初中化学教学中对比实验的应用

赵久超

[摘要] 科学探究作为义务教育阶段化学课程的重要内容，对发展学生的科学素养具有不可替代的作用。化学实验是学生学习化学、实现科学探究的重要途径，因此以探究思想为指导的化学实验教学已经越来越受到教育工作者的重视。本文探讨了在中学化学教学中，以大量的对比实验为切入点培养学生化学科学素养的策略和方法。教学实践证明：在初中化学教学中运用对比实验开展探究活动，有利于激发学生的学习兴趣，培养学生知识的迁移能力，有利于创设实验情境，既能加强直观教学，又能优化探究过程，从而促进学生的科学思维能力和探究能力的发展，用对比实验探究教学可以促进教师教学方式和学生学习方式的转变。

[关键词]初中化学；对比实验；教学应用

【中图分类号】G633.8

化学是以实验为基础的自然科学，离开实验，化学便会成为空中楼阁，虚无缥缈。实验是学生获取知识、创新知识的重要手段，也是培养学生学习兴趣和科学态度的重要途径。特别是对比实验可以将“对比”和“实验”这两种认识事物的方法有机结合起来，通过实验进行对比，或用对比的方法进行实验，有利于学生更好地理解、掌握和巩固化学知识。一个好的对比实验，不仅可以有效地帮助学生学好化学知识、培养学生探究能力，还有助于训练学生思维的灵活性、发散性和创造性。

一、帮助学生形成和理解概念

如讲“催化剂”这一概念时 ，我就充分利用课本中二个演示实验作为对比 ，指导学生观察不同的现象 ，进行比较、分析 ，得出“二氧化锰具有使过氧化氢迅速放出氧气的本领”这一结论 ，使学生对“催化劑”有一个直观认识 ，从而帮助学生形成“催化剂”的概念。探究饱和溶液的概念时，我们设计了一组对比实验：取一瓶底部留有硝酸钾固体的硝酸钾溶液，分别取20ml加入两个烧杯中，再分别向两个烧杯中加入2g硝酸钾固体，用玻璃棒搅拌，固体均不溶解。在其中一只烧杯中加入5ml水，刚才未溶解的硝酸钾固体溶解；将另一只烧杯放在酒精灯上加热，刚才未溶解的硝酸钾固体也溶解。该组对比实验说明一定温度下，一定量的溶剂中不能再溶解某种溶质的溶液为该物质的饱和溶液。饱和溶液在加水或改变温度的情况下，可以转变为不饱和溶液。

二、可提高学生的观察分析能力

如第七单元《燃料及其应用》的教学中经常会碰到这样的题目：两梗火柴引燃后，一梗火柴头朝下，另一梗火柴头朝上，燃烧的情况有什么不同？分析其原因。不少教师经历过口头讲述其现象，分析其原因，后又发现教学效果不好。如果我们在做该题目前，先让两位学生做对比实验：两位学生同时引燃火柴后，一位将火柴头朝下，另一位将火柴头朝上。学生经观察实验现象后，不难分析得出正确的结论。

三、有利于学生确定实验方案

在学习二氧化碳实验室制取这一节内容时，如果教师只照本宣科，讲明实验室制取二氧化碳用的是稀盐酸和石灰石，这样学生虽然知道了用什么药品可以制取二氧化碳，但对为什么要选取稀盐酸和石灰石来制取，而不用其它的酸或其它药品制取呢？此时可以设计一组对比实验：

实验一：石灰石+稀硫酸，观察现象。

实验二：碳酸钠+稀盐酸，观察现象。

实验三：石灰石+稀盐酸，观察现象。

实验四：石灰石+浓盐酸，观察现象。

学生观察到：实验一反应一会儿就停止；实验二反应太快，不利于收集气体；实验四浓盐酸打开瓶盖看见白雾易挥发制得的气体不纯，只有实验三，反应速度适中，且持续进行，有利于收集气体。通过对比实验的观察、分析，最终确定实验方案。

四、设计对比实验解决问题

简单方便：如第十单元《酸和碱》中探究碱的化学性质时，教材没有为我们提供二氧化碳能否与氢氧化钠溶液反应的案例。而二氧化碳能否与氢氧化钠溶液反应的探究活动不仅是我们平时教学中重点，而且是中考命题的热点。我们可以根据二氧化碳的溶解性实验，引导学生设计对比实验来探究二氧化碳能否与氢氧化钠溶液反应。

五、发展学生自主探究能力

新课程倡导改变学生学习的方式、倡导学生“自主学习”、倡导“科学探究”教学，而设计实验方案、进行实验探究，常常用到对比实验。例如：稀盐酸与活泼金属镁反应生成氢气。我们已经知道在稀盐酸中存在H2O、Cl-和H+三种微粒。猜猜看，可能是稀盐酸中的哪一种微粒与镁发生了反应？先引导学生分析课题，强调相同条件，突出对比因素，使学生充分体会实验的因果关系，初步明确对比实验的原则和方法。学生讨论后自己设计实验。学生根据现象分析，排除了H2O分子、Cl-与镁反应的可能性，从而得出结论。在该对比实验中，从“提出问题、猜想假设、设计方案、实验探索、形成结论”的过程中，体验知识的发生发展过程，感悟发现的成功和创造的快乐，从而再次培养学生的探究能力。

六、拓展思维，培养科学严谨的实验态度

教材中是这样设计倾倒CO2，熄灭蜡烛实验的：烧杯中放两支位于高低处的燃烛，把一瓶CO2气体从低处燃烛一侧倒入，可看到低处的蜡烛先熄，高处的后熄。现象明显，也很易得出CO2密度比空气大，不能燃烧也不支持燃烧等结论。但实验若就此结束，往往容易出现因学生对此实验印象颇深而导致千篇一律，在今后的学习中，一遇到CO2熄灭蜡烛，总认为燃烛是低处的先熄、高处的后熄这样的定式思维。我在教学时设计了两个对比实验：1、将CO2从烧杯的正上方或靠高处燃烛一侧倒入，结果出现相反的现象。此实验失败了吗？在此情境下引导学生分析，同样能够推导出前述关于CO2的性质。借此告诉学生不要一味地死记实验现象，关键看CO2气体先覆盖哪一支燃烛。在此实验结束后，我还假设了两个对比实验，若倒入的是O2，通入的是H2，情况又如何呢？让学生思考、讨论，利用O2的支持燃烧和H2能燃烧的性质，可帮助学生进一步体会CO2不能燃烧也不支持燃烧的化学性质。2、在一块地砖上依次摆放高中低三支燃烛，然后罩上一个大烧杯，过一会观察，结果又出现了与最初实验完全相反的现象（燃烛从高到低依次熄灭）。怎样解释这种“奇怪”现象？抓住机会，引导学生分析：原来蜡烛燃烧产生热的CO2气体密度变小，产生上浮现象，导致先充满烧杯顶部而使高处的燃烛先接触CO2最早熄灭。通过以上对比实验，让学生形成了具体问题具体分析、科学严谨的实验态度，避免了对实验现象的局限性、偏面性认识，还可多角度巩固CO2的性质这一重要知识点。总之，通过对比实验教学，学生的积极性、创造性以及巨大的潜力得到充分发挥，以问题为中心的课堂教学得到了真正的体现。化学课堂成了讨论式、开放式的课堂，从而使学生更加有效的获得知识