淺談初中化學(xué)中有關(guān)對比實驗設(shè)計的教學(xué)研究

王華

摘 要：對比實驗是初中化學(xué)中常用的探究方法，學(xué)好如何設(shè)計對比實驗有利于提高學(xué)生的科學(xué)探究能力，從而激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)化學(xué)的興趣。從兩個方面闡述了初中化學(xué)中有關(guān)對比實驗設(shè)計的教學(xué)研究，歸納常見的對比實驗，突出對比實驗設(shè)計的思路方法，從而提高學(xué)生設(shè)計對比實驗的能力，解決問題的能力。

關(guān)鍵詞：初中化學(xué)；對比實驗；設(shè)計

一、初中化學(xué)常見的對比實驗

對比實驗又叫對照實驗，它是運用比較的方法來揭示物質(zhì)的性質(zhì)或變化規(guī)律的一種實驗方法，一般是設(shè)置兩個或兩個以上的實驗組，通過對比結(jié)果的比較分析來探究個中因素和實驗對象的關(guān)系。

人教版初中化學(xué)教材中典型的對比實驗主要有：探究二氧化碳是否和水反應(yīng)；探究燃燒的條件；探究鐵生銹的條件等。設(shè)計對比實驗一般采用單一變量原則，即在對比實驗中的變量一般只有一個，在對比實驗中除了實驗變量不同外，其余因素都相同。而我個人認(rèn)為可以這樣幫助學(xué)生理解：設(shè)計對比實驗時，把實驗所需的條件全都滿足和缺少一個條件來進(jìn)行對比。

例如探究二氧化碳是否和水反應(yīng)的實驗。教材中實驗6-4：向充滿二氧化碳的軟塑料瓶中注入適量的水，蓋上瓶蓋振蕩，發(fā)現(xiàn)軟塑料瓶變癟了，分析現(xiàn)象得出結(jié)論：二氧化碳能溶于水。繼續(xù)利用該實驗進(jìn)行探究，取該塑料瓶中的水少許于試管中，滴加紫色石蕊溶液，發(fā)現(xiàn)石蕊溶液變紅。由此引出進(jìn)一步的探究：是什么物質(zhì)使紫色石蕊溶液變紅？即探究二氧化碳是否和水反應(yīng)。則設(shè)計的對比實驗是：條件全都滿足（既有二氧化碳又有水），和缺少一個條件（無二氧化碳或無水）進(jìn)行對比。如圖1，即（1）把紫色石蕊干燥小花只噴水；（2）把紫色石蕊干燥小花放入干燥的二氧化碳中；（3）把紫色石蕊干燥小花噴水后放入二氧化碳中。這樣把這三個實驗現(xiàn)象進(jìn)行對比就能得出以下結(jié)論：水和二氧化碳都不能使紫色石蕊變紅，二氧化碳和水反應(yīng)后的物質(zhì)能使紫色石蕊變紅（兩者反應(yīng)生成了一種新的物質(zhì)），再通過紫色石蕊干燥小花噴稀醋酸，變紅，說明二氧化碳和水反應(yīng)生成一種酸性物質(zhì)。

再如探究燃燒條件的對比實驗中，分析銅片上的紅磷和白磷及熱水中的白磷分別滿足了哪些燃燒條件，是如何進(jìn)行對比的，從而理解該實驗的設(shè)計意圖。如圖2所示，通過分析可以得出條件全都具備的是銅片上的白磷（是可燃物、溫度達(dá)到著火點、與空氣接觸），和它相對比的，缺少一個條件的是銅片上的紅磷及熱水中的白磷。從而利用銅片上的白磷和熱水中的白磷實驗現(xiàn)象的對比得出燃燒需要氧氣；利用銅片上的白磷和銅片上的紅磷實驗現(xiàn)象的對比得出燃燒需要溫度達(dá)到著火點。

還如探究鐵生銹的條件，通過生活常識和經(jīng)驗可以得出鐵在潮濕的空氣中易生銹，即鐵生銹和水、氧氣有關(guān)。則利用該方法設(shè)計對比實驗，如圖3所示：條件全都滿足，鐵既和水又和氧氣接觸（鐵釘被水淹沒一半）；缺少一個條件進(jìn)行對比：沒有水（鐵釘放在干燥的空氣中，為了防止空氣中的水蒸氣對實驗造成干擾，就在試管口塞上塞子）；沒有空氣（鐵釘全部淹沒在水中，為了防止空氣中的氧氣對實驗造成干擾，可在水面上滴一層植物油隔絕空氣）。通過以上實驗設(shè)計思路的學(xué)習(xí)，學(xué)生對如何設(shè)計對比實驗就有了初步的理解，能夠初步學(xué)會如何設(shè)計對比實驗來進(jìn)行科學(xué)探究。

二、對比實驗方法舉一反三的應(yīng)用

在初步掌握該對比實驗設(shè)計的方法后，學(xué)生能夠較容易地理解實驗設(shè)計的目的，在學(xué)習(xí)中能夠運用類推的方法進(jìn)行實驗設(shè)計，達(dá)到舉一反三的學(xué)習(xí)效果。當(dāng)學(xué)生逐漸形成這種能力后，遇到新的情境或新的問題時就能夠準(zhǔn)確地分析題意，解決問題。例如在進(jìn)行探究銅生銹的條件時，學(xué)生會聯(lián)系到探究鐵生銹條件的對比實驗。例題（圖4）：已知銅銹的化學(xué)式為Cu2（OH）2CO3，聯(lián)系鐵生銹的條件設(shè)計實驗探究銅生銹的條件。根據(jù)題目所給的信息可提出假設(shè)銅生銹的條件：銅生銹與水、氧氣、二氧化碳有關(guān)。設(shè)計的對比實驗分別是：條件全都滿足：銅與水，氧氣，二氧化碳同時接觸；缺少一個條件進(jìn)行對比，無水（有氧氣和二氧化碳）；無二氧化碳；無氧氣。如圖，一段時間后通過四個對比實驗發(fā)現(xiàn)B試管中的銅生銹了，得出結(jié)論：銅與水、氧氣、二氧化碳同時接觸會生銹。

再例如理解探究燃燒條件對比實驗的設(shè)計思路后，做有關(guān)探究燃燒條件的題目就得心應(yīng)手多了。例題（圖5）：某同學(xué)用如圖所示裝置探究燃燒條件，得到以下實驗事實：①不通空氣時，冷水中的白磷不燃燒；②通空氣時，冷水中的白磷不燃燒；③不通空氣時，熱水中的白磷不燃燒；④通空氣時，熱水中的白磷燃燒。能證明可燃物必須達(dá)到一定溫度（著火點）才能燃燒的實驗事實是②④。做此題時，有的學(xué)生因為對該對比實驗設(shè)計的不理解，不知道應(yīng)選擇兩個實驗現(xiàn)象進(jìn)行對比，而錯誤的只選擇②。通過對對比實驗設(shè)計思路的分析后，明白了應(yīng)該選擇哪兩個實驗進(jìn)行對比才能得出可靠的結(jié)論。

總之，在教學(xué)中設(shè)計對比實驗時不斷地滲透設(shè)計方法和思路，從而使學(xué)生在潛移默化中逐步掌握設(shè)計的方法，不斷提高學(xué)生實驗設(shè)計的能力、解決問題的能力。

參考文獻(xiàn)：

胡海嬰.化學(xué)教學(xué)中對比探究實驗的應(yīng)用[J].中學(xué)生數(shù)理化（教與學(xué)），2012（4）.