例谈初中化学对比实验的设计原则

周邵丹

摘要：针对初中化学特点，结合案例论述设计对比实验所要遵循的原则：对比的有效性、分析的缜密性、设计的简洁性，并就如何让初中学生在设计对比实验时把握好这些原则，阐述了观点和实践经验。

关键词：初中化学；对比实验；设计原则

文章编号：1008-0546（2014）06-0089-02 中图分类号：G633.8 文献标识码：B

doi：10.3969/j.issn.1008-0546.2014.06.035

“比较”是经常使用的一种科学方法，它既要研究事物之间的相同点，又要分析事物之间的不同点。在化学研究中，常常要根据实验结果，发现事物的异同点，获得科学的结论。鉴于“比较”这种思想方法在问题探究中的重要性，在初中化学中，已经出现通过对比实验来进行科学探究。但对比实验的设计需遵循一定的原则，尤其在初中这样的化学启蒙阶段，更要结合学生的认知特点和能力水平来设计对比实验。

一、对比的有效性

1. 目的具有针对性

案例一：稀硫酸能使紫色石蕊试液变成红色。请设计对比实验探究是硫酸溶液中的哪种微粒使石蕊变红。

有学生设计了这样的对比实验：分别向稀硫酸和蒸馏水中滴加紫色石蕊试液，观察到稀硫酸中石蕊变红，蒸馏水中石蕊不变色，说明是硫酸溶液中的H+使石蕊变红。

在学生已有的化学知识基础上，以上案例完全可以设计其他对比实验方案，如：分别往两瓶气体中倒入澄清石灰水，比较石灰水的浑浊程度；分别用燃着的小木条伸入两瓶气体中，比较小木条的燃烧情况。这些现象都具有显著差异性。

3. 变量控制具有全面性

案例三：活泼金属与盐酸发生化学反应的速率与盐酸浓度有关，如何设计对比实验证明？

一开始学生都是这样设计实验方案：取两支相同的试管A、B，往试管A中加入浓度为5%的盐酸，往试管B中加入浓度为10%的盐酸，然后分别往两支试管中加入锌粒，观察产生气泡的速率。

初中化学对比实验是进行单因素比较，也就是必须设法控制其分可能有影响的诸多因素（也就是控制变量），尽量使这些因素完全相同。这是对比实验过程中自始至终要遵循的重要原则。以上这个对比实验设计忽略了很多变量的控制。温度、盐酸的量、加入锌粒的量、锌粒的颗粒大小，这些变量都未控制得相同。也就是说，并未排除这些因素对反应速率的影响。在这样的情况下，得出影响反应速率的因素是盐酸的浓度，显然是不合理的。这项对比就是无效对比。

初中学生对实验中的“变量”概念尚不熟悉，只是凭已有经验和认知作出初步的变量分类。在上述案例中，学生已经意识到要将“金属的种类”这个变量控制得相同，改变的是“盐酸的浓度”这个变量；但尚意识不到实验中的其它多个变量，对变量的控制是不全面的。可以由浅入深逐步引导学生关注实验中的变量。首先要让学生理解“变量”即对比实验中的条件。在上述案例中，涉及到哪些条件？可以引导学生慢慢思索并进行罗列。在初期，可以鼓励同学间合作，相互交流所考虑到的条件，相互补充，以求尽量全面。在此基础上，对变量进行分类，即分为实验变量和控制变量两类。实验变量就是实验中要研究的因素，也就是要改变的条件；控制变量即实验中要控制的相同的其他因素，也就是要保持不变的相同条件。在上述案例中，让学生思考哪个是要研究的因素，哪些是要保持相同的条件。学生在这样的引导下，就逐渐学会全面、准确地做好变量控制。

二、分析的缜密性

案例四：请设计对比实验比较铝和锌的金属活动性强弱。

学生设计对比实验：取两支相同的试管A、B，在室温下，分别加入5mL浓度为10%的稀盐酸，然后分别往两支试管中加入铝片和锌粒，观察产生气泡的速率。

学生观察到的现象是：铝片表面产生气泡比锌粒少而慢。因此得出结论：锌的活动性比铝强。

学生设计的这个对比实验，对比目的具有针对性，现象有显著差异，且变量也控制得全面，应该说，对比的有效性是有的。但为何得不到正确的结论？问题在于没有全面分析制约实验现象的因素。其实，铝片放在空气中，表面会生成致密的氧化铝膜，从而阻碍铝片与盐酸的反应。若把铝片表面打磨干净再放入盐酸中，就会观察到铝片表面产生的气泡比锌粒多且快。

因此，对比实验的设计需要进行缜密的分析，忽略任何一个影响因素都有可能使对比实验不能成立。

三、设计的简洁性

对比实验涉及到两组或两组以上实验，相比于其它单组实验本身就有一定的复杂性。而初中学生尚处于化学启蒙阶段，对化学实验也是初步接触。如果实验过于复杂，学生在做实验过程中往往会暇顾不及，出现这样那样的问题，实验不一定能做成功。所以对比实验的设计方案要尽量简洁可行。如：实验药品和仪器要选用学生比较熟知易得的；实验装置要比较简单易组装；实验步骤要比较少且明了；实验操作要比较简便易行；在较短的时间内要能观察到明显的现象。

参考文献

[1] 中学化学国家课程标准研制组.义务教育教科书·化学（九年级上册）[M].上海：上海教育出版社，2012：98

[2] 苏州市教育科学研究所编.新课程初中学习能力自测丛书·化学[M].上海：上海科学技术出版社，2011：145-151endprint

摘要：针对初中化学特点，结合案例论述设计对比实验所要遵循的原则：对比的有效性、分析的缜密性、设计的简洁性，并就如何让初中学生在设计对比实验时把握好这些原则，阐述了观点和实践经验。

关键词：初中化学；对比实验；设计原则

文章编号：1008-0546（2014）06-0089-02 中图分类号：G633.8 文献标识码：B

doi：10.3969/j.issn.1008-0546.2014.06.035

“比较”是经常使用的一种科学方法，它既要研究事物之间的相同点，又要分析事物之间的不同点。在化学研究中，常常要根据实验结果，发现事物的异同点，获得科学的结论。鉴于“比较”这种思想方法在问题探究中的重要性，在初中化学中，已经出现通过对比实验来进行科学探究。但对比实验的设计需遵循一定的原则，尤其在初中这样的化学启蒙阶段，更要结合学生的认知特点和能力水平来设计对比实验。

一、对比的有效性

1. 目的具有针对性

案例一：稀硫酸能使紫色石蕊试液变成红色。请设计对比实验探究是硫酸溶液中的哪种微粒使石蕊变红。

有学生设计了这样的对比实验：分别向稀硫酸和蒸馏水中滴加紫色石蕊试液，观察到稀硫酸中石蕊变红，蒸馏水中石蕊不变色，说明是硫酸溶液中的H+使石蕊变红。

在学生已有的化学知识基础上，以上案例完全可以设计其他对比实验方案，如：分别往两瓶气体中倒入澄清石灰水，比较石灰水的浑浊程度；分别用燃着的小木条伸入两瓶气体中，比较小木条的燃烧情况。这些现象都具有显著差异性。

3. 变量控制具有全面性

案例三：活泼金属与盐酸发生化学反应的速率与盐酸浓度有关，如何设计对比实验证明？

一开始学生都是这样设计实验方案：取两支相同的试管A、B，往试管A中加入浓度为5%的盐酸，往试管B中加入浓度为10%的盐酸，然后分别往两支试管中加入锌粒，观察产生气泡的速率。

初中化学对比实验是进行单因素比较，也就是必须设法控制其分可能有影响的诸多因素（也就是控制变量），尽量使这些因素完全相同。这是对比实验过程中自始至终要遵循的重要原则。以上这个对比实验设计忽略了很多变量的控制。温度、盐酸的量、加入锌粒的量、锌粒的颗粒大小，这些变量都未控制得相同。也就是说，并未排除这些因素对反应速率的影响。在这样的情况下，得出影响反应速率的因素是盐酸的浓度，显然是不合理的。这项对比就是无效对比。

初中学生对实验中的“变量”概念尚不熟悉，只是凭已有经验和认知作出初步的变量分类。在上述案例中，学生已经意识到要将“金属的种类”这个变量控制得相同，改变的是“盐酸的浓度”这个变量；但尚意识不到实验中的其它多个变量，对变量的控制是不全面的。可以由浅入深逐步引导学生关注实验中的变量。首先要让学生理解“变量”即对比实验中的条件。在上述案例中，涉及到哪些条件？可以引导学生慢慢思索并进行罗列。在初期，可以鼓励同学间合作，相互交流所考虑到的条件，相互补充，以求尽量全面。在此基础上，对变量进行分类，即分为实验变量和控制变量两类。实验变量就是实验中要研究的因素，也就是要改变的条件；控制变量即实验中要控制的相同的其他因素，也就是要保持不变的相同条件。在上述案例中，让学生思考哪个是要研究的因素，哪些是要保持相同的条件。学生在这样的引导下，就逐渐学会全面、准确地做好变量控制。

二、分析的缜密性

案例四：请设计对比实验比较铝和锌的金属活动性强弱。

学生设计对比实验：取两支相同的试管A、B，在室温下，分别加入5mL浓度为10%的稀盐酸，然后分别往两支试管中加入铝片和锌粒，观察产生气泡的速率。

学生观察到的现象是：铝片表面产生气泡比锌粒少而慢。因此得出结论：锌的活动性比铝强。

学生设计的这个对比实验，对比目的具有针对性，现象有显著差异，且变量也控制得全面，应该说，对比的有效性是有的。但为何得不到正确的结论？问题在于没有全面分析制约实验现象的因素。其实，铝片放在空气中，表面会生成致密的氧化铝膜，从而阻碍铝片与盐酸的反应。若把铝片表面打磨干净再放入盐酸中，就会观察到铝片表面产生的气泡比锌粒多且快。

因此，对比实验的设计需要进行缜密的分析，忽略任何一个影响因素都有可能使对比实验不能成立。

三、设计的简洁性

对比实验涉及到两组或两组以上实验，相比于其它单组实验本身就有一定的复杂性。而初中学生尚处于化学启蒙阶段，对化学实验也是初步接触。如果实验过于复杂，学生在做实验过程中往往会暇顾不及，出现这样那样的问题，实验不一定能做成功。所以对比实验的设计方案要尽量简洁可行。如：实验药品和仪器要选用学生比较熟知易得的；实验装置要比较简单易组装；实验步骤要比较少且明了；实验操作要比较简便易行；在较短的时间内要能观察到明显的现象。

参考文献

[1] 中学化学国家课程标准研制组.义务教育教科书·化学（九年级上册）[M].上海：上海教育出版社，2012：98

[2] 苏州市教育科学研究所编.新课程初中学习能力自测丛书·化学[M].上海：上海科学技术出版社，2011：145-151endprint

摘要：针对初中化学特点，结合案例论述设计对比实验所要遵循的原则：对比的有效性、分析的缜密性、设计的简洁性，并就如何让初中学生在设计对比实验时把握好这些原则，阐述了观点和实践经验。

关键词：初中化学；对比实验；设计原则

文章编号：1008-0546（2014）06-0089-02 中图分类号：G633.8 文献标识码：B

doi：10.3969/j.issn.1008-0546.2014.06.035

“比较”是经常使用的一种科学方法，它既要研究事物之间的相同点，又要分析事物之间的不同点。在化学研究中，常常要根据实验结果，发现事物的异同点，获得科学的结论。鉴于“比较”这种思想方法在问题探究中的重要性，在初中化学中，已经出现通过对比实验来进行科学探究。但对比实验的设计需遵循一定的原则，尤其在初中这样的化学启蒙阶段，更要结合学生的认知特点和能力水平来设计对比实验。

一、对比的有效性

1. 目的具有针对性

案例一：稀硫酸能使紫色石蕊试液变成红色。请设计对比实验探究是硫酸溶液中的哪种微粒使石蕊变红。

有学生设计了这样的对比实验：分别向稀硫酸和蒸馏水中滴加紫色石蕊试液，观察到稀硫酸中石蕊变红，蒸馏水中石蕊不变色，说明是硫酸溶液中的H+使石蕊变红。

在学生已有的化学知识基础上，以上案例完全可以设计其他对比实验方案，如：分别往两瓶气体中倒入澄清石灰水，比较石灰水的浑浊程度；分别用燃着的小木条伸入两瓶气体中，比较小木条的燃烧情况。这些现象都具有显著差异性。

3. 变量控制具有全面性

案例三：活泼金属与盐酸发生化学反应的速率与盐酸浓度有关，如何设计对比实验证明？

一开始学生都是这样设计实验方案：取两支相同的试管A、B，往试管A中加入浓度为5%的盐酸，往试管B中加入浓度为10%的盐酸，然后分别往两支试管中加入锌粒，观察产生气泡的速率。

初中化学对比实验是进行单因素比较，也就是必须设法控制其分可能有影响的诸多因素（也就是控制变量），尽量使这些因素完全相同。这是对比实验过程中自始至终要遵循的重要原则。以上这个对比实验设计忽略了很多变量的控制。温度、盐酸的量、加入锌粒的量、锌粒的颗粒大小，这些变量都未控制得相同。也就是说，并未排除这些因素对反应速率的影响。在这样的情况下，得出影响反应速率的因素是盐酸的浓度，显然是不合理的。这项对比就是无效对比。

初中学生对实验中的“变量”概念尚不熟悉，只是凭已有经验和认知作出初步的变量分类。在上述案例中，学生已经意识到要将“金属的种类”这个变量控制得相同，改变的是“盐酸的浓度”这个变量；但尚意识不到实验中的其它多个变量，对变量的控制是不全面的。可以由浅入深逐步引导学生关注实验中的变量。首先要让学生理解“变量”即对比实验中的条件。在上述案例中，涉及到哪些条件？可以引导学生慢慢思索并进行罗列。在初期，可以鼓励同学间合作，相互交流所考虑到的条件，相互补充，以求尽量全面。在此基础上，对变量进行分类，即分为实验变量和控制变量两类。实验变量就是实验中要研究的因素，也就是要改变的条件；控制变量即实验中要控制的相同的其他因素，也就是要保持不变的相同条件。在上述案例中，让学生思考哪个是要研究的因素，哪些是要保持相同的条件。学生在这样的引导下，就逐渐学会全面、准确地做好变量控制。

二、分析的缜密性

案例四：请设计对比实验比较铝和锌的金属活动性强弱。

学生设计对比实验：取两支相同的试管A、B，在室温下，分别加入5mL浓度为10%的稀盐酸，然后分别往两支试管中加入铝片和锌粒，观察产生气泡的速率。

学生观察到的现象是：铝片表面产生气泡比锌粒少而慢。因此得出结论：锌的活动性比铝强。

学生设计的这个对比实验，对比目的具有针对性，现象有显著差异，且变量也控制得全面，应该说，对比的有效性是有的。但为何得不到正确的结论？问题在于没有全面分析制约实验现象的因素。其实，铝片放在空气中，表面会生成致密的氧化铝膜，从而阻碍铝片与盐酸的反应。若把铝片表面打磨干净再放入盐酸中，就会观察到铝片表面产生的气泡比锌粒多且快。

因此，对比实验的设计需要进行缜密的分析，忽略任何一个影响因素都有可能使对比实验不能成立。

三、设计的简洁性

对比实验涉及到两组或两组以上实验，相比于其它单组实验本身就有一定的复杂性。而初中学生尚处于化学启蒙阶段，对化学实验也是初步接触。如果实验过于复杂，学生在做实验过程中往往会暇顾不及，出现这样那样的问题，实验不一定能做成功。所以对比实验的设计方案要尽量简洁可行。如：实验药品和仪器要选用学生比较熟知易得的；实验装置要比较简单易组装；实验步骤要比较少且明了；实验操作要比较简便易行；在较短的时间内要能观察到明显的现象。

参考文献

[1] 中学化学国家课程标准研制组.义务教育教科书·化学（九年级上册）[M].上海：上海教育出版社，2012：98

[2] 苏州市教育科学研究所编.新课程初中学习能力自测丛书·化学[M].上海：上海科学技术出版社，2011：145-151endprint