加強(qiáng)對(duì)比實(shí)驗(yàn)教學(xué) 提高科學(xué)教學(xué)實(shí)效

浙江永嘉上塘城西中學(xué) 厲朝陽(yáng)

科學(xué)是一門以實(shí)驗(yàn)為基礎(chǔ)的學(xué)科，對(duì)比實(shí)驗(yàn)是科學(xué)研究的重要方法之一，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(duì)在實(shí)驗(yàn)過(guò)程中通過(guò)人為控制所產(chǎn)生的兩個(gè)類似現(xiàn)象之間的差異進(jìn)行對(duì)比分析的一種實(shí)驗(yàn)教學(xué)過(guò)程。俄國(guó)心理學(xué)家謝切諾夫說(shuō)過(guò)：“比較是人類最珍貴的寶藏?！奔訌?qiáng)對(duì)比實(shí)驗(yàn)的教學(xué)、充分發(fā)揮對(duì)比實(shí)驗(yàn)在教學(xué)中的作用，提高教學(xué)實(shí)效，是值得初中科學(xué)教師探討的問(wèn)題。下面談一談筆者在平時(shí)教學(xué)中運(yùn)用對(duì)比實(shí)驗(yàn)教學(xué)的體會(huì)。

一、運(yùn)用對(duì)比實(shí)驗(yàn)，激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)興趣

興趣是學(xué)習(xí)動(dòng)機(jī)中最現(xiàn)實(shí)、最活潑的心理成分，是學(xué)習(xí)動(dòng)力的源泉，心理學(xué)家夸美紐斯說(shuō)過(guò)：“興趣是最好的老師。”在對(duì)比實(shí)驗(yàn)中發(fā)生的奇幻現(xiàn)象，會(huì)使學(xué)生對(duì)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(qiáng)》時(shí)，可以先做氣球滾釘板實(shí)驗(yàn)，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(qiáng)》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(jiàn)，摸不著，如何能更有效地讓學(xué)生體會(huì)到呢？這里我將兩個(gè)小實(shí)驗(yàn)相對(duì)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(guò)運(yùn)用對(duì)比實(shí)驗(yàn)來(lái)引入新課可以加強(qiáng)直觀教學(xué)，不但能激發(fā)學(xué)生強(qiáng)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(shí)效。

二、運(yùn)用對(duì)比實(shí)驗(yàn)，幫助學(xué)生建立正確的科學(xué)概念

在科學(xué)教學(xué)過(guò)程中常常需要借助實(shí)驗(yàn)得出正確的科學(xué)概念。但從實(shí)驗(yàn)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(duì)比實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象、形成概念是科學(xué)概念教學(xué)的出發(fā)點(diǎn)。真實(shí)、生動(dòng)、形象、直觀的對(duì)比實(shí)驗(yàn)，不但能賦予學(xué)生豐富的科學(xué)表象，而且能通過(guò)感官的刺激，喚起他們對(duì)科學(xué)學(xué)習(xí)的熱情及對(duì)科學(xué)問(wèn)題的深入探究。

例如，大氣壓強(qiáng)這一概念，對(duì)初中學(xué)生來(lái)說(shuō)是比較抽象的，教學(xué)中我設(shè)計(jì)兩到三個(gè)對(duì)比實(shí)驗(yàn)，每做一個(gè)實(shí)驗(yàn)，都引導(dǎo)學(xué)生觀察現(xiàn)象，思考問(wèn)題，分析問(wèn)題，步步深入。新課開(kāi)始，教師做“覆杯”演示實(shí)驗(yàn)，讓學(xué)生思考，放開(kāi)手后，厚紙片會(huì)不會(huì)掉下來(lái)？當(dāng)學(xué)生看到厚紙片不會(huì)掉下來(lái)這個(gè)意想不到的現(xiàn)象時(shí)，無(wú)不感到新奇有趣。尤其是在演示實(shí)驗(yàn)時(shí)，為了能大大提高實(shí)驗(yàn)的可信度，可用一只底部有一個(gè)小圓孔的塑料杯子，用右手手指按住小圓孔，在杯口向上時(shí)往塑料杯里盛滿水，用紙片把杯口蓋嚴(yán)，左手按住紙片把杯子倒過(guò)來(lái)使杯口向下，放開(kāi)左手后，紙片不會(huì)掉下來(lái)，杯子里的水也不會(huì)流出來(lái)。這時(shí)，學(xué)生可能認(rèn)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(lái)了，水也流出來(lái)了。這樣通過(guò)手指按住小圓孔和不按住小圓孔兩次實(shí)驗(yàn)的對(duì)比，使學(xué)生觀察到兩次實(shí)驗(yàn)中紙片都與水接觸，所不同的是后一次實(shí)驗(yàn)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(gè)結(jié)論的可信度。這時(shí)，教師因勢(shì)利導(dǎo)提出問(wèn)題：“上述第一次實(shí)驗(yàn)中厚紙片受到哪些向下的作用？為什么厚紙片不會(huì)掉下來(lái)？”學(xué)生很自然領(lǐng)會(huì)到厚紙片不會(huì)掉下來(lái)一定受到一個(gè)向上的壓力作用，這個(gè)壓力只能是大氣產(chǎn)生的，由此可見(jiàn)，是大氣對(duì)厚紙片產(chǎn)生了壓強(qiáng)。 進(jìn)而向?qū)W生提出：“課本上要求做這個(gè)實(shí)驗(yàn)時(shí)，杯里要裝滿水，若杯里只盛少量水，甚至不裝水，這個(gè)實(shí)驗(yàn)?zāi)懿荒艹晒Γ俊比缓笤僮龅诙€(gè)對(duì)比實(shí)驗(yàn)加以驗(yàn)證。一個(gè)杯子裝滿水，一個(gè)杯子未裝滿水進(jìn)行實(shí)驗(yàn)，實(shí)驗(yàn)結(jié)果與分析、推理的一致性，加深了學(xué)生對(duì)大氣壓強(qiáng)的認(rèn)識(shí)，同時(shí)也培養(yǎng)了學(xué)生的思維能力。接著為了開(kāi)闊學(xué)生的思路，又進(jìn)一步提出若用小刀片把厚紙片

與杯的接觸處撬開(kāi)一個(gè)小口子，將會(huì)出現(xiàn)什么現(xiàn)象？進(jìn)行第三次對(duì)比實(shí)驗(yàn)，從而使學(xué)生對(duì)大氣壓的理解具體而鮮明。

三、運(yùn)用對(duì)比實(shí)驗(yàn)，突破教學(xué)難點(diǎn)

在初中科學(xué)教學(xué)中，教學(xué)難點(diǎn)的形成往往有三個(gè)原因：一是學(xué)生固有的生活經(jīng)驗(yàn)與科學(xué)事實(shí)相悖，給教學(xué)帶來(lái)一定程度上的負(fù)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(diǎn)呢？筆者設(shè)計(jì)了一些輔助性的對(duì)比實(shí)驗(yàn)，運(yùn)用實(shí)驗(yàn)手段去引導(dǎo)學(xué)生洞察實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象是突破教學(xué)難點(diǎn)的有效方法之一。通過(guò)對(duì)比實(shí)驗(yàn)，給學(xué)生提出問(wèn)題，激發(fā)起他們探究問(wèn)題的興趣，而解決問(wèn)題的過(guò)程也就是學(xué)習(xí)新內(nèi)容的過(guò)程，從而有效地突破了難點(diǎn)。

例如在學(xué)習(xí)《空氣》時(shí)，如果不通過(guò)實(shí)驗(yàn)讓學(xué)生理解空氣中氧氣的體積分?jǐn)?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(huì)注入到集氣瓶中，接下來(lái)進(jìn)行對(duì)比實(shí)驗(yàn)。先在集氣瓶?jī)?nèi)加入少量水，再把剩余的容積用記號(hào)劃成5等份。點(diǎn)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?；鹧嫦绾?，振蕩集氣瓶，打開(kāi)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?jī)?nèi)。瓶?jī)?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(shí)驗(yàn)結(jié)論是：空氣中氧氣的體積分?jǐn)?shù)約為1/5。

四、運(yùn)用對(duì)比實(shí)驗(yàn)，培養(yǎng)學(xué)生的思維能力

學(xué)生的分析思考能力是通過(guò)對(duì)事物的深化認(rèn)識(shí)得來(lái)的，但前提還是來(lái)源于對(duì)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(huì)學(xué)生正確地觀察和認(rèn)識(shí)事物，從而形成正確的感性認(rèn)識(shí)。在學(xué)習(xí)二氧化碳實(shí)驗(yàn)室制取這一節(jié)內(nèi)容時(shí)，如果教師只照本宣科，講明實(shí)驗(yàn)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(duì)為什么要選取稀鹽酸和石灰石來(lái)制取，而不用濃鹽酸或其他藥品制取，二氧化碳在實(shí)驗(yàn)室是如何制取的，應(yīng)注意哪些環(huán)節(jié)等問(wèn)題一無(wú)所知?？赏瑫r(shí)設(shè)計(jì)兩組實(shí)驗(yàn)：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(guò)對(duì)比實(shí)驗(yàn)的觀察分析，提高了學(xué)生的分析觀察能力。

五、運(yùn)用對(duì)比實(shí)驗(yàn)，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(jì)實(shí)驗(yàn)方案、進(jìn)行實(shí)驗(yàn)探究，常常用到對(duì)比實(shí)驗(yàn)。因此，如何在對(duì)比實(shí)驗(yàn)中進(jìn)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(qiáng)調(diào)相同條件，突出對(duì)比因素，使學(xué)生充分體會(huì)實(shí)驗(yàn)的因果關(guān)系，初步明確對(duì)比實(shí)驗(yàn)的原則和方法。學(xué)生討論后自己設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)。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(duì)比實(shí)驗(yàn)中，從“提出問(wèn)題、猜想假設(shè)、設(shè)計(jì)方案、實(shí)驗(yàn)探索、形成結(jié)論”的過(guò)程中，體驗(yàn)知識(shí)的發(fā)生發(fā)展過(guò)程，感悟發(fā)現(xiàn)的成功和創(chuàng)造的快樂(lè)，從而再次培養(yǎng)學(xué)生的探究能力，提高教學(xué)實(shí)效。

總之，運(yùn)用對(duì)比實(shí)驗(yàn)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(shí)，提高科學(xué)教學(xué)實(shí)效。

[1]張仁賢.與現(xiàn)代教育理論同行[M].天津教育出版社.2007年版

[2]黃平.對(duì)比實(shí)驗(yàn)發(fā)展學(xué)生思維品質(zhì)的實(shí)踐研究[C].學(xué)位論文.3—3.萬(wàn)方期刊數(shù)據(jù)庫(kù)

[3]王繼良.對(duì)比實(shí)驗(yàn)在中學(xué)化學(xué)課堂教學(xué)中的應(yīng)用[J].化學(xué)教學(xué).2006(6)

[4]潘鳳娟.以實(shí)驗(yàn)為載體.提高課堂教學(xué)有效性[J].中國(guó)現(xiàn)代教育裝備.2011(2)