试谈中年级自然教学中的对比实验

1、试谈中年级自然教学中的对比实验一、对比实验是探究自然事物变化规律的一种有效的 方法对比实验是以正确的实验操作和观察的方法为基础， 以实验现象为依据，对实验过程中通过人为控制所产生的 两个类似现象之间的差异进行对比分析的一种实验教学过 程。组织对比实验的步骤可以分为前后两部分，前部分主 要是组织学生进行实验的操作和对实验现象进行细致观察 的活动。这一步骤具有实验教学的共性，侧重于培养学生 实验和观察的技能。后一部分是学生运用对比分析的方法 逐渐深入地发现实验现象差异以及这种差异中所包含的事 物变化的某种规律，从而学到新的知识。后一部分侧重于 培养思维能力和学生获取新知识的过程，属于对比实验的 个

2、性。在对有差异的同实验组两个实验进行对比分析时，要 注重引导学生对实验条件的不同进行对比，对实验过程所 发生的不同现象进行对比，以及对不同的实验结果进行对 比。要让学生知道对比什么，怎样比，对比的结果与实验 过程条件的变化存在着哪些因果关系。义务教育中年级自然教材中有关对比实验的内容比较 丰富，主要有：砂质土、黏质土、壤土性质的对比实验; 研究水的压力与深度关系的对比实验；不同电路的对 比实验；溶解快慢的对比实验；研究摆动快慢的对比 实验；不同的太阳能热水器吸收太阳能多少的对比实验; 物体从不同高度的斜面上滑下来后滑行距离不一样的对 比实验；等等。二、组织对比实验要与儿童智能的发展相符合中年级

3、学生在学习新知识时需要经历由浅入深，从易 到难，由具体的感知到能运用语言描述在大脑形成的表象, 再由具体的表象到抽象和概括的思维活动过程。教师在设 计对比实验时要充分考虑到中年级学生的心理特征，按照 儿童的认知规律合理安排实验教学的流程，优化教学过程。1. 合理安排对比实验的顺序。儿童的思维活动是有序 的。组织对比实验要讲究各个不同变化条件的逐一变化顺 序，这有利于学生进行有序地由易到难、由表及里的思维 活动。教材对于对比实验开展的顺序通常都作了较合理的 安排。如摆的秘密研究摆的摆动快慢的实验，先是在 摆的重量、摆线的长短都不改变的前提下，研究每次摆动 的时间是否相同，然后进一步研究当摆线长短

4、相同，摆线 下拴着的物体轻重不同时，在相同的时间内摆动的次数是 否相同，最后再突出改变摆线长短的条件让学生自行进行 在不同长短的摆线条件下研究摆动快慢是否相同的对比实 验。从整个实验过程来看，没有第一个实验所获得的知识 作为基础，就无法很好地进行后两个对比实验，而后两个 实验安排的顺序也有难易之分。从这个例子可以看出，合 理安排实验中各个环节对于学生的思维发展有着很大关系。2. 化繁为简，帮助学生寻找变化的规律。大多数对比 实验中的可变化的条件比较多，如果在教学中对实验的条 件不加限制，那么，在实验过程中往往会出现复杂的多种 变化的不同现象，这样，常会影响学生寻找其中变化的规 律。这种情况下教

5、师要适当控制实验条件的变化，简化实 验过程，排除次要因素的干扰，尽可能让学生从简化的实 验产生的现象中发现某种变化的规律。以怎样加快溶 解一课中研究物体溶解快慢与哪些因素有关的实验为例, 实验前先规定在几个“同样”的条件下，如一定量的水， 冷热相同，一定量且颗粒大小相同的溶解物（高猛酸钾或 食盐），然后让学生分组进行有搅拌和没有搅拌不同条件的 实验，观察比较实验过程所发生的变化及实验后的不同结 果，这样学生就比较容易发现一个小结论：搅拌能加快溶 解。接下来仍然先规定在一定量的水，一定量且颗粒大小 相同的溶解物，在水的冷热不同的条件下，让学生继续研 究溶解快慢有什么不同，得出又一个小结论：温度高

6、低会 影响溶解的快慢。再接着给学生“一定量冷热相同的水， 在都不搅拌的条件下，给你两小堆同样多的同一种溶解物 （如碱块或冰糖），想办法使其中一堆的溶解物比另一堆溶 解得更快”的问题，通过学生想办法自行设计实验，探究 新的问题，通过具体的对比实验，得出另一个小结论：研 成粉末可以加快溶解。最后归纳综合上述几个实验的小结 论，获得“搅拌、加热、研成粉末可以加快溶解”的新知 识。通过这个例子我们可以看到，化繁为简，控制实验条 件的变化，有利于寻找出事物变化的规律。同时，学生在 实验过程中不但知道怎样做，而且更重要的是知道了为什 么要这样做实验的道理，这对于培养学生应用科学的方法 自行探究自然事物变化

7、规律的能力大有好处。3. 适当增加实验的趣味性。自然实验的内容和形式具 有较浓厚的趣味性。对比实验中由于存在着几个可变化的 不同条件，可能会产生实验现象的某些差异，如果在组织 对比实验时把要进行对比这种差异的过程以竞赛的形式表 现出来，就更符合学生好胜的心理需求。如怎样加快溶 解一课，做完三个小实验后再给学生一种新的溶解物， 对实验的条件不加限制，让学生想办法使物体尽快溶解， 比一比谁最先使物体全部溶解。这种组织竞赛活动的方式, 有利于学生综合运用所学的知识，同时对学生也很有吸引 力。4. 对比分析需要差异明显的实验现象。有差异就有对 比。然而中年级学生对于一些对比实验中所产生的现象差 异不一

8、定能很快发现。为了帮助学生尽快发现对比实验中 的某种差异，教师应创设能产生较明显差异现象的实验条 件，如溶解物体实验中的水温差别要大；摆的秘密中的 摆线长度相差要大。在这种差异明显的条件下进行实验才 有利于学生发现变化的规律。差异明显的实验现象有助于 学生进行对比分析。5. 在对比实验中要注重语言能力的发展。语言与思维 有着密切的关系，语言是思维活动的工具。在对比实验中 可以要求中年级学生具体地描述出实验现象的变化过程和 实验中产生不同实验现象的差异，还可以更进一步地要求 学生能具体叙述出产生实验现象差异的原因和经过思维所 形成的结论。在对比实验中对学生语言表达能力的培养， 有利于发展学生的逻

9、辑思维。三、注重对比实验的教学设计与教学形式的选择对比实验的设计也是以实验教学过程最优化为目的的。 因此在对比实验的教学前必须根据教材的内容、学生认知 水平和教学设备的条件进行具体设计。对比实验一般是探索过程在前（实验与观察），探索结 果在后（对比、分析、归纳）。在不同的教学内容和教学 设备条件下，可以有不同的教学形式。对比实验的教学形 式主要有以下几类：1. 按实验的操作者不同可分为演示对比实验、学生分 组对比实验和演示实验与分组实验相结合的教学形式。最 后一种教学形式还可以是师生之间分别在不同实验条件下 同时或先后进行各自的实验，然后再对比师生各自实验产 生现象中所存在的差异。2. 按实验

10、中对质与量分析的具体要求可分为定性对比 实验和定量对比实验。定性对比实验主要是研究实验中某 种条件变化与产生现象的因果关系；而定量对比实验主要 是通过实验获得具体的数值，然后从测得的数值与实验条 件的关系中寻找变化过程的某种规律。如摆的秘密。3. 按组织实验过程步骤的不同方式可分为异步对比实 验和同步对比实验。异步对比实验是让所有学生实验小组 先统一进行某种实验条件的实验，再统一进行该实验的某 个条件发生了变化的操作，然后组织对比前后两次实验存 在的差异。同步对比实验则是把学生的所有实验小组分成 两大组，同时进行不同实验条件的实验，然后组织两大组 互相对比实验中产生种种现象之间的所有差异。4.

11、 按实验的研究方法又可分为探究性对比实验、验证 性对比实验和设计性对比实验。探究性对比实验是在教师的引导下，先通过组织实验 观察活动，然后对比分析实验中产生现象的某些差异，帮 助学生自行探究产生这些差异的因果关系，形成某种结论, 发现某种规律。这种实验的研究方法对于培养学生科学的 正确的学习方法和实验能力有很大的帮助。验证性对比实验是在教师的启发下，用对比实验的方 法来验证有关结论、规律。也可以针对学生所提出的种种 猜想或假设通过对比实验予以验证。事实上在自然教学过 程中有很大一部分内容是对前人所探索出的结果予以验证 的，通过摸拟重现前人探索的经历，验证某些已有结论， 使学生掌握某些探索自然事物的方法。验证性对比实验在 中年级自然教材中也有较丰富的内容，如水的压力变化与 深度关系的实验等。设计性对比实验是根据实验内容和目的，让学生自己 设计和操作。教师可以提示对某种实验条件变化加以限制, 也可以对任何实验条件及变化都不加以限制，让各个实验 小组分别自行设计和操作，自行探究实验所产生不同结果 的各自原因，然后再组织各小组进行互相对比，进一步找 出产生各自不同差异的原因，得出结论。设计性