对比实验在初中化学教学中的运用与思考

唐利平

【内容摘要】初中化学课程标准将科学探究作为教学改革的突破口，而对比实验恰恰是培养学生科学探究能力的最有效手段。本文通过一些具体案例阐述了在教学中如何运用对比实验进行科学探究，以及对比实验在激发学生探究欲望、培养学生探究能力、提高学生思维品质等方面的作用。

【关键词】对比实验 科学探究 积极性

新课程的基本理念之一是突出科学探究，培养学生的创新意识和实践能力，从而为学生的终生发展奠定基础。设置两个或两个以上的实验组，通过对比结果的比较分析，来探究各种因素与实验对象的关系，这样的实验称为对比实验。运用对比实验进行科学探究是培养学生科学探究能力的有效手段。俄国专家谢切诺夫曾说：“比较是人类最宝贵的宝藏”。在课堂教学中，运用对比实验可以增强实验效果，放大实验现象，对于学生掌握基本化学反应原理、观察实验现象、判断反应是否发生都有实际意义。

一、运用对比实验，激发探究欲望

传统教学过度强调对教学过程的预设，使教学的全部过程都被控制在预先设定的程序里，这种教学方法忽视了学生的主动性。初中的学生常常对新知识充满着好奇心，他们的思维不应是被禁锢的，教师的任务就是要把学生的思维能力尽可能地挖掘出来，将他们的好奇心转化为强烈的求知欲望，进而激发学生对问题进行探究的持续兴趣。

在《质量守恒定律》教学中，本人不是直接演示课本上的两个演示实验，得到质量守恒定律，而是先设计了下列三组对比实验：实验一：稀盐酸溶液与大理颗粒在开口的锥形瓶里进行反应。实验二：铁粉在敞口试管中加热。实验三：氢氧化钠溶液与硫酸铜溶液混合。学生完成三组实验后得到：实验一反应前后总质量减少，实验二反应前后总质量增大，实验三反应前后总质量无变化。实验后通过师生一起分析：实验一反应前后总质量为什么减少，实验二反应前后总质量为什么增大？估计是实验一中有气体生成并逸出了，实验二中空气中有气体参与反应。改进实验：用气球套在实验一的瓶口使其密封，用橡胶塞将实验二的试管口堵上，重复进行对比实验，实验二反应前后的总质量就不变了，但是实验一反应前后的天平读数依然减少了。继续分析试验，可能是气球胀大，浮力会增加，从而导致总体质量好像减少。于是有同学提出改进实验：用澄清石灰水将产生的二氧化碳吸收。即如沪教版上册化学书102页实验一所示操作，经实验后，发现质量不再改变。对比实验三和沪教版上册化学书102页实验一的优缺点，以及波义耳和拉瓦锡两个的实验对比，得到质量守恒定律。

在试验中发现问题，激发好奇心，使学生产生再探究的意愿。之后付之于实际行动，能进一步培养学生思考、创新等能力。

二、运用对比实验，传授探究方法

任何变化都受到多种因素的影响，运用对比实验进行探究是科学的重要方法之一。在教学中，注重指导学生掌握运用对比实验进行科学探究，是培养学生科学探究能力的有效手段。

研究物质溶解快慢与哪些因素有关的实验，实验前先根据生活经验猜测有哪些因素，有怎样的影响，然后设计对比实验。分析要在几个“相同”条件下的原因，如相同质量的水，温度一样，相同质量且颗粒大小相似的食盐固体，让学生分别进行是否有搅拌的不同条件的实验？然后让学生设计对比实验探究其他因素的影响。通过类似的对比实验探究，让学生知道为什么要这样设计实验，有利于培养他们掌握科学的探究方法。又像化学课上，做将二氧化碳分别与澄清石灰水和氢氧化钠溶液反应的实验时，观察到前者反应现象为变浑浊，后者却没有明显的现象。那么，二氧化碳与氢氧化钠溶液反应吗？老师引导，学生设计实验。又像化学课上，做将二氧化碳分别与澄清石灰水和氢氧化钠溶液反应的实验时，学生观察到前者变浑浊，后者没有明显现象。那么，二氧化碳与氢氧化钠溶液反应吗？老师引导，学生设计实验。学生甲——取一收集满二氧化碳的软塑料瓶，向其中倒入一定体积一定浓度的氢氧化钠溶液，盖上并关紧瓶盖，上下振荡，能观察到软塑料瓶变瘪。学生乙——取一收集满二氧化碳的集气瓶，向其中倒入一定体积一定浓度的氢氧化钠溶液，在瓶口放一煮熟的去壳鸡蛋，一段时间后，鸡蛋被呑入瓶中。然后老师问：上述现象能证明二氧化碳与氢氧化钠溶液发生了化学反应吗？有的学生认为可以，有的同学则认为上述实验还不足以证明二氧化碳与氢氧化钠溶液确实发生了反应，原因是氢氧化钠溶液中有水，并且二氧化碳也能与水反应，而且还能溶于水，也可能是二氧化碳与水反应，或溶于水使瓶内气压减小致使软塑料瓶变瘪。老师可进一步引导学生设计对比实验：另外拿一个与甲实验一样的软塑料瓶，集满二氧化碳后，分别加与氢氧化钠溶液体积一样的水，上下振荡，对比两个瓶子变瘪情况。

在这一对照组中，注意引导学生“软塑料瓶的大小”、“注入瓶中液体的体积”这些变量必须相同，即：将简单因素一起比较，必须同时调控其他可能会影响的其他因素，尽量反应在相同条件下进行。这些是进行对比实验的基本注意事项，也是对比实验中始终要遵守的基本原则。

三、运用对比实验，辨析错误认识

当学生有了错误的认识，或对某些实验提出质疑时，教师应抓住契机，鼓励学生设计一些对比实验，让学生通过总结的亲身体会，推翻以前的错误概念，确立正确的认识。

有的学生在学习二氧化碳的性质时，觉得能使紫色石蕊变红的物质是二

氧化碳，教师可以导学生设计以下实验：用四朵紫色石蕊染成的紫色的干燥纸花，同时进行四组对比实验：（1）向干燥纸花上喷稀盐酸溶液;（2）在干燥纸花上喷水;（3）干燥的集气瓶中放干燥纸花并且通入干燥的二氧化碳气体;（4）将用水湿润后的纸花放入集气瓶中，并通入二氧化碳气体分别观察现象，对比实验现象并讨论分析，得到结论：能使紫色石蕊变色的是二氧化碳与水反应生成的碳酸而不是二氧化碳气体。

在教学中，作为教师要呵护学生的积极性，增加对学生大胆质疑勇气的培养，并在质疑的基础上学会解决质疑，从而培养学生科学探究精神，把学生培养成具有独立思考和独立判断能力的学生。

四、运用对比实验，培养思维品质

针对初中学生的心理特点和学习情况，通过教师的引导，设计一些科学、新颖、简捷的对比实验，不仅可以帮助学生效率更高地学习化学，培养实验中的思考和动手能力，甚至可以使学生思维灵活、严密、激发学生思维的发散性和创造性。

在《酸的性质》一节内容中，提出这样的問题：如何证明在稀盐酸溶液中能让紫色石蕊变红的是H+，通过引导学生明白稀盐酸中的微粒有：H2O、Cl-、H+。有的同学会想到稀硫酸也能使紫色石蕊试液变红，那么是H2O、SO42-还是H+呢？教师进一步引导学生讨论，并设计如下对比实验组：（1）盐酸溶液里滴加紫色石蕊试液;（2）硫酸溶液里滴加紫色石蕊;（3）蒸馏水里滴加紫色石蕊试液。通过实验结果对比得出结论。教师引导是否可以用实验来证明H2O、Cl-不能使紫色石蕊试液变红，从而说明盐酸中能使石蕊变红的是H+呢？由学生思考后设计对比实：（1）盐酸溶液里加紫色石蕊;（2）氯化钠溶液里滴加紫色石蕊。学生亲自动手实验、观察、分析、得出实验结论。另外再由学生自己尝试证明稀硫酸溶液中能使紫色石蕊试液变红的微粒。

通过对比实验学生能更好地验证化学原理、判断化学反应是否发生、调动学生好奇心主动改进化学实验，使学生对于化学知识掌握更加牢固。学生通过做相关实验、观察、对比试验、自主讨论，建立了正确的现象和结论，学生的思维能力也在探究对比中得到了深入的锻炼。从而提高学生学习化学的兴趣，丰富学生验证科学结论的方法，完善学生学习化学的知识体系，为今后学生自主设计实验验证科学结论提供有效的方法。

【参考文献】

[1]王成秩. 例谈对比实验在化学教学中的应用[J]. 中学化学， 2015（2）：9-11.

[2]窦梅.

例谈九年级化学教学中对比实验的优化[J]. 中学课程辅导：教学研究， 2016， 10（14）.

（作者单位：苏州市吴江区庙港中学）