注重对比实验教学 培养科学探究能力

宋全文

摘要：文章从对比实验的重要性、涵义、比较关键因素和基本类型归纳等方面，以典型、成功的实验教学案例论述了如何在中学化学教学实践中注重对比实验教学，培养学生的科学探究能力。

关键词：对比实验；教学；类型研究

文章编号：1008-0546（2014）05-0088-04 中图分类号：G633.8 文献标识码：B

doi：10.3969/j.issn.1008-0546.2014.05.034

义务教育阶段的化学教育，要激发学生学习化学的好奇心，引导学生认识物质世界的变化规律，形成化学的基本观念；引导学生体验科学探究的过程，启迪学生的科学思维，培养学生的实践能力；引导学生重视实验，尤其是对比实验，理解科学的本质，提高学生的科学素养。

对比实验是化学学科研究的重要方法之一，是以正确的实验操作和科学的观察方法为基础，以实验现象为依据，在实验过程中通过人为控制所产生的两个类似现象之间的差异进行对比分析的一种实验教学过程。俄国心理学家谢切诺夫说：“比较是人类最珍贵的宝藏”。如何进行对比实验的教学、发挥对比实验在化学教学中的作用，是值得化学教师探讨的问题。

一、中学化学教学中对比实验的基本涵义

对比是一种为了突出事物或现象的本质特征，将相近、相关的事物或现象放在一起，对照着进行观察，通过辨异求同或同中求异的比较，使事物的性质状态或特征更鲜明突出。

科学的本质是探究真理，实验是科学探究的基本途径和重要手段，有比较才有鉴别，在众多的实验方法中，“对比实验”就是“对比”和“实验”这两种认识事物的方法有机结合起来。对比实验是指设置两个或两个以上的对照组和实验组，通过对结果的比较分析，来探究其中因素与实验对象的关系，确定两组事物间的异同，以揭示研究对象具有某种属性或产生于某种原因的实验。其中对照组是作为比较的标准，实验组是作为研究的对象。将对比实验应用于课堂教学，在对物质性质的学习、概念及原理的掌握等方面起着重要作用，同时也成为新课程评价的热点平台。

对比实验又称为对照实验，指的是除了一个可变因素外，其他因素都保持不变的实验。对比实验可以运用于课堂教学的引入、讲授新课、复习巩固各个环节，适用于学习事实性知识和理论性知识，特别是在学习元素化合物知识时，对比记忆、形象记忆都有利于掌握知识，减轻因机械记忆而造成的负担。对比实验不仅能使学生更有效地获取知识，还有助于培养学生的各种能力，所以在实验教学中应尽量多的采用对比实验，并且从改进实验装置、熟悉操作过程、使用先进教学技术、优化认知过程等方面发挥对比实验的功能。

二、设计对比实验的关键

设计对比实验的关键是单一变量。比如要研究浓度对反应速率的影响，由于温度、催化剂、压强、固体反应物的颗粒大小等条件对速率也有影响，就必须保证两个对照实验的温度、催化剂、压强、固体反应物的颗粒大小等条件在误差允许的范围内相同，只有浓度不同，才能得到正确的结论。

最关键一点：对比实验一次只能验证一个变量，除了这个变量，其他条件必须相同。按照：（1）确定实验目的；（2）制定实验计划；（3）做好实验记录；（4）得出实验结论的顺序来实施。例如探究了影响双氧水分解速度的某种因素，实验数据记录如下表1：

实验结论：在相同条件下，双氧水浓度越大，双氧水分解得越快。

三、中学化学对比实验的基本类型归纳

1. 对比外部实验环境

对比实验探究铁生锈的条件，见图1，其中A为敞口试管，B、C盖有严密的橡胶塞，A和B下层都装有煮沸过的蒸馏水，B的上层有植物油，C内是干燥空气（每支试管中均放有相同的铁钉）。实验前将蒸馏水煮沸的目的是除去水中溶解的氧气。

通过对比A、B实验可知，A中的铁与水和氧气充分接触，容易生锈；B中的铁只与水接触，不容易生锈；比较A、B两个试管的现象说明铁生锈必需有氧气参加。

通过对比A、C实验可知，A中的铁与水和氧气充分接触，容易生锈；C中的铁只与氧气接触，不容易生锈；比较A、C两个试管的现象说明铁生锈必需有水参加。从而得出结论：铁的锈蚀是铁与空气中的氧气、水蒸气共同作用的结果，所以最易生锈的是A中的铁钉。

2. 对比不同仪器的功能

在实验设计中，为了落实三维教学目标，使学生在获取知识的同时，了解变化的过程和本质，实现“结论与过程”的统一，指导学生在做实验时，不仅注重最后的结果，还要仔细观察反应变化过程中的现象，激发学生去探究发生这些现象的本质。

例如在学习铁的两种氢氧化物Fe（OH）2和Fe（OH）3时，如果按人教版新教材上的实验实施，会发现灰绿色沉淀变成红褐色需要时间较长，不利于学生观察。于是我们将实验改进为对比实验（见图2）：

分别用试管和表面皿进行实验，取10mL1mol/LNaOH溶液分别盛在试管里和表面皿上，然后用长尖嘴的滴管吸取0.1mol/LFeSO4溶液伸入试管内液面以下再挤出试剂，可以看到沉淀由白色迅速变为灰绿色，同样用滴管取FeSO4溶液直接滴到表面皿上的NaOH溶液中，几乎看不到白色沉淀就直接出现灰绿色沉淀，并且沉淀迅速变为红褐色。运用这样的对比实验很好地帮助学生观察，对比同一物质在不同条件下发生的变化过程，认识不同条件对反应的影响。

3. 对比实验装置

如图3所示的“套管实验”装置，探究纯碱和小苏打两种固体加热是否分解，比较碳酸钠和碳酸氢钠的热稳定性。

实验时，首先向试管两端分别装入等物质的量的碳酸钠和碳酸氢钠固体，塞紧胶塞后将导管插入澄清石灰水中。点燃酒精灯，加热两种固体，可以观察到丙中导管口有气泡冒出，并使澄清石灰水变浑浊，丙仪器中发生反应的化学方程式：Ca（OH）2+CO2═CaCO3↓+H2O，而乙中无明显变化。这个实验操作简单，现象明显，有利于学生理解和掌握碳酸氢钠的热不稳定性。该实验探究利用的科学方法是对比观察法。endprint

这个设计以实验为载体，考查碳酸氢钠的受热不稳定性；同时又考查了学生利用课本知识结合新信息处理问题的能力。

4. 对比催化剂

按照初中教材上的催化剂有关内容进行教学时发现，学生会出现一些认识误区：由于在过氧化氢和氯酸钾的分解反应中都使用的是二氧化锰做催化剂，所以学生认为只有二氧化锰是催化剂；催化剂都是加快反应速率；催化剂都能很显著地加快反应速率。如何帮助学生消除学习误区，建立比较全面、科学的催化剂概念呢？我们进行了以下的实验设计。

对比实验（1）：正催化剂和无催化剂的对比实验

实验目的：Fe2O3能做过氧化氢溶液分解反应的催化剂。

如图4所示的对比实验，先称量两份质量都为2g的Fe2O3，一份留作对比实验，另一份倒入试管中。然后量取两份体积都为20mL的H2O2溶液，一份留作对比实验，另一份倒入盛Fe2O3粉末的试管中。观察对比实验现象。

实验情况记录如下表1：

检验一种物质能不能做某物质的催化剂，首先要验证它能不能改变某物质的化学反应速率，其次要检验这种物质在化学反应完成后的质量和化学性质有没有发生改变。

通过对比实验证明氧化铁与H2O2溶液混合，确实能加快反应速率，但还不能说明它就是催化剂，要想进一步实验证明，就要设计实验测定氧化铁的质量和化学性质在反应前后不变，通过测量氧化铁反应前后的质量和氧化铁能完全溶解于稀硫酸的实验事实，得出氧化铁能在过氧化氢分解中起催化作用，使实验没有缺憾。对比有无催化剂，可得知的结论是Fe2O3固体能加快过氧化氢分解的速率。

对比实验（2）：负催化剂和无催化剂的对比实验

如图5实验，帮助学生理解负催化剂作用原理。 取二支试管，分别加入5 mL 10%的稀盐酸，用镊子取2颗锌粒分别放入两支试管中，即可观察到锌粒表面有大量气泡产生，且化学反应速率基本相同。然后在其中一支试管中加入0.5g乌洛托品（六亚甲基四胺）粉末，振荡试管，可以发现加入乌洛托品的试管里反应速度明显变慢以至几乎停止反应。说明乌洛托品减慢甚至阻止了锌与稀盐酸反应。乌洛托品可能是该反应中的负催化剂。

对比实验（3）：不同催化剂催化效果的对比实验

取三支试管，加入等体积等浓度（10%）的过氧化氢溶液，其中一支作为空白对照，向另外两支试管中分别加入等量的MnO2和硫酸铜晶体，观察到MnO2使得反应剧烈，产生大量气体，硫酸铜也能使反应速率加快，但是相对比较平稳，没有加入MnO2剧烈。这组实验的设计旨在让学生感受到催化剂有多种，催化的效果有差别。见图6。

在以上三组对比实验的基础上，引导学生讨论催化剂概念的内涵和外延，达到对催化剂认识的几点共识：第一：催化剂能够改变反应速率，可能加快或减慢；第二：不同的催化剂对同一反应催化效果不同；第三：催化剂与反应有特定关系。通过以上三组对比实验的设计、实施以及相关问题的讨论，学生对于催化剂的认识就比较全面、科学、准确，对于学生今后进入高中的学习打下了比较好的基础。

5. 对比实验现象

用如图7所示装置对铁生锈的条件进行了探究。A中的二氧化锰与过氧化氢溶液反应，生成水和氧气，B中生石灰的作用是除去氧气中的水蒸气，按照如图装置进行实验。

（1）通入氧气4分钟后观察：C处铁丝依然光亮，D处铁丝表面灰暗，E中铁丝依然光亮，说明铁生锈主要与氧气和水有关。

（2）D、E处实验现象对比说明：决定铁生锈快慢的一个重要因素是氧气的浓度，氧气浓度越大，铁生锈速度越快。

6. 对比温度条件

人教版课本在讲分子的运动时，设计了一个实验，利用逸出的氨分子使酚酞试液变红来证明分子的存在与运动的.在实验时难免闻到一股难闻的刺激性氨水气味，通过下列对比实验的改进可判断分子的存在与运动快慢的影响因素，减少环境的污染，增强了实验结果的客观准确性，装置如图8。

实验操作：

a：向B、D、E三支试管中分别加入5mL蒸馏水，各滴入1～2滴无色酚酞溶液，振荡，观察溶液颜色。

b：在A、C试管分别加入2 mL浓氨水，立即用带橡皮塞的导管按图连接好，并将C试管放置在盛有热水的烧杯中，观察几分钟。

实验结果与分析：

（1）E试管放有酚酞溶液的目的是进行对比。酚酞试液本身为无色，而当遇碱液时变红，单独放只盛有酚酞试液的E试管，是想说明氨水能使酚酞试液变红，起到一个对比的作用；

（2）进行操作b时观察到的现象是 B试管中的酚酞溶液慢慢变红色，D试管中的酚酞溶液很快变红色。A试管为常温，C试管为高温，温度不一样，分子的运动速度就不一样；

（3）由此可以得到的实验结论是①分子是客观存在，并总在不断运动的；②温度越高，分子运动速度越快；

（4）此实验的优点是能尽量防止氨气逸出，更能体验化学变化的过程；能够说明温度对分子运动快慢的影响等。

7. 对比内部压强

实验（1）：如图9所示，两支医用注射器，分别吸入等体积的水和空气，用手指顶住末端注射孔，将栓塞慢慢推入，容易推压的是B。原因是微观粒子之间有一定的间隔，液体的微粒之间的间隔较小，压力大。气体微粒之间的间隔较大，压力小，容易压缩，所以空气容易被推压。

实验（2）：关于CO2与NaOH溶液反应验证实验的创新设计方案，如图10所示，用等体积的两支试管收集满二氧化碳气体。用注射器分别向两个支试管中注入等体积的氢氧化钠溶液和蒸馏水，可以看到与氢氧化钠溶液相连的U型管一端的液面升高。实验现象说明装有氢氧化钠溶液的瓶中气压变得更小，说明二氧化碳与氢氧化钠发生了反应，排除了溶剂水对实验结论的干扰，得出反应物减少，气压变小，证明物质发生了化学反应的科学结论。

该实验始终在一个密闭的装置进行，杜绝物质与外界环境进行物质交换，对环境的影响很小，绿色环保。仪器易得，都是实验室常用仪器，装置和操作简单。优化对比实验设计，实验直观效果明显，现象对比更加鲜活，增强了现象对学生视觉的冲击力，从而激发学生的学习兴趣，激活学生的思维，能在短时间有效解决疑点，突破难点，提高课堂教学效率。

8. 对比着火点

（1）不同物质着火点对比，突出内因变化的决定因素在做“燃烧的条件”实验时，把同样大小的滤纸碎片和乒乓球碎片分开放在一块薄铜片的两侧，加热铜片的中部，如图11所示。观察到的现象是乒乓球碎片先燃烧。

滤纸是含纤维的纸，乒乓球是硝化纤维，乒乓球碎片着火点比滤纸低，所以乒乓球碎片先燃烧。新课本用乒乓球碎片和滤纸碎片代替旧课本的白磷和红磷实验，无毒，体现环保。通过此对比实验，说明燃烧的条件之一是温度需达到可燃物的着火点。

（2）同一物质在不同外部温度下的燃烧对比，彰显外因变化的条件。

如图12所示对比实验主要探究的燃烧条件是使可燃物的温度达到着火点。

由装置可知，白磷与氧气充分接触，不同的是两块白磷的温度，一块在热水中，一块在冷水中，过一段时间后，浸入热水中的白磷先燃烧，对比实验主要探究的燃烧条件是：温度达到可燃物的着火点。

总之，通过对比实验教学，学生的积极性、创造性以及巨大的潜力得到充分发挥，以问题为中心的课堂教学得到了真正的体现。化学课堂成了讨论式、开放式的课堂，从而使学生更加有效的获得知识。

经过一段时间的新课程教学实践，我们认为对教材实验进行改进和拓展，设计和运用好对比实验，做到科学性、新颖性、简捷性、直观性有机统一，不仅可以有效地帮助学生学好化学知识、培养学生探究能力，还有助于训练学生思维的灵活性、发散性和创造性，提高课堂教学效率。

参考文献

[1] 曹桂祯. 对比实验及其在科学探究中的应用[J]. 化学教育，2006，（11）：47-49

[2] 王继良. 对比实验在中学化学课堂教学中的应用 [J]. 化学教学，2006，（6）：8-10

[3] 凌萍. 初中化学中对比探究实验教学的研究[D]. 苏州大学硕士学位论文，2010endprint

这个设计以实验为载体，考查碳酸氢钠的受热不稳定性；同时又考查了学生利用课本知识结合新信息处理问题的能力。

4. 对比催化剂

按照初中教材上的催化剂有关内容进行教学时发现，学生会出现一些认识误区：由于在过氧化氢和氯酸钾的分解反应中都使用的是二氧化锰做催化剂，所以学生认为只有二氧化锰是催化剂；催化剂都是加快反应速率；催化剂都能很显著地加快反应速率。如何帮助学生消除学习误区，建立比较全面、科学的催化剂概念呢？我们进行了以下的实验设计。

对比实验（1）：正催化剂和无催化剂的对比实验

实验目的：Fe2O3能做过氧化氢溶液分解反应的催化剂。

如图4所示的对比实验，先称量两份质量都为2g的Fe2O3，一份留作对比实验，另一份倒入试管中。然后量取两份体积都为20mL的H2O2溶液，一份留作对比实验，另一份倒入盛Fe2O3粉末的试管中。观察对比实验现象。

实验情况记录如下表1：

检验一种物质能不能做某物质的催化剂，首先要验证它能不能改变某物质的化学反应速率，其次要检验这种物质在化学反应完成后的质量和化学性质有没有发生改变。

通过对比实验证明氧化铁与H2O2溶液混合，确实能加快反应速率，但还不能说明它就是催化剂，要想进一步实验证明，就要设计实验测定氧化铁的质量和化学性质在反应前后不变，通过测量氧化铁反应前后的质量和氧化铁能完全溶解于稀硫酸的实验事实，得出氧化铁能在过氧化氢分解中起催化作用，使实验没有缺憾。对比有无催化剂，可得知的结论是Fe2O3固体能加快过氧化氢分解的速率。

对比实验（2）：负催化剂和无催化剂的对比实验

如图5实验，帮助学生理解负催化剂作用原理。 取二支试管，分别加入5 mL 10%的稀盐酸，用镊子取2颗锌粒分别放入两支试管中，即可观察到锌粒表面有大量气泡产生，且化学反应速率基本相同。然后在其中一支试管中加入0.5g乌洛托品（六亚甲基四胺）粉末，振荡试管，可以发现加入乌洛托品的试管里反应速度明显变慢以至几乎停止反应。说明乌洛托品减慢甚至阻止了锌与稀盐酸反应。乌洛托品可能是该反应中的负催化剂。

对比实验（3）：不同催化剂催化效果的对比实验

取三支试管，加入等体积等浓度（10%）的过氧化氢溶液，其中一支作为空白对照，向另外两支试管中分别加入等量的MnO2和硫酸铜晶体，观察到MnO2使得反应剧烈，产生大量气体，硫酸铜也能使反应速率加快，但是相对比较平稳，没有加入MnO2剧烈。这组实验的设计旨在让学生感受到催化剂有多种，催化的效果有差别。见图6。

在以上三组对比实验的基础上，引导学生讨论催化剂概念的内涵和外延，达到对催化剂认识的几点共识：第一：催化剂能够改变反应速率，可能加快或减慢；第二：不同的催化剂对同一反应催化效果不同；第三：催化剂与反应有特定关系。通过以上三组对比实验的设计、实施以及相关问题的讨论，学生对于催化剂的认识就比较全面、科学、准确，对于学生今后进入高中的学习打下了比较好的基础。

5. 对比实验现象

用如图7所示装置对铁生锈的条件进行了探究。A中的二氧化锰与过氧化氢溶液反应，生成水和氧气，B中生石灰的作用是除去氧气中的水蒸气，按照如图装置进行实验。

（1）通入氧气4分钟后观察：C处铁丝依然光亮，D处铁丝表面灰暗，E中铁丝依然光亮，说明铁生锈主要与氧气和水有关。

（2）D、E处实验现象对比说明：决定铁生锈快慢的一个重要因素是氧气的浓度，氧气浓度越大，铁生锈速度越快。

6. 对比温度条件

人教版课本在讲分子的运动时，设计了一个实验，利用逸出的氨分子使酚酞试液变红来证明分子的存在与运动的.在实验时难免闻到一股难闻的刺激性氨水气味，通过下列对比实验的改进可判断分子的存在与运动快慢的影响因素，减少环境的污染，增强了实验结果的客观准确性，装置如图8。

实验操作：

a：向B、D、E三支试管中分别加入5mL蒸馏水，各滴入1～2滴无色酚酞溶液，振荡，观察溶液颜色。

b：在A、C试管分别加入2 mL浓氨水，立即用带橡皮塞的导管按图连接好，并将C试管放置在盛有热水的烧杯中，观察几分钟。

实验结果与分析：

（1）E试管放有酚酞溶液的目的是进行对比。酚酞试液本身为无色，而当遇碱液时变红，单独放只盛有酚酞试液的E试管，是想说明氨水能使酚酞试液变红，起到一个对比的作用；

（2）进行操作b时观察到的现象是 B试管中的酚酞溶液慢慢变红色，D试管中的酚酞溶液很快变红色。A试管为常温，C试管为高温，温度不一样，分子的运动速度就不一样；

（3）由此可以得到的实验结论是①分子是客观存在，并总在不断运动的；②温度越高，分子运动速度越快；

（4）此实验的优点是能尽量防止氨气逸出，更能体验化学变化的过程；能够说明温度对分子运动快慢的影响等。

7. 对比内部压强

实验（1）：如图9所示，两支医用注射器，分别吸入等体积的水和空气，用手指顶住末端注射孔，将栓塞慢慢推入，容易推压的是B。原因是微观粒子之间有一定的间隔，液体的微粒之间的间隔较小，压力大。气体微粒之间的间隔较大，压力小，容易压缩，所以空气容易被推压。

实验（2）：关于CO2与NaOH溶液反应验证实验的创新设计方案，如图10所示，用等体积的两支试管收集满二氧化碳气体。用注射器分别向两个支试管中注入等体积的氢氧化钠溶液和蒸馏水，可以看到与氢氧化钠溶液相连的U型管一端的液面升高。实验现象说明装有氢氧化钠溶液的瓶中气压变得更小，说明二氧化碳与氢氧化钠发生了反应，排除了溶剂水对实验结论的干扰，得出反应物减少，气压变小，证明物质发生了化学反应的科学结论。

该实验始终在一个密闭的装置进行，杜绝物质与外界环境进行物质交换，对环境的影响很小，绿色环保。仪器易得，都是实验室常用仪器，装置和操作简单。优化对比实验设计，实验直观效果明显，现象对比更加鲜活，增强了现象对学生视觉的冲击力，从而激发学生的学习兴趣，激活学生的思维，能在短时间有效解决疑点，突破难点，提高课堂教学效率。

8. 对比着火点

（1）不同物质着火点对比，突出内因变化的决定因素在做“燃烧的条件”实验时，把同样大小的滤纸碎片和乒乓球碎片分开放在一块薄铜片的两侧，加热铜片的中部，如图11所示。观察到的现象是乒乓球碎片先燃烧。

滤纸是含纤维的纸，乒乓球是硝化纤维，乒乓球碎片着火点比滤纸低，所以乒乓球碎片先燃烧。新课本用乒乓球碎片和滤纸碎片代替旧课本的白磷和红磷实验，无毒，体现环保。通过此对比实验，说明燃烧的条件之一是温度需达到可燃物的着火点。

（2）同一物质在不同外部温度下的燃烧对比，彰显外因变化的条件。

如图12所示对比实验主要探究的燃烧条件是使可燃物的温度达到着火点。

由装置可知，白磷与氧气充分接触，不同的是两块白磷的温度，一块在热水中，一块在冷水中，过一段时间后，浸入热水中的白磷先燃烧，对比实验主要探究的燃烧条件是：温度达到可燃物的着火点。

总之，通过对比实验教学，学生的积极性、创造性以及巨大的潜力得到充分发挥，以问题为中心的课堂教学得到了真正的体现。化学课堂成了讨论式、开放式的课堂，从而使学生更加有效的获得知识。

经过一段时间的新课程教学实践，我们认为对教材实验进行改进和拓展，设计和运用好对比实验，做到科学性、新颖性、简捷性、直观性有机统一，不仅可以有效地帮助学生学好化学知识、培养学生探究能力，还有助于训练学生思维的灵活性、发散性和创造性，提高课堂教学效率。

参考文献

[1] 曹桂祯. 对比实验及其在科学探究中的应用[J]. 化学教育，2006，（11）：47-49

[2] 王继良. 对比实验在中学化学课堂教学中的应用 [J]. 化学教学，2006，（6）：8-10

[3] 凌萍. 初中化学中对比探究实验教学的研究[D]. 苏州大学硕士学位论文，2010endprint

这个设计以实验为载体，考查碳酸氢钠的受热不稳定性；同时又考查了学生利用课本知识结合新信息处理问题的能力。

4. 对比催化剂

按照初中教材上的催化剂有关内容进行教学时发现，学生会出现一些认识误区：由于在过氧化氢和氯酸钾的分解反应中都使用的是二氧化锰做催化剂，所以学生认为只有二氧化锰是催化剂；催化剂都是加快反应速率；催化剂都能很显著地加快反应速率。如何帮助学生消除学习误区，建立比较全面、科学的催化剂概念呢？我们进行了以下的实验设计。

对比实验（1）：正催化剂和无催化剂的对比实验

实验目的：Fe2O3能做过氧化氢溶液分解反应的催化剂。

如图4所示的对比实验，先称量两份质量都为2g的Fe2O3，一份留作对比实验，另一份倒入试管中。然后量取两份体积都为20mL的H2O2溶液，一份留作对比实验，另一份倒入盛Fe2O3粉末的试管中。观察对比实验现象。

实验情况记录如下表1：

检验一种物质能不能做某物质的催化剂，首先要验证它能不能改变某物质的化学反应速率，其次要检验这种物质在化学反应完成后的质量和化学性质有没有发生改变。

通过对比实验证明氧化铁与H2O2溶液混合，确实能加快反应速率，但还不能说明它就是催化剂，要想进一步实验证明，就要设计实验测定氧化铁的质量和化学性质在反应前后不变，通过测量氧化铁反应前后的质量和氧化铁能完全溶解于稀硫酸的实验事实，得出氧化铁能在过氧化氢分解中起催化作用，使实验没有缺憾。对比有无催化剂，可得知的结论是Fe2O3固体能加快过氧化氢分解的速率。

对比实验（2）：负催化剂和无催化剂的对比实验

如图5实验，帮助学生理解负催化剂作用原理。 取二支试管，分别加入5 mL 10%的稀盐酸，用镊子取2颗锌粒分别放入两支试管中，即可观察到锌粒表面有大量气泡产生，且化学反应速率基本相同。然后在其中一支试管中加入0.5g乌洛托品（六亚甲基四胺）粉末，振荡试管，可以发现加入乌洛托品的试管里反应速度明显变慢以至几乎停止反应。说明乌洛托品减慢甚至阻止了锌与稀盐酸反应。乌洛托品可能是该反应中的负催化剂。

对比实验（3）：不同催化剂催化效果的对比实验

取三支试管，加入等体积等浓度（10%）的过氧化氢溶液，其中一支作为空白对照，向另外两支试管中分别加入等量的MnO2和硫酸铜晶体，观察到MnO2使得反应剧烈，产生大量气体，硫酸铜也能使反应速率加快，但是相对比较平稳，没有加入MnO2剧烈。这组实验的设计旨在让学生感受到催化剂有多种，催化的效果有差别。见图6。

在以上三组对比实验的基础上，引导学生讨论催化剂概念的内涵和外延，达到对催化剂认识的几点共识：第一：催化剂能够改变反应速率，可能加快或减慢；第二：不同的催化剂对同一反应催化效果不同；第三：催化剂与反应有特定关系。通过以上三组对比实验的设计、实施以及相关问题的讨论，学生对于催化剂的认识就比较全面、科学、准确，对于学生今后进入高中的学习打下了比较好的基础。

5. 对比实验现象

用如图7所示装置对铁生锈的条件进行了探究。A中的二氧化锰与过氧化氢溶液反应，生成水和氧气，B中生石灰的作用是除去氧气中的水蒸气，按照如图装置进行实验。

（1）通入氧气4分钟后观察：C处铁丝依然光亮，D处铁丝表面灰暗，E中铁丝依然光亮，说明铁生锈主要与氧气和水有关。

（2）D、E处实验现象对比说明：决定铁生锈快慢的一个重要因素是氧气的浓度，氧气浓度越大，铁生锈速度越快。

6. 对比温度条件

人教版课本在讲分子的运动时，设计了一个实验，利用逸出的氨分子使酚酞试液变红来证明分子的存在与运动的.在实验时难免闻到一股难闻的刺激性氨水气味，通过下列对比实验的改进可判断分子的存在与运动快慢的影响因素，减少环境的污染，增强了实验结果的客观准确性，装置如图8。

实验操作：

a：向B、D、E三支试管中分别加入5mL蒸馏水，各滴入1～2滴无色酚酞溶液，振荡，观察溶液颜色。

b：在A、C试管分别加入2 mL浓氨水，立即用带橡皮塞的导管按图连接好，并将C试管放置在盛有热水的烧杯中，观察几分钟。

实验结果与分析：

（1）E试管放有酚酞溶液的目的是进行对比。酚酞试液本身为无色，而当遇碱液时变红，单独放只盛有酚酞试液的E试管，是想说明氨水能使酚酞试液变红，起到一个对比的作用；

（2）进行操作b时观察到的现象是 B试管中的酚酞溶液慢慢变红色，D试管中的酚酞溶液很快变红色。A试管为常温，C试管为高温，温度不一样，分子的运动速度就不一样；

（3）由此可以得到的实验结论是①分子是客观存在，并总在不断运动的；②温度越高，分子运动速度越快；

（4）此实验的优点是能尽量防止氨气逸出，更能体验化学变化的过程；能够说明温度对分子运动快慢的影响等。

7. 对比内部压强

实验（1）：如图9所示，两支医用注射器，分别吸入等体积的水和空气，用手指顶住末端注射孔，将栓塞慢慢推入，容易推压的是B。原因是微观粒子之间有一定的间隔，液体的微粒之间的间隔较小，压力大。气体微粒之间的间隔较大，压力小，容易压缩，所以空气容易被推压。

实验（2）：关于CO2与NaOH溶液反应验证实验的创新设计方案，如图10所示，用等体积的两支试管收集满二氧化碳气体。用注射器分别向两个支试管中注入等体积的氢氧化钠溶液和蒸馏水，可以看到与氢氧化钠溶液相连的U型管一端的液面升高。实验现象说明装有氢氧化钠溶液的瓶中气压变得更小，说明二氧化碳与氢氧化钠发生了反应，排除了溶剂水对实验结论的干扰，得出反应物减少，气压变小，证明物质发生了化学反应的科学结论。

该实验始终在一个密闭的装置进行，杜绝物质与外界环境进行物质交换，对环境的影响很小，绿色环保。仪器易得，都是实验室常用仪器，装置和操作简单。优化对比实验设计，实验直观效果明显，现象对比更加鲜活，增强了现象对学生视觉的冲击力，从而激发学生的学习兴趣，激活学生的思维，能在短时间有效解决疑点，突破难点，提高课堂教学效率。

8. 对比着火点

（1）不同物质着火点对比，突出内因变化的决定因素在做“燃烧的条件”实验时，把同样大小的滤纸碎片和乒乓球碎片分开放在一块薄铜片的两侧，加热铜片的中部，如图11所示。观察到的现象是乒乓球碎片先燃烧。

滤纸是含纤维的纸，乒乓球是硝化纤维，乒乓球碎片着火点比滤纸低，所以乒乓球碎片先燃烧。新课本用乒乓球碎片和滤纸碎片代替旧课本的白磷和红磷实验，无毒，体现环保。通过此对比实验，说明燃烧的条件之一是温度需达到可燃物的着火点。

（2）同一物质在不同外部温度下的燃烧对比，彰显外因变化的条件。

如图12所示对比实验主要探究的燃烧条件是使可燃物的温度达到着火点。

由装置可知，白磷与氧气充分接触，不同的是两块白磷的温度，一块在热水中，一块在冷水中，过一段时间后，浸入热水中的白磷先燃烧，对比实验主要探究的燃烧条件是：温度达到可燃物的着火点。

总之，通过对比实验教学，学生的积极性、创造性以及巨大的潜力得到充分发挥，以问题为中心的课堂教学得到了真正的体现。化学课堂成了讨论式、开放式的课堂，从而使学生更加有效的获得知识。

经过一段时间的新课程教学实践，我们认为对教材实验进行改进和拓展，设计和运用好对比实验，做到科学性、新颖性、简捷性、直观性有机统一，不仅可以有效地帮助学生学好化学知识、培养学生探究能力，还有助于训练学生思维的灵活性、发散性和创造性，提高课堂教学效率。

参考文献

[1] 曹桂祯. 对比实验及其在科学探究中的应用[J]. 化学教育，2006，（11）：47-49

[2] 王继良. 对比实验在中学化学课堂教学中的应用 [J]. 化学教学，2006，（6）：8-10

[3] 凌萍. 初中化学中对比探究实验教学的研究[D]. 苏州大学硕士学位论文，2010endprint