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作者:网 更新时间:2015年10月26日 21:04:51

  俄国心理学家谢切诺夫说:“对比是人类最珍贵的宝藏”。对比,是一种为了突出事物和现象的本质特征,将相近或相关的事物或现象放在一起对照观察,通过辩异求同或同中求异的比较,使事物的性质、状态特征更加鲜明突出,便于学生理解和巩固。而化学是一门以实验为基础的学科,因此,对比实验就成为化学学科研究的重要方法之一。那么,在教学过程中如何借助对比实验,为教学服务。本文结合教学实践,谈一些粗浅的看法。
  一、通过实验现象的对比,强化学生事实性知识的识记
  化学实验的核心内容是观察实验现象,得出实验结论。而中学化学学习内容中有大量的事实性知识,因此,可以借助对比实验现象的异同将其比较,达到很好的教学效果。
  1.直接对比,强化认识
  在教学中,有些实验比较简单,只要通过简单验证即可,此时可以采用直接对比。
  例如:人教版化学1(必修)第50页图3-18鉴别碳酸钠和碳酸氢钠。为了便于比较其对热的稳定性还可以设计成如图1所示的“套管实验”。A管加入NaCO3,B管加入NaHCO3,加热后,通过对比试管内固体量的变化和试管内壁是否有水珠出现以及烧杯中石灰水的变化情况,判断两者对热的稳定性。图1
  通过对现象的分析,虽然A管被酒精灯直接加热,但管内并无什么变化,而B管出现的现象足以说明,在该条件下,内装的NaHCO3固体已经分解,进而判断固体Na2CO3热稳定性强于NaHCO3。
  2.分层对比,深化认识
  学生学习化学概念要经历概念的形成、深化和认识发展的过程,是有层次有脉络的。这就要求教师在进行教学设计的时候关注概念形成的层次,恰当地运用分层对比促进概念的形成 。
  比如:在学习胶体这一概念时,对于胶体的概念形成过程设计为以下几个层次:①初步感知胶体;②体会胶体的性质; ③对比同一物质的不同聚集状态及其性质的差异;④认识物质聚集的程度也决定着物质的性质。根据以上概念形成层次的设计,设计几组对比实验以促进教学目标的达成。
  图2实验如图2所示。分别向冷水和沸水中滴加饱和氯化铁溶液,冷水中溶液变为浅黄色,沸水中溶液颜色立即加深,呈半透明状态,学生马上猜测有化学反应发生。这时教师可拿出激光笔进行丁达尔实验,让学生体会胶体的性质,并写出生成氢氧化铁胶体的化学方程式。让学生看书了解胶体与其他分散系的本质区别在于粒子的大小。
  图3在此基础上,教师再演示两组对比实验(如图3),一组是Fe(OH)3胶体和其沉淀的对比,另一组是CuSO4溶液和其胶体(用酒精溶解CuSO4可得到胶体)的对比。通过同一物质不同聚集状态的丁达尔现象的对比,使学生认识到物质的聚集尺度也决定着物质的性质。
  通过上述分层对比,学生在观察对比的过程中不仅学习胶体具有丁达尔效应这个特性,而且可认识到硫酸铜分散在水中可以溶液状态存在,而分散在酒精中形成胶体;还有氢氧化铁分散在水中既可以胶体状态存在,也可以浊液状态存在。所以,通过这一系列的实验之后,学生便会很清楚地认识到胶体不是一种特殊的物质,相同的物质分散在不同的分散介质中,便会得到不同的分散体系。当分散体系中的分散质颗粒大小符合一定的条件时便形成了胶体。至此,学生对“胶体是物质的一种分散状态”会有进一步的理解。
  通过对比,会让化学实验现象更加清晰,提高实验现象的可观性,具有较好的教学辅助价值。
  二、通过实验数据的对比,促进学生概念性知识的内化
  随着教育技术的迅速发展,越来越多的现代化实验仪器,走进实验室。运用传感器定量测量化学变化的各种数据,有利于学生在定性观察的基础上,进一步依据数据,对反应进行深入思考和研究,进而培养学生思维的深刻性和敏锐性。
  例如,在学习强弱电解质的电离时,为了便于分析不同浓度的弱电解质电离程度,可用传感器进行导电率测试。精确测定,在25℃时,1.00 mol·L-1醋酸和0.100mol·L-1醋酸溶液中c(H+),结果如表1所示。
  因此,借助数据的变化进行对比,会使问题更加直观,便于分析。
  三、通过实验条件的对比,深化学生认知的体验
  《普通高中化学课程标准》明确提出:初步认识实验条件的控制,认识反应条件控制在化学研究中的重要意义和作用,初步掌握控制实验条件的一些方法。
  化学实验离不开一定的实验条件。“实验,实际上是条件控制下的观察”,“所有的实验都是在条件控制下完成的”。
  例如:苏教版(选修)有机化学基础第79页“活动与探究”【实验2】实验时很多学生并没有得到预期的砖红色沉淀而是一种黑色的沉淀物。于是笔者引导学生取其中未出现砖红色沉淀的试管中的溶液,分成两份,其一继续滴加氢氧化钠,砖红色立即出现。与另一试管进行比较,原来只有悬浊液在呈碱性的条件下,氧化亚铜才能稳定存在。通过一个条件变化的对比实验,学生的印象就会很深刻了,同时也展示了化学实验的魅力。
  又如在课后实验:检验“速力菲”中是否含有Fe2+呢?学生设计:配成溶液后向其中滴入1滴~2滴KSCN溶液(不变红),然后滴入氯水,若看到溶液变成血红色,则溶液中含有Fe2+。然而实验并未如愿,其中一小组学生观察到的现象是:先变红后颜色褪去,还有一小组学生几乎没有看到红色出现。为什么?此时,可以将学生的实验做一下对比、交流并分析可能的原因:①氯水中有HClO具有漂白性;②氯水有氧化性,将其中的KSCN溶液氧化了;③两者都有……最后,引导学生通过查阅资料和对比实验验证,最终认为:氯水氧化了KSCN。抓住这一“异常现象的契机”,让学生对异常现象进行深入思考会得到很多重要的发现。明确实验过程中的用量对实验也起着至关重要的作用,用量“过多”或“过少”都会对实验造成影响。
  通过此类比较条件变化及实验过程的观察与分析,不仅可以教会学生正确地观察和认识事物,形成正确的感性认识,更可以培养学生的条件控制意识,提高学生分析观察解决问题的能力,对知识不仅知其然更知其所以然。而且也会让学生深刻认识到,任何的实验现象或结论都是在一定条件下得到的,条件变化,结果也会变化。
  总之,对比实验这一教学行为,不仅能使学生更有效地获取知识,还有助于培养学生的观察、分析、解决问题的能力。所以,在教学中应尽量多地采用对比实验,最大限度发挥对比实验的教学辅助功能。