淺談中年級《科學》教學中的對比實驗

摘 要： 實驗是人類認識科學的基本途徑之一，也是科學教學的特點。通過實驗能使學生直觀地獲得知識，培養學生的實驗能力，分析綜合能力，概括問題能力以及探索精神。對比實驗是指設置兩個或兩個以上的實驗組，通過對比結果的比較分析，來探究各種因素與實驗對象的關系，這樣的實驗稱為對比實驗。本文作者結合自身教學實踐對中年級的《科學》教學中的對比實驗做如下探討。

關鍵詞： 中年級；科學課；教學；對比實驗

一、對比實驗是探究自然事物變化規律的一種有效的方法

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。組織對比實驗的步驟可以分為前后兩部分，前部分主要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。這一步驟具有實驗教學的共性，側重于培養學生實驗和觀察的技能。后一部分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。后一部分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。

義務教育中年級《科學》教材中有關對比實驗的內容比較豐富，主要有：①砂質土、粘質土、壤土性質的對比實驗；②研究水的壓力與深度關系的對比實驗；③不同電路的對比實驗；④溶解快慢的對比實驗；⑤研究擺動快慢的對比實驗；⑥不同的太陽能熱水器吸收太陽能多少的對比實驗；⑦物體從不同高度的斜面上滑下來后滑行距離不一樣的對比實驗；等等。

二、組織對比實驗要與兒童智能的發展相符合

中年級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中年級學生的心理特征，按照兒童的認知規律合理安排實驗教學的流程，優化教學過程。①合理安排對比實驗的順序。②化繁為簡，幫助學生尋找變化的規律。③適當增加實驗的趣味性。自然實驗的內容和形式具有較濃厚的趣味性。④對比分析需要差異明顯的實驗現象。有差異就有對比。然而中年級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。⑤在對比實驗中要注重語言能力的發展。

三、注重對比實驗的教學設計與教學形式的選擇

對比實驗的設計也是以實驗教學過程最優化為目的的。因此在對比實驗的教學前必須根據教材的內容、學生認知水平和教學設備的條件進行具體設計。對比實驗一般是探索過程在前（實驗與觀察），探索結果在后（對比、分析、歸納）。在不同的教學內容和教學設備條件下，可以有不同的教學形式。對比實驗的教學形式主要有以下幾類：①按實驗的操作者不同可分為演示對比實驗、學生分組對比實驗和演示實驗與分組實驗相結合的教學形式。最后一種教學形式還可以是師生之間分別在不同實驗條件下同時或先后進行各自的實驗，然后再對比師生各自實驗產生現象中所存在的差異。②按實驗中對質與量分析的具體要求可分為定性對比實驗和定量對比實驗。定性對比實驗主要是研究實驗中某種條件變化與產生現象的因果關系；而定量對比實驗主要是通過實驗獲得具體的數值，然后從測得的數值與實驗條件的關系中尋找變化過程的某種規律。如《擺的秘密》。③按組織實驗過程步驟的不同方式可分為異步對比實驗和同步對比實驗。異步對比實驗是讓所有學生實驗小組先統一進行某種實驗條件的實驗，再統一進行該實驗的某個條件發生了變化的操作，然后組織對比前后兩次實驗存在的差異。同步對比實驗則是把學生的所有實驗小組分成兩大組，同時進行不同實驗條件的實驗，然后組織兩大組互相對比實驗中產生種種現象之間的所有差異。④按實驗的研究方法又可分為探究性對比實驗、驗證性對比實驗和設計性對比實驗。

探究性對比實驗是在教師的引導下，先通過組織實驗觀察活動，然后對比分析實驗中產生現象的某些差異，幫助學生自行探究產生這些差異的因果關系，形成某種結論，發現某種規律。這種實驗的研究方法對于培養學生科學的正確的學習方法和實驗能力有很大的幫助。

總之，要在對比實驗教學過程中取得較好的教學效果，就必須根據教材內容、學生認知水平和實驗教學設備等，不拘一格地靈活選擇適當的教學形式，善于運用整體教學設計的原理進行對比實驗的教學設計，努力使教學設計過程與科學探究過程實現互相和諧的統一。