加強對比實驗教學(xué) 提高科學(xué)教學(xué)實效

浙江永嘉上塘城西中學(xué) 厲朝陽

科學(xué)是一門以實驗為基礎(chǔ)的學(xué)科，對比實驗是科學(xué)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(chǔ)，以實驗現(xiàn)象為依據(jù)，對在實驗過程中通過人為控制所產(chǎn)生的兩個類似現(xiàn)象之間的差異進行對比分析的一種實驗教學(xué)過程。俄國心理學(xué)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(xué)、充分發(fā)揮對比實驗在教學(xué)中的作用，提高教學(xué)實效，是值得初中科學(xué)教師探討的問題。下面談一談筆者在平時教學(xué)中運用對比實驗教學(xué)的體會。

一、運用對比實驗，激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)興趣

興趣是學(xué)習(xí)動機中最現(xiàn)實、最活潑的心理成分，是學(xué)習(xí)動力的源泉，心理學(xué)家夸美紐斯說過：“興趣是最好的老師。”在對比實驗中發(fā)生的奇幻現(xiàn)象，會使學(xué)生對科學(xué)產(chǎn)生濃厚的學(xué)習(xí)興趣，激發(fā)他們努力探索科學(xué)奧秘的欲望。在學(xué)習(xí)《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(fā)現(xiàn)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(fā)現(xiàn)氣球一下子就破了。

在學(xué)習(xí)《大氣的壓強》的新課中，首先要讓學(xué)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(xué)生體會到呢？這里我將兩個小實驗相對比，第一次：讓學(xué)生用力擠壓塑料瓶，發(fā)現(xiàn)塑料瓶形變；第二次：讓學(xué)生將熱水灌入瓶中后倒出，然后再將塑料瓶的蓋子蓋緊，發(fā)現(xiàn)塑料瓶同樣發(fā)生形變。

通過運用對比實驗來引入新課可以加強直觀教學(xué)，不但能激發(fā)學(xué)生強烈的求知欲，引起學(xué)生濃厚的學(xué)習(xí)興趣，而且有利于向?qū)W生展示新課題的目的，有助于提高科學(xué)教學(xué)實效。

二、運用對比實驗，幫助學(xué)生建立正確的科學(xué)概念

在科學(xué)教學(xué)過程中常常需要借助實驗得出正確的科學(xué)概念。但從實驗現(xiàn)象到科學(xué)概念的建立往往跨度很大，因此，如何引導(dǎo)學(xué)生對比實驗現(xiàn)象、形成概念是科學(xué)概念教學(xué)的出發(fā)點。真實、生動、形象、直觀的對比實驗，不但能賦予學(xué)生豐富的科學(xué)表象，而且能通過感官的刺激，喚起他們對科學(xué)學(xué)習(xí)的熱情及對科學(xué)問題的深入探究。

例如，大氣壓強這一概念，對初中學(xué)生來說是比較抽象的，教學(xué)中我設(shè)計兩到三個對比實驗，每做一個實驗，都引導(dǎo)學(xué)生觀察現(xiàn)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(xué)生思考，放開手后，厚紙片會不會掉下來？當(dāng)學(xué)生看到厚紙片不會掉下來這個意想不到的現(xiàn)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(xué)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(jié)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(xué)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(jié)論的可信度。這時，教師因勢利導(dǎo)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(xué)生很自然領(lǐng)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(chǎn)生的，由此可見，是大氣對厚紙片產(chǎn)生了壓強。 進而向?qū)W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?zāi)懿荒艹晒Γ俊比缓笤僮龅诙€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(jié)果與分析、推理的一致性，加深了學(xué)生對大氣壓強的認識，同時也培養(yǎng)了學(xué)生的思維能力。接著為了開闊學(xué)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(xiàn)什么現(xiàn)象？進行第三次對比實驗，從而使學(xué)生對大氣壓的理解具體而鮮明。

三、運用對比實驗，突破教學(xué)難點

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

例如在學(xué)習(xí)《空氣》時，如果不通過實驗讓學(xué)生理解空氣中氧氣的體積分數(shù)真的很困難。如下圖所示將一只空集氣瓶用帶導(dǎo)管的橡皮塞塞緊，導(dǎo)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(nèi)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(nèi)的紅磷，立即塞緊瓶塞，觀察現(xiàn)象：磷燃燒，發(fā)出白光，冒出白煙。火焰熄滅后，振蕩集氣瓶，打開導(dǎo)管上的夾子，出現(xiàn)什么現(xiàn)象？水從燒杯倒吸入集氣瓶內(nèi)。瓶內(nèi)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(jié)論是：空氣中氧氣的體積分數(shù)約為1/5。

四、運用對比實驗，培養(yǎng)學(xué)生的思維能力

學(xué)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(yǎng)學(xué)生的分析思考能力，必須教會學(xué)生正確地觀察和認識事物，從而形成正確的感性認識。在學(xué)習(xí)二氧化碳實驗室制取這一節(jié)內(nèi)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(xué)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(yīng)注意哪些環(huán)節(jié)等問題一無所知。可同時設(shè)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(xué)生的分析觀察能力。

五、運用對比實驗，發(fā)展學(xué)生自主探究能力

新課程倡導(dǎo)改變學(xué)生學(xué)習(xí)的方式、倡導(dǎo)學(xué)生“自主學(xué)習(xí)”、倡導(dǎo)“科學(xué)探究”教學(xué)，而設(shè)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(yǎng)學(xué)生的探究能力是作為初中科學(xué)老師義不容辭的責(zé)任。

例如，稀鹽酸與活潑金屬鎂反應(yīng)生成氫氣。我們已經(jīng)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(fā)生了反應(yīng)？先引導(dǎo)學(xué)生分析課題，強調(diào)相同條件，突出對比因素，使學(xué)生充分體會實驗的因果關(guān)系，初步明確對比實驗的原則和方法。學(xué)生討論后自己設(shè)計實驗。學(xué)生根據(jù)現(xiàn)象分析，排除了H2O分子、Cl-與鎂反應(yīng)的可能性，從而得出結(jié)論。在該對比實驗中，從“提出問題、猜想假設(shè)、設(shè)計方案、實驗探索、形成結(jié)論”的過程中，體驗知識的發(fā)生發(fā)展過程，感悟發(fā)現(xiàn)的成功和創(chuàng)造的快樂，從而再次培養(yǎng)學(xué)生的探究能力，提高教學(xué)實效。

總之，運用對比實驗教學(xué)，學(xué)生的積極性、創(chuàng)造性以及巨大的潛力得到充分發(fā)揮，從而使學(xué)生更加有效地獲得知識，提高科學(xué)教學(xué)實效。

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