談談對比實驗在教學中的運用

在教學工作中，教學方法多種多樣，而對比實驗是其中應用較廣泛的一種。在可比性原則下，恰當地使用對比實驗，可使學生對知識易于理解領會，從而豐富想象力，增強技能和能力。

一、 對比實驗是探究自然事物變化規律的一種有效的方法

1. 對比實驗是以正確的實驗操作和觀察的方法為基礎，以實驗現象為依據，對實驗過程中通過人為控制所產生的兩個類似現象之間的差異進行對比分析的一種實驗教學過程。其步驟分為兩部分，第一是組織學生進行實驗的操作和對實驗現象進行細致觀察的活動。這一步具有實驗教學的共性，側重于培養學生實驗和觀察的技能。第二是學生運用對比分析的方法逐漸深入地發現實驗現象差異以及這種差異中所包含的事物變化的某種規律，從而學到新的知識。這一步側重于培養思維能力和學生獲取新知識的過程，屬于對比實驗的個性。

2. 對比實驗可以加強直觀教學，有助于學生建立概念，理解規律，突破難點。進行對比分析時，要注重引導學生對實驗條件的不同進行對比，對實驗過程所發生的不同現象進行對比，以及對不同的實驗結果進行對比。要讓學生知道對比什么，怎樣比，對比的結果與實驗過程條件的變化存在著哪些因果關系。

二、 要重視對比實驗在課堂上的運用

1. 運用對比實驗引入新課，激發學生的學習興趣。教師從啟發性對比實驗開始引入新課，不但能激發學生強烈的求知欲，引起學生濃厚的學習興趣，而且有利于向學生顯示新課題的目的性。例如，在講解“短路”概念時，可利用相關的圖進行對比實驗。

2. 用對比的方法可以放大感知的微觀變化，提高實驗的可見度。有些物理現象觀察起來不明顯，尤其在演示實驗時，很難使全體學生都看到實驗現象，這時運用對比實驗對微量變化進行“放大”，往往可以提高實驗的可見度，也能提高實驗的可信度。例如，為了證明大氣壓的存在，可在一只塑料杯子里盛滿水，用紙片把杯口蓋嚴，用右手手指按住小圓孔；在杯口向上的塑料杯里盛滿水，用紙片把杯口蓋嚴，左手按住紙片把杯子倒過來使杯口向下。放開左手后，紙片不會掉下來，杯子里的水也不會流出來。這時，學生可能認為“紙片是被粘住了”，然后老師拿掉按住小圓孔的右手指，結果紙片掉下來了，水也流出來了。這樣通過手指按住小圓孔和不按住小圓孔兩次實驗的對比，使學生觀察到兩次實驗中紙片都與水接觸，所不同的是后一次實驗是杯底與大氣相通，從而解除了“紙片是被粘住了”的誤解，提高了“大氣壓存在”這個結論的可信度。

3. 以通過對比來驗證理論推理，做好新舊知識的銜接，促進知識的正遷移。例如：把兩只標有220V、40W和220V、100W字樣的白熾電燈分別進行并聯或串聯后，接入220V的電路中，判斷這兩種情況哪個燈泡較亮？根據平時的經驗都是100W的燈泡較亮一些，這時老師通過分析和討論得出串聯時40W較亮，并聯時100W的較亮。但仍有一部分同學對分析感到不可靠，但如果我們通過可控實驗來進行對比，學生就會信服了。

三、 要重視對比實驗與學生智力的發展相符合

初中學生在學習新知識時需要經歷由淺入深，從易到難，由具體的感知到能運用語言描述在大腦形成的表象，再由具體的表象到抽象和概括的思維活動過程。教師在設計對比實驗時要充分考慮到學生的心理特征，按照學生的認知規律合理安排實驗教學的流程，優化教學過程。

1. 合理安排實驗的順序。因為學生的思維活動是有順序的。組織對比實驗要講究各個不同變化條件的逐一變化順序，這有利于學生進行有序地由易到難、由表及里的思維活動。教材對于對比實驗開展的順序通常都作了較合理的安排。例如，在進行三種土壤滲水性的對比實驗中，除土壤種類不同外，“四同樣”即是此項對比實驗的基本要求。“四同樣”即同樣多的水，同樣多的土，同樣大小及型號的杯子或瓶子。在實驗中只有確保“四同樣”才能確定對比因素——三種不同土壤的滲水性，否則，就無法確定對比因素與實驗結果的因果關系，因為要求“四同樣”的四個條件在不同樣時會直接影響三種土壤的滲水性。因此“四同樣”是做好這個對比實驗的前提條件，也是實驗成敗的關鍵所在。

2. 化繁為簡，幫助學生尋找變化的規律。大多數對比實驗中的可變條件比較多，如果在教學中對實驗的條件不加限制，那么，在實驗過程中往往會出現復雜的多種不同現象，這樣，常會影響學生尋找其中的規律。這種情況下教師要運用“控制變量法”來控制實驗條件的變化，簡化實驗過程，排除次要因素的干擾，盡可能讓學生從簡化的實驗產生的現象中發現某種變化的規律。以《物質的溶解性》一課中研究物體溶解快慢與哪些因素有關的實驗為例，實驗前先規定在幾個“同樣”的條件下，如一定量的水、冷熱相同、一定量且顆粒大小相同的溶解物（蔗糖或食鹽），然后讓學生分組進行有攪拌和沒有攪拌不同條件的實驗，觀察對比實驗過程所發生的變化及實驗后的不同結果。這樣學生經對比容易發現一個小結論：攪拌能加快溶解。接下來仍然先規定一定量的水、一定量且顆粒大小相同的溶解物、在水的冷熱不同的條件下，讓學生繼續研究溶解快慢有什么不同，得出又一個小結論：溫度高低會影響溶解的快慢。再接著給學生“一定量冷熱相同的水，在都不攪拌的條件下，給你兩小堆同樣多的同一種溶解物（如堿塊或冰糖），想辦法使其中一堆的溶解物比另一堆溶解得更快”的問題，讓學生想辦法自行設計實驗，探究新的問題，通過具體的對比實驗，得出另一個小結論：研成粉末可以加快溶解。最后歸納綜合上述幾個實驗的小結論，獲得“攪拌、加熱、研成粉末可以加快溶解”的新知識。通過這個例子我們可以看到，化繁為簡，控制實驗條件的變化，有利于尋找出事物變化的規律。同時，學生在實驗過程中不但知道怎樣做，而且更重要的是知道了為什么要這樣做實驗的道理，這對于培養學生應用科學的方法，自行探究自然事物變化規律的能力，大有好處。

3. 適當增加實驗的趣味性。對比實驗的內容和形式具有較濃厚的趣味性。對比實驗中由于存在著幾個可變化的不同條件，可能會產生實驗現象的某些差異，如果在組織對比實驗時把要進行對比這種差異的過程以競賽的形式表現出來，就更符合學生好勝的心理需求。如《物質的溶解性》一課，做完三個小實驗后再給學生一種新的溶解物，對實驗的條件不加限制，讓學生想辦法使物體盡快溶解，比一比誰最先使物體全部溶解。這種組織競賽活動的方式，有利于學生綜合運用所學的知識，同時對學生也很有吸引力。

4. 對比分析需要差異明顯的實驗現象。有差異就有對比。然而學生對于一些對比實驗中所產生的現象差異不一定能很快發現。為了幫助學生盡快發現對比實驗中的某種差異，教師應創設能產生較明顯差異現象的實驗條件，如溶解物體實驗中的水溫差別要大。這種差異明顯的實驗現象，有助于學生進行對比分析，有利于學生發現變化的規律。