試談中年級自然教學中的對比實驗

1、試談中年級自然教學中的對比實驗一、對比實驗是探究自然事物變化規(guī)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(xiàn)象為依據(jù)，對實驗過程中通過人為控制所產生的 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(xiàn)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(yǎng)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(fā)現(xiàn)實驗現(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，從而學到新的知識。后一部分側重于 培養(yǎng)思維能力和學生獲取新知識的過程，屬于對比實驗的 個

2、性。在對有差異的同實驗組兩個實驗進行對比分析時，要 注重引導學生對實驗條件的不同進行對比，對實驗過程所 發(fā)生的不同現(xiàn)象進行對比，以及對不同的實驗結果進行對 比。要讓學生知道對比什么，怎樣比，對比的結果與實驗 過程條件的變化存在著哪些因果關系。義務教育中年級自然教材中有關對比實驗的內容比較 豐富，主要有：砂質土、黏質土、壤土性質的對比實驗; 研究水的壓力與深度關系的對比實驗；不同電路的對 比實驗；溶解快慢的對比實驗；研究擺動快慢的對比 實驗；不同的太陽能熱水器吸收太陽能多少的對比實驗; 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(fā)展相符合中年級

3、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(guī)律合理安排實驗教學的流程，優(yōu)化教學過程。1. 合理安排對比實驗的順序。兒童的思維活動是有序 的。組織對比實驗要講究各個不同變化條件的逐一變化順 序，這有利于學生進行有序地由易到難、由表及里的思維 活動。教材對于對比實驗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驗，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，然后進一步研究當擺線長短

4、相同，擺線 下拴著的物體輕重不同時，在相同的時間內擺動的次數(shù)是 否相同，最后再突出改變擺線長短的條件讓學生自行進行 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 驗。從整個實驗過程來看，沒有第一個實驗所獲得的知識 作為基礎，就無法很好地進行后兩個對比實驗，而后兩個 實驗安排的順序也有難易之分。從這個例子可以看出，合 理安排實驗中各個環(huán)節(jié)對于學生的思維發(fā)展有著很大關系。2. 化繁為簡，幫助學生尋找變化的規(guī)律。大多數(shù)對比 實驗中的可變化的條件比較多，如果在教學中對實驗的條 件不加限制，那么，在實驗過程中往往會出現(xiàn)復雜的多種 變化的不同現(xiàn)象，這樣，常會影響學生尋找其中變化的規(guī) 律。這種情況下教

5、師要適當控制實驗條件的變化，簡化實 驗過程，排除次要因素的干擾，盡可能讓學生從簡化的實 驗產生的現(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的實驗為例, 實驗前先規(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（高猛酸鉀或 食鹽），然后讓學生分組進行有攪拌和沒有攪拌不同條件的 實驗，觀察比較實驗過程所發(fā)生的變化及實驗后的不同結 果，這樣學生就比較容易發(fā)現(xiàn)一個小結論：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，讓學生繼續(xù)研 究溶解快慢有什么不同，得出又一個小結論：溫度高

6、低會 影響溶解的快慢。再接著給學生“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，通過學生想辦法自行設計實驗，探究 新的問題，通過具體的對比實驗，得出另一個小結論：研 成粉末可以加快溶解。最后歸納綜合上述幾個實驗的小結 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，控制實驗條 件的變化，有利于尋找出事物變化的規(guī)律。同時，學生在 實驗過程中不但知道怎樣做，而且更重要的是知道了為什 么要這樣做實驗的道理，這對于培養(yǎng)學生應用科學的方法 自行探究自然事物變化

7、規(guī)律的能力大有好處。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。對比實驗中由于存在著幾個可變化的 不同條件，可能會產生實驗現(xiàn)象的某些差異，如果在組織 對比實驗時把要進行對比這種差異的過程以競賽的形式表 現(xiàn)出來，就更符合學生好勝的心理需求。如怎樣加快溶 解一課，做完三個小實驗后再給學生一種新的溶解物， 對實驗的條件不加限制，讓學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, 有利于學生綜合運用所學的知識，同時對學生也很有吸引 力。4. 對比分析需要差異明顯的實驗現(xiàn)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(xiàn)象差 異不一

8、定能很快發(fā)現(xiàn)。為了幫助學生盡快發(fā)現(xiàn)對比實驗中 的某種差異，教師應創(chuàng)設能產生較明顯差異現(xiàn)象的實驗條 件，如溶解物體實驗中的水溫差別要大；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行實驗才 有利于學生發(fā)現(xiàn)變化的規(guī)律。差異明顯的實驗現(xiàn)象有助于 學生進行對比分析。5. 在對比實驗中要注重語言能力的發(fā)展。語言與思維 有著密切的關系，語言是思維活動的工具。在對比實驗中 可以要求中年級學生具體地描述出實驗現(xiàn)象的變化過程和 實驗中產生不同實驗現(xiàn)象的差異，還可以更進一步地要求 學生能具體敘述出產生實驗現(xiàn)象差異的原因和經過思維所 形成的結論。在對比實驗中對學生語言表達能力的培養(yǎng)， 有利于發(fā)展學生的邏

9、輯思維。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(yōu)化為目的的。 因此在對比實驗的教學前必須根據(jù)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(xiàn)象中所存在的差異。2. 按實驗

10、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(xiàn)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(shù)值，然后從測得的數(shù)值與實驗條 件的關系中尋找變化過程的某種規(guī)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(tǒng)一進行某種實驗條件的實驗，再統(tǒng)一進行該實驗的某 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(xiàn)象之間的所有差異。4.

11、 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(xiàn)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(fā)現(xiàn)某種規(guī)律。這種實驗的研究方法對于培養(yǎng)學生科學的 正確的學習方法和實驗能力有很大的幫助。驗證性對比實驗是在教師的啟發(fā)下，用對比實驗的方 法來驗證有關結論、規(guī)律。也可以針對學生所提出的種種 猜想或假設通過對比實驗予以驗證。事實上在自然教學過 程中有很大一部分內容是對前人所探索出的結果予以驗證 的，通過摸擬重現(xiàn)前人探索的經歷，驗證某些已有結論， 使學生掌握某些探索自然事物的方法。驗證性對比實驗在 中年級自然教材中也有較豐富的內容，如水的壓力變化與 深度關系的實驗等。設計性對比實驗是根據(jù)實驗內容和目的，讓學生自己 設計和操作。教師可以提示對某種實驗條件變化加以限制, 也可以對任何實驗條件及變化都不加以限制，讓各個實驗 小組分別自行設計和操作，自行探究實驗所產生不同結果 的各自原因，然后再組織各小組進行互相對比，進一步找 出產生各自不同差異的原因，得出結論。設計性