加強對比實驗教學 提高科學教學實效

浙江永嘉上塘城西中學 厲朝陽

科學是一門以實驗為基礎的學科，對比實驗是科學研究的重要方法之一，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，對在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。俄國心理學家謝切諾夫說過：“比較是人類最珍貴的寶藏。”加強對比實驗的教學、充分發揮對比實驗在教學中的作用，提高教學實效，是值得初中科學教師探討的問題。下面談一談筆者在平時教學中運用對比實驗教學的體會。

一、運用對比實驗，激發學生學習興趣

興趣是學習動機中最現實、最活潑的心理成分，是學習動力的源泉，心理學家夸美紐斯說過：“興趣是最好的老師。”在對比實驗中發生的奇幻現象，會使學生對科學產生濃厚的學習興趣，激發他們努力探索科學奧秘的欲望。在學習《壓強》時，可以先做氣球滾釘板實驗，即將氣球放在釘板上，再在氣球的上方放上木板，并在木板上放一些重物，觀察發現在那么多針的情況下氣球卻未被刺破，接著用一根針刺氣球，發現氣球一下子就破了。

在學習《大氣的壓強》的新課中，首先要讓學生感受到大氣壓的存在，但是大氣壓看不見，摸不著，如何能更有效地讓學生體會到呢？這里我將兩個小實驗相對比，第一次：讓學生用力擠壓塑料瓶，發現塑料瓶形變；第二次：讓學生將熱水灌入瓶中后倒出，然后再將塑料瓶的蓋子蓋緊，發現塑料瓶同樣發生形變。

通過運用對比實驗來引入新課可以加強直觀教學，不但能激發學生強烈的求知欲，引起學生濃厚的學習興趣，而且有利于向學生展示新課題的目的，有助于提高科學教學實效。

二、運用對比實驗，幫助學生建立正確的科學概念

在科學教學過程中常常需要借助實驗得出正確的科學概念。但從實驗現象到科學概念的建立往往跨度很大，因此，如何引導學生對比實驗現象、形成概念是科學概念教學的出發點。真實、生動、形象、直觀的對比實驗，不但能賦予學生豐富的科學表象，而且能通過感官的刺激，喚起他們對科學學習的熱情及對科學問題的深入探究。

例如，大氣壓強這一概念，對初中學生來說是比較抽象的，教學中我設計兩到三個對比實驗，每做一個實驗，都引導學生觀察現象，思考問題，分析問題，步步深入。新課開始，教師做“覆杯”演示實驗，讓學生思考，放開手后，厚紙片會不會掉下來？當學生看到厚紙片不會掉下來這個意想不到的現象時，無不感到新奇有趣。尤其是在演示實驗時，為了能大大提高實驗的可信度，可用一只底部有一個小圓孔的塑料杯子，用右手手指按住小圓孔，在杯口向上時往塑料杯里盛滿水，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。這時，教師因勢利導提出問題：“上述第一次實驗中厚紙片受到哪些向下的作用？為什么厚紙片不會掉下來？”學生很自然領會到厚紙片不會掉下來一定受到一個向上的壓力作用，這個壓力只能是大氣產生的，由此可見，是大氣對厚紙片產生了壓強。 進而向學生提出：“課本上要求做這個實驗時，杯里要裝滿水，若杯里只盛少量水，甚至不裝水，這個實驗能不能成功？”然后再做第二個對比實驗加以驗證。一個杯子裝滿水，一個杯子未裝滿水進行實驗，實驗結果與分析、推理的一致性，加深了學生對大氣壓強的認識，同時也培養了學生的思維能力。接著為了開闊學生的思路，又進一步提出若用小刀片把厚紙片

與杯的接觸處撬開一個小口子，將會出現什么現象？進行第三次對比實驗，從而使學生對大氣壓的理解具體而鮮明。

三、運用對比實驗，突破教學難點

在初中科學教學中，教學難點的形成往往有三個原因：一是學生固有的生活經驗與科學事實相悖，給教學帶來一定程度上的負作用；二是教學內容比較抽象，部分學生難以掌握；三是教材里部分內容較為生硬難懂。如何突破教學難點呢？筆者設計了一些輔助性的對比實驗，運用實驗手段去引導學生洞察實驗現象是突破教學難點的有效方法之一。通過對比實驗，給學生提出問題，激發起他們探究問題的興趣，而解決問題的過程也就是學習新內容的過程，從而有效地突破了難點。

例如在學習《空氣》時，如果不通過實驗讓學生理解空氣中氧氣的體積分數真的很困難。如下圖所示將一只空集氣瓶用帶導管的橡皮塞塞緊，導管與盛水的燒杯相連接，不做任何處理，水始終不會注入到集氣瓶中，接下來進行對比實驗。先在集氣瓶內加入少量水，再把剩余的容積用記號劃成5等份。點燃燃燒匙內的紅磷，立即塞緊瓶塞，觀察現象：磷燃燒，發出白光，冒出白煙。火焰熄滅后，振蕩集氣瓶，打開導管上的夾子，出現什么現象？水從燒杯倒吸入集氣瓶內。瓶內水位變化，水的體積約占瓶容積的1/5，消耗的氣體跟余下的氣體的體積比為1∶4，實驗結論是：空氣中氧氣的體積分數約為1/5。

四、運用對比實驗，培養學生的思維能力

學生的分析思考能力是通過對事物的深化認識得來的，但前提還是來源于對事物的直接觀察。因此，培養學生的分析思考能力，必須教會學生正確地觀察和認識事物，從而形成正確的感性認識。在學習二氧化碳實驗室制取這一節內容時，如果教師只照本宣科，講明實驗室制取二氧化碳用的是稀鹽酸和石灰石，這樣學生雖然知道了用什么藥品可以制取二氧化碳，但對為什么要選取稀鹽酸和石灰石來制取，而不用濃鹽酸或其他藥品制取，二氧化碳在實驗室是如何制取的，應注意哪些環節等問題一無所知。可同時設計兩組實驗：第一組：石灰石和稀鹽酸，石灰石和稀硫酸；第二組：石灰石和稀鹽酸，碳酸鈉和稀鹽酸。通過對比實驗的觀察分析，提高了學生的分析觀察能力。

五、運用對比實驗，發展學生自主探究能力

新課程倡導改變學生學習的方式、倡導學生“自主學習”、倡導“科學探究”教學，而設計實驗方案、進行實驗探究，常常用到對比實驗。因此，如何在對比實驗中進一步培養學生的探究能力是作為初中科學老師義不容辭的責任。

例如，稀鹽酸與活潑金屬鎂反應生成氫氣。我們已經知道在稀鹽酸中存在H2O、Cl-和H+三種微粒。猜猜看，可能是稀鹽酸中的哪一種微粒與鎂發生了反應？先引導學生分析課題，強調相同條件，突出對比因素，使學生充分體會實驗的因果關系，初步明確對比實驗的原則和方法。學生討論后自己設計實驗。學生根據現象分析，排除了H2O分子、Cl-與鎂反應的可能性，從而得出結論。在該對比實驗中，從“提出問題、猜想假設、設計方案、實驗探索、形成結論”的過程中，體驗知識的發生發展過程，感悟發現的成功和創造的快樂，從而再次培養學生的探究能力，提高教學實效。

總之，運用對比實驗教學，學生的積極性、創造性以及巨大的潛力得到充分發揮，從而使學生更加有效地獲得知識，提高科學教學實效。

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