李雪峰

摘要：對比實驗在初中化學(xué)教學(xué)中占有重要地位，教師在新課改的大環(huán)境下應(yīng)多思考如何更好地利用對比實驗豐富化學(xué)課堂教學(xué)，將三維目標(biāo)轉(zhuǎn)化為核心素養(yǎng)目標(biāo)，更好地培養(yǎng)學(xué)生科學(xué)探究的精神，展現(xiàn)化學(xué)課程學(xué)習(xí)對學(xué)生發(fā)展的重要價值。通過分析對比實驗的重要性以及對比實驗與核心素養(yǎng)的關(guān)系，提出了相應(yīng)策略。

關(guān)鍵詞：初中化學(xué)；實驗教學(xué)；對比實驗；核心素養(yǎng)

《義務(wù)教育化學(xué)課程標(biāo)準(zhǔn)（2022年版）》（以下簡稱為新課標(biāo)）產(chǎn)生于“雙減”的大背景下，重在培養(yǎng)學(xué)生的核心素養(yǎng)，為學(xué)生的未來奠基。核心素養(yǎng)的提出要求淡化學(xué)生對知識的機(jī)械儲備，并強(qiáng)調(diào)學(xué)生在獲取知識的過程中形成的內(nèi)在能力?；瘜W(xué)學(xué)科落實核心素養(yǎng)的有效手段之一就是運用實驗教學(xué)，而對比實驗就是化學(xué)實驗的一種[1]。

一、對比實驗的重要性

新課標(biāo)提出了從“化學(xué)概念”“科學(xué)思維”“科學(xué)探究與實踐”“科學(xué)態(tài)度與責(zé)任”四方面來培養(yǎng)學(xué)生的核心素養(yǎng)。目標(biāo)要求要切實保證學(xué)生的必做實驗，提高學(xué)生探究實踐能力，發(fā)展科學(xué)思維、創(chuàng)新精神與實踐能力，用批判性和創(chuàng)造性思維養(yǎng)成科學(xué)態(tài)度與社會責(zé)任，為學(xué)生終身發(fā)展奠定基礎(chǔ)。運用好化學(xué)實驗教學(xué)能更好地落實對學(xué)生核心素養(yǎng)的培養(yǎng)。

化學(xué)是一門以實驗為基礎(chǔ)的科學(xué)，運用好實驗是學(xué)生學(xué)好化學(xué)最有力的手段之一。實驗方法可以從不同角度進(jìn)行分類，如定量實驗和定性實驗，單組實驗和對比實驗等。其中的對比實驗是指設(shè)置兩個或兩個以上的實驗組，通過學(xué)生觀察對比實驗的現(xiàn)象、比較分析實驗結(jié)果，來探究各種因素與實驗對象的關(guān)系。對比實驗可以讓學(xué)生在對實驗現(xiàn)象和過程的比較中來進(jìn)一步探索實驗的本質(zhì)和規(guī)律，能夠化抽象為直觀和形象，有效提升教學(xué)效果[2]。對比實驗可以更加直觀地展現(xiàn)出不同因素如何影響實驗現(xiàn)象、結(jié)果，前后實驗對比分析使學(xué)生科學(xué)思維得以拓展，形成強(qiáng)烈的科學(xué)探究欲望，更好地培養(yǎng)學(xué)生的科學(xué)態(tài)度，從而達(dá)到提升學(xué)生核心素養(yǎng)的目的。

二、對比實驗的運用策略

初中化學(xué)教材中安排了大量化學(xué)實驗，其中有很多對比實驗貫穿整個化學(xué)教學(xué)過程中。如：“對吸入的空氣和呼吸氣體的探究”“某些可燃物如碳、硫等分別在空氣和氧氣中燃燒”等兩個實驗進(jìn)行對比；“探究金屬和酸反應(yīng)驗證金屬活動性順序”等多個實驗進(jìn)行對比；“探究二氧化錳是過氧化氫溶液反應(yīng)的催化劑”等多次實驗進(jìn)行對比；“探究可燃物燃燒的條件”“探究鐵生銹的條件”等多因素的實驗。教師作為課堂教學(xué)的引領(lǐng)者，備課過程中應(yīng)充分研究新課標(biāo)，將對比實驗的運用發(fā)揮出最大功效，從而提升學(xué)生的核心素養(yǎng)。

（一）形成基本概念

新課標(biāo)中的第一個目標(biāo)要求是形成化學(xué)概念，解決實際問題?；瘜W(xué)實驗可以激發(fā)學(xué)生對物質(zhì)世界的好奇心，而對比實驗對學(xué)生理解基本化學(xué)概念的形成有著直觀形象的幫助。

在“探究二氧化錳是過氧化氫溶液催化劑”的實驗過程中，首先只取少量過氧化氫溶液于試管中并伸入帶火星木條，學(xué)生觀察到木條并沒有復(fù)燃；繼續(xù)向過氧化氫溶液中加入二氧化錳并伸入帶火星的木條，發(fā)現(xiàn)溶液中有大量氣泡冒出且?guī)Щ鹦悄緱l復(fù)燃。學(xué)生可以通過小組討論猜測產(chǎn)生上述兩個對比實驗現(xiàn)象的原因，此時答案不唯一，多數(shù)學(xué)生會猜測是因為二氧化錳碰到過氧化氫后，二者反應(yīng)生成了氧氣。而結(jié)論到底如何，可以繼續(xù)做對比實驗：當(dāng)溶液中無氣泡冒出時，繼續(xù)向試管中加入過氧化氫溶液，并伸入帶火星木條，發(fā)現(xiàn)溶液中仍有大量氣泡冒出且?guī)Щ鹦悄緱l復(fù)燃。反復(fù)如此，現(xiàn)象相同，這時再進(jìn)行交流討論，學(xué)生不再認(rèn)為過氧化氫與二氧化錳發(fā)生反應(yīng)，因為過氧化氫一直加，二氧化錳卻沒有再加入，氣泡會隨著過氧化氫的加入一直增加，二氧化錳并沒有明顯的減少，這樣的對比實驗引發(fā)了學(xué)生的深度思考。那二氧化錳是否改變了？學(xué)生在教師的引導(dǎo)下稱量反應(yīng)前后二氧化錳的質(zhì)量，驚奇地發(fā)現(xiàn)二氧化錳的質(zhì)量并沒有改變，由此教師總結(jié)出一個新的概念“催化劑”，學(xué)生恍然大悟。

多次對比實驗，使學(xué)生形成了概念的提煉思維，同時教師總結(jié)反復(fù)加入過氧化氫都可以快速產(chǎn)生氧氣的實驗，進(jìn)一步鞏固了學(xué)生對概念中“化學(xué)性質(zhì)”沒有改變，使學(xué)生對概念的理解得到提升，并聯(lián)系生活中橡膠中加入催化劑可以減慢橡膠老化這一化學(xué)變化，使學(xué)生頭腦中概念不斷深化，為解決實際問題奠定良好的基礎(chǔ)。

（二）培養(yǎng)思維能力

新課標(biāo)中的第二個目標(biāo)要求是發(fā)展科學(xué)思維，強(qiáng)化創(chuàng)新意識。良好的教學(xué)成果并不是看學(xué)生掌握了多少知識點，而是學(xué)生能否在知識體系的形成過程中培養(yǎng)科學(xué)思維。教師巧妙地設(shè)計對比實驗，可以使學(xué)生碰撞出思維的火花，提升學(xué)生解決問題的能力和創(chuàng)新意識。

通過上述對比實驗，使學(xué)生在探究實驗過程中基于事實與邏輯進(jìn)行獨立思考和判斷，對于不同信息、觀點進(jìn)行深度挖掘，逐步提升提出創(chuàng)造性見解的能力。

（三）突破教學(xué)難點

新課標(biāo)中的第三個目標(biāo)要求是經(jīng)過科學(xué)探究，增強(qiáng)實踐能力。實驗是學(xué)好化學(xué)的必要手段之一，化學(xué)實驗教學(xué)可以幫助學(xué)生形成一定的知識體系，但某些單一的實驗并不能說明問題的本質(zhì)，只是建立在淺層的結(jié)論性驗證，如果想從本質(zhì)入手，讓學(xué)生更加深入地理解知識本身的原理，可以設(shè)計對比實驗來突破教學(xué)難點，增強(qiáng)學(xué)生的實踐能力。

八年級下的知識學(xué)習(xí)學(xué)生已經(jīng)掌握碳酸能使紫色石蕊溶液變紅，在九年級認(rèn)識酸的化學(xué)性質(zhì)過程中，通過實驗教學(xué)，學(xué)生很容易總結(jié)出：酸溶液都能使紫色石蕊溶液變紅。而到了九年級就需要學(xué)生從本質(zhì)上認(rèn)識反應(yīng)的微觀過程，所以酸溶液中的什么粒子能使紫色石蕊溶液變紅是探究的難點，只靠酸溶液與紫色石蕊溶液接觸這一個實驗并不能說明問題，就可以利用對比實驗來突破難點。首先需要學(xué)生交流討論酸溶液中到底有什么粒子。教師可以以稀鹽酸為例，設(shè)計環(huán)環(huán)相扣的問題鏈：溶液中有氫離子、氯離子、水分子，是什么粒子使紫色石蕊溶液變紅？怎么證明呢？學(xué)生會想到是氫離子。教師繼續(xù)提出問題：其他含氫離子的溶液，如稀硫酸，稀硫酸中有氫離子也能使紫色石蕊溶液變紅，但稀硫酸中還有硫酸根離子和水分子，難道不是它們使紫色石蕊溶液變紅嗎？學(xué)生再次交流討論，改變設(shè)計思路，不證明氫離子能使紫色石蕊變紅，而是反向證明稀鹽酸中的氯離子和水分子不能使紫色石蕊溶液變紅，需要找到一種溶液里面有氯離子和水分子但沒有氫離子，即分別向稀鹽酸和氯化鈉溶液（不含氫離子）中加入紫色石蕊溶液，氯化鈉溶液中的鈉離子、氯離子、水分子都不能使紫色石蕊溶液變紅，所以可以得出結(jié)論是稀鹽酸中的氫離子使紫色石蕊溶液變紅。

學(xué)生經(jīng)歷了對比的實驗探究的過程，提高了科學(xué)探究的能力，學(xué)會了如何利用對比實驗分析解決探究中的難點。

（四）培養(yǎng)嚴(yán)謹(jǐn)態(tài)度

新課標(biāo)中的第四個目標(biāo)要求是養(yǎng)成科學(xué)態(tài)度，具有責(zé)任擔(dān)當(dāng)。對比實驗更容易培養(yǎng)學(xué)生的主觀能動性，大膽質(zhì)疑、嚴(yán)謹(jǐn)求實的科學(xué)態(tài)度。多問個為什么或者多思考實驗探究真正能得出的結(jié)論，有時會有意外收獲。

在“探究鐵生銹的條件”實驗中，教材設(shè)計了三個實驗：鐵只與蒸餾水接觸、鐵只與空氣接觸、鐵既與蒸餾水接觸又與空氣接觸。這種多因素的實驗思路在用“石蕊小花探究二氧化碳能與水反應(yīng)”以及“探究可燃物燃燒的條件”的實驗中都涉及過，而且學(xué)生也在第二單元掌握過鐵生銹屬于緩慢氧化反應(yīng)，所以在這個探究實驗中，大部分學(xué)生能很自然地聯(lián)系前面所學(xué)內(nèi)容探究出正確結(jié)論：鐵與氧氣和水同時接觸能生銹。但是有位平時細(xì)心、愛思考的學(xué)生提出了自己的質(zhì)疑：空氣中除了氧氣，還有氮氣等其他氣體，這個實驗并沒有去證明是氧氣而不是空氣中的其它氣體與鐵和水反應(yīng)。質(zhì)疑聲音的發(fā)出也引起了其他學(xué)生的思考。學(xué)生討論后一致贊同，可以將實驗中的空氣更改為氧氣，并且在鐵同時與水和氧氣接觸的試管口塞上橡膠塞，以防止空氣進(jìn)入試管中影響實驗結(jié)果。

學(xué)生在實驗過程中借助對比的思想，不僅能得出結(jié)論，還能主動思考是否還有其它因素影響實驗結(jié)果。學(xué)生有著嚴(yán)謹(jǐn)?shù)目茖W(xué)態(tài)度，敢于提出自己的觀點，這是真正意義上的思考，這樣的精神與品質(zhì)難能可貴，教師要充分給予肯定和保護(hù)[3]。

作為義務(wù)教育的教師，不能只為教授學(xué)生知識而把學(xué)生的興趣、思想扼殺在萌芽中，應(yīng)該認(rèn)真學(xué)習(xí)貫徹新課標(biāo)的核心素養(yǎng)，在實驗教學(xué)中認(rèn)真思考研究，帶動學(xué)生，培養(yǎng)學(xué)生的科學(xué)探究精神和批判性思維。

參考文獻(xiàn)：

[1] 中華人民共和國教育部.義務(wù)教育化學(xué)課程標(biāo)準(zhǔn)（2022 年版）[M].北京：北京師范大學(xué)出版社，2022：5-9.

[2] 馬守國.對比實驗在初中化學(xué)教學(xué)中的運用[J].當(dāng)代家庭教育，2022（24）.

[3] 于海玲.例談對比實驗在初中化學(xué)復(fù)習(xí)中的應(yīng)用[J].中學(xué)化學(xué)教學(xué)參考，2023（12）.

見習(xí)編輯/張婷婷