試談中年級自然教學(xué)中的對比實(shí)驗(yàn)

    一、對比實(shí)驗(yàn)是探究自然事物變化規(guī)律的一種有效的方法
    對比實(shí)驗(yàn)是以正確的實(shí)驗(yàn)操作和觀察的方法為基礎(chǔ)，以實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象為依據(jù)，對實(shí)驗(yàn)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(jìn)行對比分析的一種實(shí)驗(yàn)教學(xué)過程。組織對比實(shí)驗(yàn)的步驟可以分為前后兩部分， 前部分主要是組織學(xué)生進(jìn)行實(shí)驗(yàn)的操作和對實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象進(jìn)行細(xì)致觀察的活動。這一步驟具有實(shí)驗(yàn)教學(xué)的共性，側(cè) 重于培養(yǎng)學(xué)生實(shí)驗(yàn)和觀察的技能。后一部分是學(xué)生運(yùn)用對比分析的方法逐漸深入地發(fā)現(xiàn)實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象差異以及這種 差異中所包含的事物變化的某種規(guī)律，從而學(xué)到新的知識。后一部分側(cè)重于培養(yǎng)思維能力和學(xué)生獲取新知識的 過程，屬于對比實(shí)驗(yàn)的個性。
    在對有差異的同實(shí)驗(yàn)組兩個實(shí)驗(yàn)進(jìn)行對比分析時，要注重引導(dǎo)學(xué)生對實(shí)驗(yàn)條件的不同進(jìn)行對比，對實(shí)驗(yàn)過 程所發(fā)生的不同現(xiàn)象進(jìn)行對比，以及對不同的實(shí)驗(yàn)結(jié)果進(jìn)行對比。要讓學(xué)生知道對比什么，怎樣比，對比的結(jié) 果與實(shí)驗(yàn)過程條件的變化存在著哪些因果關(guān)系。
    義務(wù)教育中年級自然教材中有關(guān)對比實(shí)驗(yàn)的內(nèi)容比較豐富，主要有：①砂質(zhì)土、粘質(zhì)土、壤土性質(zhì)的對比 實(shí)驗(yàn)；②研究水的壓力與深度關(guān)系的對比實(shí)驗(yàn)；③不同電路的對比實(shí)驗(yàn)；④溶解快慢的對比實(shí)驗(yàn)；⑤研究擺動 快慢的對比實(shí)驗(yàn)；⑥不同的太陽能熱水器吸收太陽能多少的對比實(shí)驗(yàn)；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(shí)驗(yàn)；等等。
    二、組織對比實(shí)驗(yàn)要與兒童智能的發(fā)展相符合
    中年級學(xué)生在學(xué)習(xí)新知識時需要經(jīng)歷由淺入深，從易到難，由具體的感知到能運(yùn)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(shè)計(jì)對比實(shí)驗(yàn)時要充分考慮到中年級學(xué)生的心理 特征，按照兒童的認(rèn)知規(guī)律合理安排實(shí)驗(yàn)教學(xué)的流程，優(yōu)化教學(xué)過程。
    １．合理安排對比實(shí)驗(yàn)的順序。兒童的思維活動是有序的。組織對比實(shí)驗(yàn)要講究各個不同變化條件的逐一 變化順序，這有利于學(xué)生進(jìn)行有序地由易到難、由表及里的思維活動。教材對于對比實(shí)驗(yàn)開展的順序通常都作 了較合理的安排。如《擺的秘密》研究擺的擺動快慢的實(shí)驗(yàn)，先是在擺的重量、擺線的長短都不改變的前提下 ，研究每次擺動的時間是否相同，然后進(jìn)一步研究當(dāng)擺線長短相同，擺線下拴著的物體輕重不同時，在相同的 時間內(nèi)擺動的次數(shù)是否相同，最后再突出改變擺線長短的條件讓學(xué)生自行進(jìn)行在不同長短的擺線條件下研究擺 動快慢是否相同的對比實(shí)驗(yàn)。從整個實(shí)驗(yàn)過程來看，沒有第一個實(shí)驗(yàn)所獲得的知識作為基礎(chǔ)，就無法很好地進(jìn) 行后兩個對比實(shí)驗(yàn)，而后兩個實(shí)驗(yàn)安排的順序也有難易之分。從這個例子可以看出，合理安排實(shí)驗(yàn)中各個環(huán)節(jié) 對于學(xué)生的思維發(fā)展有著很大關(guān)系。
    ２．化繁為簡，幫助學(xué)生尋找變化的規(guī)律。大多數(shù)對比實(shí)驗(yàn)中的可變化的條件比較多，如果在教學(xué)中對實(shí) 驗(yàn)的條件不加限制，那么，在實(shí)驗(yàn)過程中往往會出現(xiàn)復(fù)雜的多種變化的不同現(xiàn)象，這樣，常會影響學(xué)生尋找其 中變化的規(guī)律。這種情況下教師要適當(dāng)控制實(shí)驗(yàn)條件的變化，簡化實(shí)驗(yàn)過程，排除次要因素的干擾，盡可能讓 學(xué)生從簡化的實(shí)驗(yàn)產(chǎn)生的現(xiàn)象中發(fā)現(xiàn)某種變化的規(guī)律。以《怎樣加快溶解》一課中研究物體溶解快慢與哪些因 素有關(guān)的實(shí)驗(yàn)為例，實(shí)驗(yàn)前先規(guī)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（高錳酸鉀或食鹽），然后讓學(xué)生分組進(jìn)行有攪拌和沒有攪拌不同條件的實(shí)驗(yàn)，觀察比較實(shí)驗(yàn)過程 所發(fā)生的變化及實(shí)驗(yàn)后的不同結(jié)果，這樣學(xué)生就比較容易發(fā)現(xiàn)一個小結(jié)論：攪拌能加快溶解。接下來仍然先規(guī) 定在一定量的水，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(xué)生繼續(xù)研究溶解快慢有什 么不同，得出又一個小結(jié)論：溫度高低會影響溶解的快慢。再接著給學(xué)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，通過學(xué)生想辦法自行設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)，探究新的問題，通過具體的對比實(shí)驗(yàn)，得出另一個小結(jié)論：研 成粉末可以加快溶解。最后歸納綜合上述幾個實(shí)驗(yàn)的小結(jié)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(shí)驗(yàn)條件的變化，有利于尋找出事物變化的規(guī)律。同時 ，學(xué)生在實(shí)驗(yàn)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(shí)驗(yàn)的道理，這對于培養(yǎng)學(xué)生應(yīng) 用科學(xué)的方法自行探究自然事物變化規(guī)律的能力大有好處。
    ３．適當(dāng)增加實(shí)驗(yàn)的趣味性。自然實(shí)驗(yàn)的內(nèi)容和形式具有較濃厚的趣味性。對比實(shí)驗(yàn)中由于存在著幾個可 變化的不同條件，可能會產(chǎn)生實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象的某些差異，如果在組織對比實(shí)驗(yàn)時把要進(jìn)行對比這種差異的過程以競 賽的形式表現(xiàn)出來，就更符合學(xué)生好勝的心理需求。如《怎樣加快溶解》一課，做完三個小實(shí)驗(yàn)后再給學(xué)生一 種新的溶解物，對實(shí)驗(yàn)的條件不加限制，讓學(xué)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(xué)生綜合運(yùn)用所學(xué)的知識，同時對學(xué)生也很有吸引力。
    ４．對比分析需要差異明顯的實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象。有差異就有對比。然而中年級學(xué)生對于一些對比實(shí)驗(yàn)中所產(chǎn)生的 現(xiàn)象差異不一定能很快發(fā)現(xiàn)。為了幫助學(xué)生盡快發(fā)現(xiàn)對比實(shí)驗(yàn)中的某種差異，教師應(yīng)創(chuàng)設(shè)能產(chǎn)生較明顯差異現(xiàn) 象的實(shí)驗(yàn)條件，如溶解物體實(shí)驗(yàn)中的水溫差別要大；《擺的秘密》中的擺線長度相差要大。在這種差異明顯的 條件下進(jìn)行實(shí)驗(yàn)才有利于學(xué)生發(fā)現(xiàn)變化的規(guī)律。差異明顯的實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象有助于學(xué)生進(jìn)行對比分析。
    ５．在對比實(shí)驗(yàn)中要注重語言能力的發(fā)展。語言與思維有著密切的關(guān)系，語言是思維活動的工具。在對比 實(shí)驗(yàn)中可以要求中年級學(xué)生具體地描述出實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象的變化過程和實(shí)驗(yàn)中產(chǎn)生不同實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象的差異，還可以更進(jìn) 一步地要求學(xué)生能具體敘述出產(chǎn)生實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象差異的原因和經(jīng)過思維所形成的結(jié)論。在對比實(shí)驗(yàn)中對學(xué)生語言表 達(dá)能力的培養(yǎng)，有利于發(fā)展學(xué)生的邏輯思維。
    三、注重對比實(shí)驗(yàn)的教學(xué)設(shè)計(jì)與教學(xué)形式的選擇
    對比實(shí)驗(yàn)的設(shè)計(jì)也是以實(shí)驗(yàn)教學(xué)過程最優(yōu)化為目的的。因此在對比實(shí)驗(yàn)的教學(xué)前必須根據(jù)教材的內(nèi)容、學(xué) 生認(rèn)知水平和教學(xué)設(shè)備的條件進(jìn)行具體設(shè)計(jì)。
    對比實(shí)驗(yàn)一般是探索過程在前（實(shí)驗(yàn)與觀察），探索結(jié)果在后（對比、分析、歸納）。在不同的教學(xué)內(nèi)容 和教學(xué)設(shè)備條件下，可以有不同的教學(xué)形式。對比實(shí)驗(yàn)的教學(xué)形式主要有以下幾類：
    １．按實(shí)驗(yàn)的操作者不同可分為演示對比實(shí)驗(yàn)、學(xué)生分組對比實(shí)驗(yàn)和演示實(shí)驗(yàn)與分組實(shí)驗(yàn)相結(jié)合的教學(xué)形 式。最后一種教學(xué)形式還可以是師生之間分別在不同實(shí)驗(yàn)條件下同時或先后進(jìn)行各自的實(shí)驗(yàn)，然后再對比師生 各自實(shí)驗(yàn)產(chǎn)生現(xiàn)象中所存在的差異。
    ２．按實(shí)驗(yàn)中對質(zhì)與量分析的具體要求可分為定性對比實(shí)驗(yàn)和定量對比實(shí)驗(yàn)。定性對比實(shí)驗(yàn)主要是研究實(shí) 驗(yàn)中某種條件變化與產(chǎn)生現(xiàn)象的因果關(guān)系；而定量對比實(shí)驗(yàn)主要是通過實(shí)驗(yàn)獲得具體的數(shù)值，然后從測得的數(shù) 值與實(shí)驗(yàn)條件的關(guān)系中尋找變化過程的某種規(guī)律。如《擺的秘密》。
    ３．按組織實(shí)驗(yàn)過程步驟的不同方式可分為異步對比實(shí)驗(yàn)和同步對比實(shí)驗(yàn)。異步對比實(shí)驗(yàn)是讓所有學(xué)生實(shí) 驗(yàn)小組先統(tǒng)一進(jìn)行某種實(shí)驗(yàn)條件的實(shí)驗(yàn)，再統(tǒng)一進(jìn)行該實(shí)驗(yàn)的某個條件發(fā)生了變化的操作，然后組織對比前后 兩次實(shí)驗(yàn)存在的差異。同步對比實(shí)驗(yàn)則是把學(xué)生的所有實(shí)驗(yàn)小組分成兩大組，同時進(jìn)行不同實(shí)驗(yàn)條件的實(shí)驗(yàn)， 然后組織兩大組互相對比實(shí)驗(yàn)中產(chǎn)生種種現(xiàn)象之間的所有差異。
    ４．按實(shí)驗(yàn)的研究方法又可分為探究性對比實(shí)驗(yàn)、驗(yàn)證性對比實(shí)驗(yàn)和設(shè)計(jì)性對比實(shí)驗(yàn)。
    探究性對比實(shí)驗(yàn)是在教師的引導(dǎo)下，先通過組織實(shí)驗(yàn)觀察活動，然后對比分析實(shí)驗(yàn)中產(chǎn)生現(xiàn)象的某些差異 ，幫助學(xué)生自行探究產(chǎn)生這些差異的因果關(guān)系，形成某種結(jié)論，發(fā)現(xiàn)某種規(guī)律。這種實(shí)驗(yàn)的研究方法對于培養(yǎng) 學(xué)生科學(xué)的正確的學(xué)習(xí)方法和實(shí)驗(yàn)?zāi)芰τ泻艽蟮膸椭��?
    驗(yàn)證性對比實(shí)驗(yàn)是在教師的啟發(fā)下，用對比實(shí)驗(yàn)的方法來驗(yàn)證有關(guān)結(jié)論、規(guī)律。也可以針對學(xué)生所提出的 種種猜想或假設(shè)通過對比實(shí)驗(yàn)予以驗(yàn)證。事實(shí)上在自然教學(xué)過程中有很大一部分內(nèi)容是對前人所探索出的結(jié)果 予以驗(yàn)證的，通過摸擬重現(xiàn)前人探索的經(jīng)歷，驗(yàn)證某些已有結(jié)論，使學(xué)生掌握某些探索自然事物的方法。驗(yàn)證 性對比實(shí)驗(yàn)在中年級自然教材中也有較豐富的內(nèi)容，如水的壓力變化與深度關(guān)系的實(shí)驗(yàn)等。
    設(shè)計(jì)性對比實(shí)驗(yàn)是根據(jù)實(shí)驗(yàn)內(nèi)容和目的，讓學(xué)生自己設(shè)計(jì)和操作。教師可以提示對某種實(shí)驗(yàn)條件變化加以 限制，也可以對任何實(shí)驗(yàn)條件及變化都不加以限制，讓各個實(shí)驗(yàn)小組分別自行設(shè)計(jì)和操作，自行探究實(shí)驗(yàn)所產(chǎn) 生不同結(jié)果的各自原因，然后再組織各小組進(jìn)行互相對比，進(jìn)一步找出產(chǎn)生各自不同差異的原因，得出結(jié)論。 設(shè)計(jì)性對比實(shí)驗(yàn)對于培養(yǎng)和發(fā)展學(xué)生的創(chuàng)造性思維和獨(dú)立實(shí)驗(yàn)?zāi)芰τ兄�特殊的作用。教師�?jīng)常組織這類對比實(shí) 驗(yàn)，對兒童智能的發(fā)展大有裨益。
    總之，要在對比實(shí)驗(yàn)教學(xué)過程中取得較好的教學(xué)效果，就必須根據(jù)教材內(nèi)容、學(xué)生認(rèn)知水平和實(shí)驗(yàn)教學(xué)設(shè) 備等，不拘一格地靈活選擇適當(dāng)?shù)慕虒W(xué)形式，善于運(yùn)用整體教學(xué)設(shè)計(jì)的原理進(jìn)行對比實(shí)驗(yàn)的教學(xué)設(shè)計(jì)，努力使 教學(xué)設(shè)計(jì)過程與科學(xué)探究過程實(shí)現(xiàn)互相和諧的統(tǒng)一。

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