淺談對比實(shí)驗(yàn)在小學(xué)科學(xué)課堂的應(yīng)用

張強(qiáng) 李晶波

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(gè)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。改變條件和控制條件對于很多學(xué)生來說是一個(gè)難點(diǎn)。

在對有差異的同實(shí)驗(yàn)組兩個(gè)實(shí)驗(yàn)進(jìn)行對比分析時(shí)，要注重引導(dǎo)學(xué)生選擇對實(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)教育高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.種子發(fā)芽實(shí)驗(yàn)；2.觀察綠豆芽的生長；3.蚯蚓的選擇；4.改變生態(tài)瓶；5.光是怎樣傳播的；擺的研究；等等。

二、組織對比實(shí)驗(yàn)要與兒童智能的發(fā)展相符合

小學(xué)高年級學(xué)生在學(xué)習(xí)新知識時(shí)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。

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(gè)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《擺的研究》研究擺的擺動快慢的實(shí)驗(yàn)，先是研究當(dāng)擺線長短相同，擺線下拴著的物體輕重不同時(shí)，在相同的時(shí)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(gè)實(shí)驗(yàn)過程來看，沒有第一個(gè)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(gè)對比實(shí)驗(yàn)，而后兩個(gè)實(shí)驗(yàn)安排的順序也有難易之分。從這個(gè)例子可以看出，合理安排實(shí)驗(yàn)中各個(gè)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《觀察綠豆芽的生長》一課中研究綠豆芽的生長需要陽光的實(shí)驗(yàn)，用對比實(shí)驗(yàn)的方法觀察，記錄影響植物生長的條件。在這一課中，學(xué)生將先對綠豆芽的生長進(jìn)行觀察，細(xì)心的同學(xué)會發(fā)現(xiàn)，并不是種到土壤里的綠豆芽都長的一樣好，這就意味著學(xué)生又將經(jīng)歷一個(gè)提出問題，設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)，動手做實(shí)驗(yàn)，觀察記錄，整理分析實(shí)驗(yàn)結(jié)果，用實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)說明問題的過程。

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(gè)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(shí)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《做一個(gè)生態(tài)瓶》一課，學(xué)生通過自己的觀察、思考給生物營造一個(gè)“家”，在這個(gè)過程中，有的“家”可能適于生物生活，有的可能不行，在對比中體會到，生物與生物之間是相互依存、相互作用和相互制約的。

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(shí)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《擺的研究》。

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(gè)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(shí)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?/p>

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。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，這對于培養(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厥獾淖饔谩＝處熃?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)方法、形式，學(xué)生快樂參與，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。