比较在化学实验中的应用

张文芳 李建国

著名教育家乌申斯基曾说:“比较是一切理解和思维的基础,我们正是通过比较了解世界上的一切的。”比较,是确定事物异同关系的思维过程和方法,也是各门学科教学常用的教学方法。大量的实践表明,在化学实验中,运用比较法组织学生实验活动,不仅有助于学生具体把握正确的实验知识,提高化学知识的理解能力,而且还能促进学生发散思维的积极发展。

比较在化学实验教学中的应用较为广泛,下面是笔者在长期实践中的尝试和体会。

一、在演示实验中应用比较

化学演示实验是化学教学中的一个重要环节。作为教育者应该着眼于激发学生学习兴趣,帮助学生形成化学概念,理解和巩固化学知识,优化演示实验,以求达到最佳实验效果。实践说明“比较”在演示实验中,可以培养学生的观察能力、思维能力。例如:在讲分子极性时,把四氯化碳和水,分别加入酸式滴定管中,开启旋塞让细液流入烧杯,用摩擦带电的玻璃棒靠近细液流,看其细液流是否弯曲,很快可以从实验比较中得出水是极性分子的结论。又如,为了验证钾的化学性质比钠的化学性质活泼,可以先把绿豆大小的金属钾和钠分别投入盛有水的烧杯中,然后启发学生细心地观察钾、钠体积变小的速度、发火燃烧、轻微爆炸声等现象,在观察的基础上加以分析,进行比较,从中得到实验的结论:钾比钠活泼。这样,不仅使学生全面、深刻地认识了钾和钠在化学性质上的差异性,激活了学生的求异思维,开发了学生智力,同时还培养了学生积极主动学习化学的良好品质。

二、在学生实验操作中渗透比较

认识论告诉人们:没有比较,则难以对事物进行鉴别;没有鉴别,则难以对事物进行正确的评价。比较,不仅可以使人们发现差异,甚至可以促使人们去创新乃至发明创造。英国细菌学家亚历山大·弗莱明对青霉素的发现,最初便源于实验中的一次“比较”。可见,在教学中教会学生运用“比较”的方法,渗透“比较”的逻辑思想,培养学生善于思考、勇于求异的精神,使之成为我们课堂教学的主旋律。在化学实验教学中,为了能让学生观察客观现象,认真分析和比较实验结果,教师可以通过学生动手实验,有意识地渗透“比较”这一认识自然的科学方法。

譬如,为了让学生弄清原电池的原理,可以通过实验比较,引导学生把锌片和铜片插入盛有稀硫酸的容器中,让学生观察、比较用导线连接两金属前后的实验现象。在此基础上,鼓励学生提出问题,师生共同分析、比较和讨论,从而得出一系列概念,达到正确理解原电池的目的。又如,为能让学生准确理解“用氯化钡溶液和稀硝酸,只能初步确定某溶液中含有硫酸根离子。”这一结论中的“初步”二字,教师可以让学生在实验操作中,先将氯化钡试剂分别滴入盛有硫酸钠和硝酸银溶液的试管中,加入稀硝酸,观察其化学现象。稍后换用硝酸钡代替氯化钡,进行同样的实验,让学生自行去比较结论。通过以上实验比较,学生确实能领悟到“初步”二字的含义。

三、运用比较改进实验教学

进行实验比较的逻辑基础必须建立在同一条件、同一关系下实施,否则是无法比较的。在实际教学中,由于受到实验条件的限制或其他因素的影响,教育者往往要对书中的一些实验进行一些改进。改进实验是在原有模式的基础上进行。在探索改进中应用比较将会不断优化实验,从而提高实验教学的效果。

在实验室提制甲烷过程中,对于碱石灰试剂的选择以及无水醋酸钠、氢氧化钠、生石灰的取量,通过反复比较会发现:用研碎的氢氧化钠、生石灰混合物代替市面上出售的碱石灰效果要好得多;同样,运用比较会得出无水醋酸钠、氢氧化钠、生石灰的实验取量以2:1:3较为理想的结论。这样既加速了制取甲烷的速度,还可以降低了试管的破损率。又如,在进行氨催化氧化实验中,可以通过分析、比较、改进,用易得来的催化剂代替贵重的金属铂。通常的实验是在实验装置稍作改进的基础上,用铂丝嵌在绕成螺旋状的粗铜丝中,加热后(加到红为止)由上而下旋转伸入锥形瓶,取出后用橡皮塞塞紧锥形瓶,现象是很理想的。但为了解决缺乏铂丝的困难,可以根据元素周期表和元素周期律的意义,从理论上假设几种催化剂,诸如电热丝、银等金属以代替铂,并进行实验比较。结果发现,用银作催化剂跟用铂相比,实验效果不相上下。而银的来源却很方便,只要把绕成螺旋状的铜丝浸入硝酸银溶液便可得到。

由于比较法具有条理清楚,区分度鲜明的特点,因此,在化学实验中运用比较法,通过多角度的比较和多方面的思考,不仅可以促使学生在“比较”中“求解”,在“比较”中加深认识,在“比较”中提高能力,同时也促进了学生发散思维能力的积极发展。