導(dǎo)語：化學(xué)求異法教學(xué)研究一文來源于網(wǎng)友上傳，不代表本站觀點，若需要原創(chuàng)文章可咨詢客服老師，歡迎參考。

1“求異法”簡介

“求異法”是一種用來探求因果聯(lián)系的邏輯方法。它是由穆勒系統(tǒng)總結(jié)的“求因果五法”中的一種方法。具體地說，“求異法”是指這樣的一組操作：考察被研究現(xiàn)象出現(xiàn)和不出現(xiàn)的兩種場合，在這兩種場合都出現(xiàn)的那些先行現(xiàn)象不是被研究的原因，而在被研究現(xiàn)象出現(xiàn)時出現(xiàn)、在被研究現(xiàn)象不出現(xiàn)時不出現(xiàn)的那個先行現(xiàn)象，則可能與被研究現(xiàn)象有因果聯(lián)系?！扒螽惙ā钡耐评硇问娇捎霉奖硎緸椋簣龊?：有先行現(xiàn)象（或伴隨現(xiàn)象）A，有被研究現(xiàn)象a。場合2：無先行現(xiàn)象（或伴隨現(xiàn)象）A，無被研究現(xiàn)象a。所以，A是a的原因。例如，場合1：有氧氣，鐵會生銹；場合2：無氧氣，鐵不會生銹；所以，氧氣是鐵生銹的一個原因（初中階段）。此外，本文不嚴(yán)格區(qū)分“先行現(xiàn)象”與“伴隨現(xiàn)象”，主要采用“先行現(xiàn)象”這一概念進行討論[1]。

2應(yīng)用“求異法”的化學(xué)教學(xué)模式

“求異法”在化學(xué)教學(xué)中運用的主要思路為：先考察被研究現(xiàn)象a的出現(xiàn)場合，找出先行現(xiàn)象A，再創(chuàng)設(shè)無先行現(xiàn)象A的場合，觀察研究現(xiàn)象a是否出現(xiàn)，從而確定A是否為a的原因。其具體的應(yīng)用模式為：尋找被研究現(xiàn)象a的先行現(xiàn)象A，因為因果聯(lián)系具有先后性，可以在被研究現(xiàn)象a的先行現(xiàn)象中去尋找它可能的原因，從而提出假設(shè)：A是a的原因。再得出推論：若無先行現(xiàn)象A，則無被研究現(xiàn)象a。最后對推論進行驗證，設(shè)計相應(yīng)的驗證方案，若驗證結(jié)果為真，則原假設(shè)為真，即A是a的原因。這一應(yīng)用模式雖然比較簡單，但在“探究化學(xué)現(xiàn)象間因果聯(lián)系”的教學(xué)活動中卻很實用，同時，也正因為它簡單易行，更便于師生掌握。

3“求異法”在化學(xué)教學(xué)中的具體應(yīng)用

3.1在化學(xué)探究式教學(xué)中的應(yīng)用

探究式教學(xué)是新課改大力倡導(dǎo)的一種教學(xué)方式。它有利于學(xué)生掌握與應(yīng)用科學(xué)知識，建構(gòu)與發(fā)展科學(xué)概念，理解科學(xué)本質(zhì)與科學(xué)過程；有利于學(xué)生掌握探究方法和實驗技能；有利于培育學(xué)生的科學(xué)興趣、科學(xué)態(tài)度和創(chuàng)新精神[2]。然而，在化學(xué)探究式教學(xué)的實踐中也存在諸多難點，其中之一便是：學(xué)生提出假設(shè)及驗證方案的能力尚顯薄弱[3]，化學(xué)教師甚至因此包辦“提出假設(shè)及驗證方案”這一探究環(huán)節(jié)，使探究式教學(xué)的意義大打折扣。而運用“求異法”，可以幫助學(xué)生較好地提出“因果關(guān)系”類的假設(shè)及驗證方案，從而使學(xué)生的“探究”名符其實，更好地實現(xiàn)探究式教學(xué)的本真意蘊。案例1在探究氯水成分時，往氯水中滴入紫色石蕊試液，溶液先變?yōu)榧t色，接著紅色褪去。溶液變紅，說明氯水中含有H+，那么，為什么紅色會褪去？是什么物質(zhì)使紅色褪去呢？教學(xué)時便可引導(dǎo)學(xué)生對此進行探究?？蛇\用“求異法”進行分析，提出相應(yīng)的假設(shè)及驗證方案。其中，紅色褪去的先行現(xiàn)象為：存在Cl2、H2O、HCl、HClO（可從氧化還原反應(yīng)原理的角度推理出，Cl2與H2O反應(yīng)的另一產(chǎn)物為含正價氯的化合物，事先可告訴學(xué)生其為HClO）。依據(jù)已有的化學(xué)知識，可排除H2O與HCl。從而得出假設(shè)：（1）Cl2是紅色褪去的原因；（2）HClO是紅色褪去的原因。從而作出推論：（1）若Cl2不存在，則有色物質(zhì)不褪色；（2）若HClO不存在，則有色物質(zhì)不褪色。進而得出驗證方案：（1）讓HClO單獨與有色物質(zhì)接觸，即取相同濃度的新制的HClO溶液，滴入紫色石蕊試液；（2）讓Cl2單獨與有色物質(zhì)接觸，即將干燥的氯氣通入裝有干燥紅色石蕊試紙的試劑瓶中（更嚴(yán)謹(jǐn)?shù)姆桨甘牵河肅Cl4萃取出氯水中的Cl2，將干燥的紅色石蕊試紙伸入Cl2的CCl4溶液中）。在實際教學(xué)中，為了教學(xué)方便，可以只對方案（2）進行驗證，排除Cl2具有漂白性的假設(shè)，進而運用排除法，得出HClO具有漂白性的結(jié)論。需要說明的是，假設(shè)（1）和（2）是針對不同的先行現(xiàn)象提出的，彼此相互獨立，并非相互排斥，假設(shè)（1）為真，并不意味著假設(shè)（2）為假。若二者同為真，則情況就比較復(fù)雜，具體的說明可參見本文第4部分的第（3）點。與常規(guī)的教學(xué)相比上述分析，條理清晰，邏輯性更強，所得方案更全面。而常規(guī)的教學(xué)只是在發(fā)現(xiàn)問題“是什么物質(zhì)使紅色褪去”之后，教師便直接演示驗證方案：往裝有干燥氯氣的集氣瓶中放入一半濕潤的紅紙條，數(shù)秒后觀察紅紙條的變化情況[4]。這不僅浪費了一次培養(yǎng)學(xué)生提出假設(shè)及驗證方案能力的機會，而且，這一驗證方案，只是上文中的驗證方案（2），缺少方案（1），從理論上看不夠全面，如果Cl2與HClO都有漂白性的話，則該方案就無法驗證HClO的漂白性了。

3.2在處理化學(xué)實驗反常現(xiàn)象中的應(yīng)用

化學(xué)是一門以實驗為主的科學(xué)，實驗是化學(xué)科學(xué)研究的重要方法。因此，在化學(xué)教學(xué)中也應(yīng)該注重化學(xué)實驗的應(yīng)用，多開展實驗教學(xué)，從而更好地培養(yǎng)學(xué)生的動手實驗?zāi)芰ΑＨ欢鴰熒谶M行化學(xué)實驗的過程中，有時會發(fā)現(xiàn)一些與教材、理論有矛盾的實驗反?，F(xiàn)象，如果教師處理不當(dāng)，會造成學(xué)生的認(rèn)知困惑與認(rèn)知誤區(qū)：不知究竟應(yīng)該相信自己親眼所見的實驗反?，F(xiàn)象，還是應(yīng)該相信教材的陳述與理論的分析。因此，在處理化學(xué)實驗反?，F(xiàn)象時，化學(xué)教師應(yīng)該引導(dǎo)學(xué)生對其進行科學(xué)而及時的分析，得出實驗反?，F(xiàn)象的原因，解除認(rèn)知困惑。而適當(dāng)?shù)剡\用“求異法”，則有利于這一分析過程的進行。案例2在做鈉在空氣中點燃的學(xué)生實驗時，有些學(xué)生會發(fā)現(xiàn)反常的實驗現(xiàn)象：Na在空氣中燃燒冒有黑煙。對于這一反常的實驗現(xiàn)象，化學(xué)教師可用“求異法”引導(dǎo)學(xué)生進行分析。產(chǎn)生黑煙的先行現(xiàn)象主要有：空氣存在CO2、Na表面有煤油。因此，可以據(jù)此做出假設(shè)：（1）CO2與Na發(fā)生反應(yīng)是產(chǎn)生黑煙的原因，（2）煤油燃燒是產(chǎn)生黑煙的原因。由假設(shè)（1）可得推論（1）：若CO2不存在，則不產(chǎn)生黑煙；進而得出驗證方案（1）：將帶有煤油的Na置于純氧中加熱。由假設(shè)（2）可得推論（2）：煤油不存在，不產(chǎn)生黑煙；進而得出驗證方案（2）：將鈉塊表面用小刀全部切除，置于空氣中點燃。另外，由于這一反常的實驗現(xiàn)象不是教學(xué)中的重點，為了節(jié)省教學(xué)時間，也可以采用其他相對簡易的方法對上述兩個假設(shè)進行驗證。對于假設(shè)（1），可以用氧化還原反應(yīng)的理論對“CO2與Na的反應(yīng)”進行分析，可以推斷出其產(chǎn)物為黑色的碳粉，但CO2在空氣中的含量太少，Na應(yīng)該優(yōu)先與氧氣反應(yīng)，因此黑煙為碳粉的可能性極小。對于假設(shè)（2），可直接告知學(xué)生煤油燃燒冒有黑煙，或者引導(dǎo)學(xué)生聯(lián)想柴油機（煤油與柴油類似）冒黑煙的情境。

3.3在解答探究性試題（或習(xí)題）中的應(yīng)用

科學(xué)探究能力是科學(xué)素養(yǎng)的重要構(gòu)成之一。新課改以來，為了使中學(xué)化學(xué)教學(xué)注重培養(yǎng)學(xué)生的化學(xué)探究能力，各地化學(xué)中高考試卷逐漸重視對學(xué)生化學(xué)探究能力的考察，探究性試題陸續(xù)出現(xiàn)在各地化學(xué)中高考試卷中，甚至成為中高考卷的主打題型[5]。而在解答探究性試題中，如果能夠適當(dāng)?shù)剡\用“求異法”對試題進行分析，則有助于“探究化學(xué)現(xiàn)象間的因果聯(lián)系”類探究性試題的解答。案例3（截選自2010年安徽高考理綜卷28題）某研究性學(xué)習(xí)小組在網(wǎng)上收集到如下信息：Fe(NO3)3溶液可以蝕刻銀，制作美麗的銀飾。他們對蝕刻銀的原因進行了如下探究：[實驗]制作銀鏡，并與Fe(NO3)3溶液反應(yīng)，發(fā)現(xiàn)銀鏡溶解。[提出假設(shè)]假設(shè)1：Fe3+具有氧化性，能氧化Ag。假設(shè)2：Fe(NO3)3溶液顯酸性，在此酸性條件下NO3-能氧化Ag。某同學(xué)設(shè)計實驗驗證假設(shè)2，請幫他完成下表中內(nèi)容（提示：NO3-在不同條件下的還原產(chǎn)物較復(fù)雜，有時難以觀察到氣體產(chǎn)生）。對于上題的解答，可運用“求異法”進行分析。結(jié)合氧化還原反應(yīng)理論確定需要考察的先行現(xiàn)象為：溶液中存在Fe3+、酸性條件下的NO3-。從而得出假設(shè)：（1）Fe3+是Ag被氧化的原因；（2）酸性條件下的NO3-是Ag被氧化的原因。進而作出推論：（1）Fe3+不存在，銀鏡不溶解；（2）酸性條件下的NO3-不存在，銀鏡不溶解。然后得出驗證方案：（1）測得原Fe(NO3)3溶液中NO3-濃度、H+濃度；配制與原Fe(NO3)3溶液中NO3-濃度、H+濃度相同的NaNO3與HNO3混合液，令其與銀鏡反應(yīng)；（2）測得原Fe(NO3)3溶液中Fe3+濃度，配制與原Fe(NO3)3溶液中Fe3+濃度相同的FeCl3溶液，令其與銀鏡反應(yīng)。此處的驗證方案（1）經(jīng)過適當(dāng)?shù)恼Z言組織，便是本題第（3）小問的答案。這里需要說明的是，該題的標(biāo)準(zhǔn)答案為：①測定上述實驗用的Fe(NO3)3溶液的pH；②配制相同pH的稀硝酸溶液，將此溶液加入有銀鏡的試管內(nèi)。筆者認(rèn)為這一答案還欠嚴(yán)密，因為所配制的稀硝酸溶液中的NO3-濃度遠小于實驗用的Fe(NO3)3溶液的NO3-濃度，從而影響到NO3-的氧化性。而筆者所提的驗證方案則無這一缺陷。

4“求異法”在化學(xué)教學(xué)中運用的注意事項

雖然“求異法”在“探究化學(xué)現(xiàn)象間的因果聯(lián)系”的教學(xué)活動能發(fā)揮重要的作用，然而它也有自身的局限性。因此，為了提高運用“求異法”所得結(jié)論的可靠程度，使其更好地為化學(xué)教學(xué)服務(wù)，需要探究運用它的一些注意事項。在化學(xué)教學(xué)中運用“求異法”，主要應(yīng)注意以下三點：（1）要注意由“求異法”求得的原因是被研究現(xiàn)象的全部原因，還是僅僅是部分原因。不能僅將部分原因認(rèn)作全部原因，而應(yīng)繼續(xù)探究被研究現(xiàn)象的所有復(fù)合原因[6]。如，在初中化學(xué)教學(xué)階段認(rèn)為燃燒的三個條件為：物質(zhì)本身是可燃物、可燃物接觸氧氣或空氣、可燃物達到著火點，這三個條件是燃燒的復(fù)合原因，缺一不可[7]。如果在探究式教學(xué)過程中，學(xué)生僅滿足于某一個原因的探究上，則應(yīng)鼓勵和引導(dǎo)學(xué)生繼續(xù)探究燃燒的全部原因。（2）“求異法”的作用在于探求被研究現(xiàn)象的原因，主要解決的是“哪些先行現(xiàn)象是被研究現(xiàn)象的原因”這一問題，但它卻未能回答“為什么這些先行現(xiàn)象是被研究現(xiàn)象的原因”這一問題。例如，在案例1中，僅用“求異法”無法回答為什么HClO能夠使變紅的石蕊褪色，化學(xué)教師需要直接向?qū)W生解釋：是HClO的強氧化性使變紅的石蕊氧化成無色物質(zhì)。因此，在用“求異法”找到被研究現(xiàn)象的原因后，如果化學(xué)教師知道為什么該原因能引發(fā)被研究現(xiàn)象，且學(xué)生又能夠理解，那么化學(xué)教師就應(yīng)該盡量將其告知給學(xué)生或者引導(dǎo)學(xué)生作進一步的分析，從而使學(xué)生知其所以然。（3）如果用“求異法”探究后發(fā)現(xiàn)幾個先行現(xiàn)象同為被研究現(xiàn)象的原因，這也不能表明在被研究的情境下，各個原因一定都發(fā)揮了作用，對于這種情況應(yīng)具體問題具體分析。例如，在案例3中，如果經(jīng)過驗證后發(fā)現(xiàn)：原Fe(NO3)3溶液中，F(xiàn)e3+和酸性條件下的NO3-都能單獨氧化Ag，但也不能因此就斷定：原Fe(NO3)3溶液中，F(xiàn)e3+和酸性條件下的NO3-都氧化了Ag；因為依據(jù)氧化還原反應(yīng)的優(yōu)先反應(yīng)定律，如果原Fe(NO3)3溶液中，F(xiàn)e3+和酸性條件下的NO3-的氧化性不等，則其中氧化性更強的會先與還原劑Ag發(fā)生反應(yīng)，此時，若Ag的量不足，則其中氧化性較弱的就沒機會與Ag發(fā)生反應(yīng)了。若要確證誰真正地氧化了Ag，應(yīng)另尋他法，譬如檢驗二者與Ag反應(yīng)后的產(chǎn)物。

作者：陳鍵胡志剛工作單位：福建師范大學(xué)化學(xué)與化工學(xué)院