn)題的能力。在該對(duì)比實(shí)驗(yàn)中，從“提出問(wèn)題、猜想假設(shè)、設(shè)計(jì)方案、實(shí)驗(yàn)探索、形成結(jié)論”的過(guò)程中，學(xué)生體驗(yàn)知識(shí)的發(fā)生發(fā)展過(guò)程，感悟發(fā)現(xiàn)的成功和創(chuàng)造的快樂(lè)，從而再次培養(yǎng)了學(xué)生的探究能力。

三、對(duì)比實(shí)驗(yàn)，有利于學(xué)生確定實(shí)驗(yàn)方案

酸和堿的中和反應(yīng)是酸、堿、鹽性質(zhì)中一個(gè)重要的反應(yīng)。怎樣證明酸和堿發(fā)生了中和反應(yīng)呢？

直接用氫氧化鈉溶液與稀鹽酸反應(yīng)，觀察不到明顯的實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象?？梢栽O(shè)計(jì)一組對(duì)比實(shí)驗(yàn)：

實(shí)驗(yàn)一：在氫氧化鈉溶液中加入無(wú)色酚酞試液，再逐滴加入稀鹽酸，觀察顏色的改變。

實(shí)驗(yàn)二：氫氧化鈉溶液中加入紫色石蕊試液，再逐滴加入稀鹽酸，觀察顏色的改變。

通過(guò)這兩個(gè)對(duì)比實(shí)驗(yàn)，很明顯看出紫色石蕊試液從藍(lán)色到紫色的變色不易覺(jué)察，效果不好，而酚酞由紅色變無(wú)色現(xiàn)象非常明顯，從而選擇酚酞試液來(lái)指示氫氧化鈉溶液與稀鹽酸反應(yīng)的進(jìn)行是最合適的。

在學(xué)習(xí)“二氧化碳實(shí)驗(yàn)室制取”這一節(jié)內(nèi)容時(shí)，如果教師只照本宣科，講明實(shí)驗(yàn)室制取二氧化碳用的是稀鹽酸和石灰石，這樣學(xué)生雖然知道了用什么藥品可以制取二氧化碳，但有疑慮：為什么要選取稀鹽酸和石灰石來(lái)制取，而不用其他的酸或其他藥品制取呢？此時(shí)可以設(shè)計(jì)一組對(duì)比實(shí)驗(yàn)：

實(shí)驗(yàn)一：石灰石+稀硫酸，觀察現(xiàn)象。

實(shí)驗(yàn)二：碳酸鈉+稀鹽酸，觀察現(xiàn)象。

實(shí)驗(yàn)三：石灰石+稀鹽酸，觀察現(xiàn)象。

實(shí)驗(yàn)四：石灰石+濃鹽酸，觀察現(xiàn)象。

通過(guò)對(duì)比實(shí)驗(yàn)的觀察、分析，最終確定實(shí)驗(yàn)方案：石灰石和稀鹽酸確實(shí)是實(shí)驗(yàn)室制取CO2氣體的最佳方案。這樣的教學(xué)不僅活躍了課堂氛圍，最主要的是讓學(xué)生得到了實(shí)踐鍛煉，知道如何從理論上選擇實(shí)驗(yàn)方案。

四、對(duì)比實(shí)驗(yàn)揭示變化的本質(zhì)

在CO2和H2O反應(yīng)的實(shí)驗(yàn)（4朵紫花實(shí)驗(yàn)）中，有這樣幾個(gè)對(duì)比：

1.空氣中的噴濕的紫花和盛有CO2試劑瓶中噴濕的紫花對(duì)比

2.盛有CO2試劑瓶中干燥的紫花和CO2試劑瓶中噴濕的紫花對(duì)比

3.噴有酸溶液的紫花和CO2試劑瓶中噴濕的紫花對(duì)比

通過(guò)對(duì)比實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象觀察，發(fā)現(xiàn)問(wèn)題，產(chǎn)生質(zhì)疑，積極思維，學(xué)生能很快地獲得CO2和H2O反應(yīng)生成一種酸的結(jié)論。教師應(yīng)在教學(xué)中提出這樣的問(wèn)題：去掉其中一朵花能得出什么結(jié)論呢？這樣的思考能使學(xué)生對(duì)實(shí)驗(yàn)中每個(gè)環(huán)節(jié)的作用更加深理解。

初中化學(xué)教材里安排了一系列的化學(xué)實(shí)驗(yàn)，很多實(shí)驗(yàn)都采用了對(duì)比實(shí)驗(yàn)。對(duì)比實(shí)驗(yàn)是指設(shè)置兩個(gè)或兩個(gè)以上的實(shí)驗(yàn)組，通過(guò)空白對(duì)比、自身對(duì)比、相互對(duì)比等，使學(xué)生理解對(duì)比實(shí)驗(yàn)控制可變因素。通過(guò)對(duì)比實(shí)驗(yàn)結(jié)果的分析，來(lái)探究某種因素與實(shí)驗(yàn)對(duì)象的關(guān)系。對(duì)比實(shí)驗(yàn)比其他實(shí)驗(yàn)的可信度更高，說(shuō)服力更強(qiáng)，因此，在課堂教學(xué)中，應(yīng)自覺(jué)而熟練地把這些方法教給學(xué)生，以切實(shí)提高學(xué)生的科學(xué)探究能力，從而體驗(yàn)知識(shí)的發(fā)生發(fā)展過(guò)程，感悟發(fā)現(xiàn)的成功和創(chuàng)造的快樂(lè)，形成持久的求知欲望。

（作者單位 新疆維吾爾自治區(qū)澤普巴州石油二中）