在教學(xué)工作中,教學(xué)方法多種多樣,而對(duì)比實(shí)驗(yàn)是其中應(yīng)用較廣泛的一種。在可比性原則下,恰當(dāng)?shù)厥褂脤?duì)比實(shí)驗(yàn),可使學(xué)生對(duì)知識(shí)易于理解領(lǐng)會(huì),從而豐富想象力,增強(qiáng)技能和能力。
一、 對(duì)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
1. 對(duì)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(duì)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。其步驟分為兩部分,第一是組織學(xué)生進(jìn)行實(shí)驗(yàn)的操作和對(duì)實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象進(jìn)行細(xì)致觀察的活動(dòng)。這一步具有實(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。第二是學(xué)生運(yùn)用對(duì)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(shí)。這一步側(cè)重于培養(yǎng)思維能力和學(xué)生獲取新知識(shí)的過(guò)程,屬于對(duì)比實(shí)驗(yàn)的個(gè)性。
2. 對(duì)比實(shí)驗(yàn)可以加強(qiáng)直觀教學(xué),有助于學(xué)生建立概念,理解規(guī)律,突破難點(diǎn)。進(jìn)行對(duì)比分析時(shí),要注重引導(dǎo)學(xué)生對(duì)實(shí)驗(yàn)條件的不同進(jìn)行對(duì)比,對(duì)實(shí)驗(yàn)過(guò)程所發(fā)生的不同現(xiàn)象進(jìn)行對(duì)比,以及對(duì)不同的實(shí)驗(yàn)結(jié)果進(jìn)行對(duì)比。要讓學(xué)生知道對(duì)比什么,怎樣比,對(duì)比的結(jié)果與實(shí)驗(yàn)過(guò)程條件的變化存在著哪些因果關(guān)系。
二、 要重視對(duì)比實(shí)驗(yàn)在課堂上的運(yùn)用
1. 運(yùn)用對(duì)比實(shí)驗(yàn)引入新課,激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣。教師從啟發(fā)性對(duì)比實(shí)驗(yàn)開(kāi)始引入新課,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生顯示新課題的目的性。例如,在講解“短路”概念時(shí),可利用相關(guān)的圖進(jìn)行對(duì)比實(shí)驗(yàn)。
2. 用對(duì)比的方法可以放大感知的微觀變化,提高實(shí)驗(yàn)的可見(jiàn)度。有些物理現(xiàn)象觀察起來(lái)不明顯,尤其在演示實(shí)驗(yàn)時(shí),很難使全體學(xué)生都看到實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象,這時(shí)運(yùn)用對(duì)比實(shí)驗(yàn)對(duì)微量變化進(jìn)行“放大”,往往可以提高實(shí)驗(yàn)的可見(jiàn)度,也能提高實(shí)驗(yàn)的可信度。例如,為了證明大氣壓的存在,可在一只塑料杯子里盛滿水,用紙片把杯口蓋嚴(yán),用右手手指按住小圓孔;在杯口向上的塑料杯里盛滿水,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。
3. 以通過(guò)對(duì)比來(lái)驗(yàn)證理論推理,做好新舊知識(shí)的銜接,促進(jìn)知識(shí)的正遷移。例如:把兩只標(biāo)有220V、40W和220V、100W字樣的白熾電燈分別進(jìn)行并聯(lián)或串聯(lián)后,接入220V的電路中,判斷這兩種情況哪個(gè)燈泡較亮?根據(jù)平時(shí)的經(jīng)驗(yàn)都是100W的燈泡較亮一些,這時(shí)老師通過(guò)分析和討論得出串聯(lián)時(shí)40W較亮,并聯(lián)時(shí)100W的較亮。但仍有一部分同學(xué)對(duì)分析感到不可靠,但如果我們通過(guò)可控實(shí)驗(yàn)來(lái)進(jìn)行對(duì)比,學(xué)生就會(huì)信服了。
三、 要重視對(duì)比實(shí)驗(yàn)與學(xué)生智力的發(fā)展相符合
初中學(xué)生在學(xué)習(xí)新知識(shí)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(yǔ)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(dòng)過(guò)程。教師在設(shè)計(jì)對(duì)比實(shí)驗(yàn)時(shí)要充分考慮到學(xué)生的心理特征,按照學(xué)生的認(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(guò)程。
1. 合理安排實(shí)驗(yàn)的順序。因?yàn)閷W(xué)生的思維活動(dòng)是有順序的。組織對(duì)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(dòng)。教材對(duì)于對(duì)比實(shí)驗(yàn)開(kāi)展的順序通常都作了較合理的安排。例如,在進(jìn)行三種土壤滲水性的對(duì)比實(shí)驗(yàn)中,除土壤種類不同外,“四同樣”即是此項(xiàng)對(duì)比實(shí)驗(yàn)的基本要求?!八耐瑯印奔赐瑯佣嗟乃?,同樣多的土,同樣大小及型號(hào)的杯子或瓶子。在實(shí)驗(yàn)中只有確?!八耐瑯印辈拍艽_定對(duì)比因素——三種不同土壤的滲水性,否則,就無(wú)法確定對(duì)比因素與實(shí)驗(yàn)結(jié)果的因果關(guān)系,因?yàn)橐蟆八耐瑯印钡乃膫€(gè)條件在不同樣時(shí)會(huì)直接影響三種土壤的滲水性。因此“四同樣”是做好這個(gè)對(duì)比實(shí)驗(yàn)的前提條件,也是實(shí)驗(yàn)成敗的關(guān)鍵所在。
2. 化繁為簡(jiǎn),幫助學(xué)生尋找變化的規(guī)律。大多數(shù)對(duì)比實(shí)驗(yàn)中的可變條件比較多,如果在教學(xué)中對(duì)實(shí)驗(yàn)的條件不加限制,那么,在實(shí)驗(yàn)過(guò)程中往往會(huì)出現(xiàn)復(fù)雜的多種不同現(xiàn)象,這樣,常會(huì)影響學(xué)生尋找其中的規(guī)律。這種情況下教師要運(yùn)用“控制變量法”來(lái)控制實(shí)驗(yàn)條件的變化,簡(jiǎn)化實(shí)驗(yàn)過(guò)程,排除次要因素的干擾,盡可能讓學(xué)生從簡(jiǎn)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《物質(zhì)的溶解性》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(gè)“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(蔗糖或食鹽),然后讓學(xué)生分組進(jìn)行有攪拌和沒(méi)有攪拌不同條件的實(shí)驗(yàn),觀察對(duì)比實(shí)驗(yàn)過(guò)程所發(fā)生的變化及實(shí)驗(yàn)后的不同結(jié)果。這樣學(xué)生經(jīng)對(duì)比容易發(fā)現(xiàn)一個(gè)小結(jié)論:攪拌能加快溶解。接下來(lái)仍然先規(guī)定一定量的水、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(gè)小結(jié)論:溫度高低會(huì)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(wèn)題,讓學(xué)生想辦法自行設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn),探究新的問(wèn)題,通過(guò)具體的對(duì)比實(shí)驗(yàn),得出另一個(gè)小結(jié)論:研成粉末可以加快溶解。最后歸納綜合上述幾個(gè)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(shí)。通過(guò)這個(gè)例子我們可以看到,化繁為簡(jiǎn),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(shí),學(xué)生在實(shí)驗(yàn)過(guò)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(duì)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。對(duì)比實(shí)驗(yàn)的內(nèi)容和形式具有較濃厚的趣味性。對(duì)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(huì)產(chǎn)生實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象的某些差異,如果在組織對(duì)比實(shí)驗(yàn)時(shí)把要進(jìn)行對(duì)比這種差異的過(guò)程以競(jìng)賽的形式表現(xiàn)出來(lái),就更符合學(xué)生好勝的心理需求。如《物質(zhì)的溶解性》一課,做完三個(gè)小實(shí)驗(yàn)后再給學(xué)生一種新的溶解物,對(duì)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(shuí)最先使物體全部溶解。這種組織競(jìng)賽活動(dòng)的方式,有利于學(xué)生綜合運(yùn)用所學(xué)的知識(shí),同時(shí)對(duì)學(xué)生也很有吸引力。
4. 對(duì)比分析需要差異明顯的實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象。有差異就有對(duì)比。然而學(xué)生對(duì)于一些對(duì)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(duì)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。這種差異明顯的實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象,有助于學(xué)生進(jìn)行對(duì)比分析,有利于學(xué)生發(fā)現(xiàn)變化的規(guī)律。