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試論小學(xué)自然對(duì)比實(shí)驗(yàn)的教與學(xué)
試論小學(xué)自然對(duì)比實(shí)驗(yàn)的教與學(xué) 中年級(jí)的自然教學(xué)，在實(shí)驗(yàn)方面，新增了學(xué)習(xí)對(duì)比實(shí)驗(yàn)的要求，也就是說，對(duì)比實(shí)驗(yàn)是出現(xiàn)在中年級(jí)的一種新的實(shí)驗(yàn)方法。目前，九年義務(wù)教育（人教版）新教材正好使用到中段，所以如何正確有效地進(jìn)行對(duì)比實(shí)驗(yàn)教學(xué)，就成了實(shí)驗(yàn)教學(xué)的當(dāng)務(wù)之急。對(duì)比實(shí)驗(yàn)的原則是什么，重點(diǎn)在哪里，如何突破難點(diǎn)，對(duì)比實(shí)驗(yàn)儀器和材料準(zhǔn)備的特點(diǎn)是什么，在對(duì)比實(shí)驗(yàn)中如何體現(xiàn)能力與素質(zhì)的培養(yǎng)等方面的問題就成了擺在我們面前的重要課題。本文僅就上述幾個(gè)方面談?wù)勎覀儗?duì)對(duì)比實(shí)驗(yàn)教學(xué)的一些初淺認(rèn)識(shí)。 一、對(duì)比實(shí)驗(yàn)中儀器和材料準(zhǔn)備是關(guān)鍵實(shí)驗(yàn)離不開材料（包括儀器，下同），精心準(zhǔn)備實(shí)驗(yàn)材料是上好實(shí)驗(yàn)課的首要條件。這一點(diǎn)在對(duì)比實(shí)驗(yàn)中尤為重要，這是由對(duì)比實(shí)驗(yàn)的性質(zhì)和原則決定的。 對(duì)比實(shí)驗(yàn)也叫對(duì)照實(shí)驗(yàn)，它是運(yùn)用比較的方法來揭示事物的性質(zhì)和變化規(guī)律的一種實(shí)驗(yàn)方法。具體做法是把實(shí)驗(yàn)分成兩個(gè)或兩個(gè)以上的相似組群進(jìn)行，其中一個(gè)是對(duì)照組，作為比較的標(biāo)準(zhǔn)，另一個(gè)（或幾個(gè)）是實(shí)驗(yàn)組。實(shí)驗(yàn)時(shí)把對(duì)照組與實(shí)驗(yàn)組的結(jié)果進(jìn)行比較，從而確定對(duì)比因素對(duì)事物性質(zhì)和變化的影響。由此可知，對(duì)比實(shí)驗(yàn)的方法是進(jìn)行單因素比較。要進(jìn)行單因素比較，則必須設(shè)法控制其它可能有影響的諸多因素，盡量使這些因素完全相同。這是對(duì)比實(shí)驗(yàn)的基本要求，也是對(duì)比實(shí)驗(yàn)過程中自始至終要遵循的重要原則。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。 從以上分析可知，材料的準(zhǔn)備在對(duì)比實(shí)驗(yàn)中是關(guān)鍵。因此教師準(zhǔn)備材料時(shí)對(duì)要求相同的材料和條件，要盡量保證相同。在實(shí)驗(yàn)中要使學(xué)生明確什么是對(duì)比因素，哪些條件必須相同，為什么相同。教師在實(shí)驗(yàn)操作中要反復(fù)強(qiáng)調(diào)原則，并要貫徹始終。總之，材料準(zhǔn)備必須遵循對(duì)比實(shí)驗(yàn)的原則，否則原則操作的好壞將直接影響實(shí)驗(yàn)結(jié)果的準(zhǔn)確性和可信度。 應(yīng)當(dāng)指出，盡管教師精心準(zhǔn)備材料，反復(fù)強(qiáng)調(diào)原則，但小學(xué)生在對(duì)比實(shí)驗(yàn)中恰恰容易忽視的還是這個(gè)重要原則。這是由學(xué)生的心理特征決定的。兒童容易被一些次要的因素或有趣的細(xì)節(jié)所吸引，而忽略應(yīng)該注意的因素，或是往往只注意事物外在的明顯的變化，而對(duì)不變化的前提條件往往視而不見，因而在分析結(jié)果時(shí)誤入歧途。因此教師除了精心準(zhǔn)備材料外，如何在教學(xué)中使學(xué)生明確對(duì)比實(shí)驗(yàn)的原則并在實(shí)驗(yàn)操作和分析結(jié)果時(shí)自覺地運(yùn)用這個(gè)原則就成了教學(xué)對(duì)比實(shí)驗(yàn)的重點(diǎn)和難點(diǎn)所在。 二、由扶到放，逐步引導(dǎo)學(xué)生學(xué)會(huì)對(duì)比實(shí)驗(yàn)學(xué)習(xí)一種新的實(shí)驗(yàn)方法同掌握任何一門技能一樣，需要經(jīng)過一個(gè)由易到難、由扶到放、循序漸進(jìn)的過程。這一點(diǎn)在義務(wù)教育教材中無論是整體編排上或每課對(duì)比實(shí)驗(yàn)中都體現(xiàn)了這個(gè)過程。 從教材的整體編排上看，對(duì)比實(shí)驗(yàn)是貫穿于低、中、高三個(gè)階段中的。低年級(jí)在“鏡子”、“小水輪”和“輪子”等課就滲透了一點(diǎn)對(duì)比實(shí)驗(yàn)的方法；中年級(jí)則以對(duì)比實(shí)驗(yàn)為重點(diǎn)，有“溶解快慢的對(duì)比實(shí)驗(yàn)”、“砂土、粘土、壤土滲水的對(duì)比實(shí)驗(yàn)”、“不同電路的對(duì)比實(shí)驗(yàn)”和“太陽能吸收快慢的對(duì)比實(shí)驗(yàn)”共四項(xiàng)九個(gè)實(shí)驗(yàn)；高年級(jí)雖然是以模擬實(shí)驗(yàn)為重點(diǎn)，但仍然有許多對(duì)比實(shí)驗(yàn)內(nèi)容。例如，“水蒸氣凝結(jié)與濕度的關(guān)系”、“種子萌發(fā)的條件”、“植物的向光性和向水性”、“動(dòng)物對(duì)光和溫度的反應(yīng)”等都涉及對(duì)比實(shí)驗(yàn)。由此看來對(duì)比實(shí)驗(yàn)在整個(gè)教材中呈點(diǎn)滴滲透——初步學(xué)會(huì)——學(xué)會(huì)應(yīng)用等幾個(gè)發(fā)展階段。低段滲透，高段發(fā)展，中段具有承上啟下的重要作用。整個(gè)對(duì)比實(shí)驗(yàn)的內(nèi)容是由易到難，教師的指導(dǎo)由扶到放，學(xué)生的學(xué)習(xí)是由不自覺接受到自覺應(yīng)用。 就每一課對(duì)比實(shí)驗(yàn)的學(xué)習(xí)來說，同樣也經(jīng)過一個(gè)由扶到放、由學(xué)習(xí)到應(yīng)用的過程，即一般要經(jīng)過教師演示——教師指導(dǎo)學(xué)生半獨(dú)立實(shí)驗(yàn)——學(xué)生獨(dú)立實(shí)驗(yàn)的過程。例如，在“怎樣加快溶解”一課中，三個(gè)對(duì)比實(shí)驗(yàn)就是這樣設(shè)計(jì)安排的。首先由教師演示第一個(gè)實(shí)驗(yàn)“攪拌是否可以加快溶解”。演示前，先引導(dǎo)學(xué)生分析課題并確定實(shí)驗(yàn)方法，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。第二，在演示的基礎(chǔ)上，在做第二個(gè)實(shí)驗(yàn)時(shí)，教師可以只提出實(shí)驗(yàn)課題——水的冷熱與溶解快慢有什么關(guān)系，不指明具體實(shí)驗(yàn)方法，而是提出一些與實(shí)驗(yàn)有關(guān)的問題讓學(xué)生思考。比如，這個(gè)實(shí)驗(yàn)的對(duì)比因素是什么，哪幾個(gè)因素需要相同？實(shí)驗(yàn)組與對(duì)照組有哪些區(qū)別等問題，然后讓學(xué)生自己做實(shí)驗(yàn)。這時(shí)教師在學(xué)生做實(shí)驗(yàn)的過程中，及時(shí)糾正學(xué)生在方法和操作等方面的問題。經(jīng)過教師演示和學(xué)生半獨(dú)立實(shí)驗(yàn)后，怎樣加快溶解的第三個(gè)實(shí)驗(yàn)，就可以放手讓學(xué)生自己獨(dú)立地實(shí)驗(yàn)了。即讓學(xué)生去分析、確定新的對(duì)比因素，然后再分析其它可能有影響的因素，從而設(shè)計(jì)對(duì)照組與實(shí)驗(yàn)組的相同條件和不同條件，最后通過實(shí)驗(yàn)自己得出因果關(guān)系。 經(jīng)過教師演示——學(xué)生半獨(dú)立實(shí)驗(yàn)——學(xué)生獨(dú)立實(shí)驗(yàn)這個(gè)由扶到放的過程，學(xué)生對(duì)對(duì)比實(shí)驗(yàn)從觀察學(xué)習(xí)——模仿——自己實(shí)驗(yàn)，逐步掌握了對(duì)比實(shí)驗(yàn)的方法和原則。 應(yīng)當(dāng)指出，我們說對(duì)比實(shí)驗(yàn)的教學(xué)要經(jīng)過演示——指導(dǎo)——放手的過程，這個(gè)過程不是在同一個(gè)實(shí)驗(yàn)中機(jī)械地重復(fù)進(jìn)行，而是在一個(gè)大課題下每一小課題的研究時(shí)一層一層地展開的。這個(gè)過程在初學(xué)時(shí)可反復(fù)進(jìn)行，在學(xué)生初步學(xué)會(huì)后就可壓縮或省略。教學(xué)的最終目的是以這個(gè)過程為階梯，提高學(xué)生的能力，使其能自覺運(yùn)用對(duì)比實(shí)驗(yàn)的原則和方法去解決實(shí)際問題。 三、重視實(shí)驗(yàn)中各方面能力的培養(yǎng)一個(gè)完整的對(duì)比實(shí)驗(yàn)一般要通過提出問題——設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)——實(shí)驗(yàn)——結(jié)論幾個(gè)階段才能完成。下面就對(duì)比實(shí)驗(yàn)的幾個(gè)環(huán)節(jié)逐段談?wù)勅绾闻囵B(yǎng)學(xué)生的能力。 （一）問題的提出在對(duì)比實(shí)驗(yàn)教學(xué)時(shí)，一般以學(xué)生熟悉的問題提出課題，這個(gè)問題可直接提出，也可通過一種現(xiàn)象間接引出，接著引導(dǎo)學(xué)生分析這個(gè)問題，并充分調(diào)動(dòng)學(xué)生的想象力和創(chuàng)造性思維，使他們能創(chuàng)造性地提出一些解決問題的假設(shè)。這一階段不僅要給學(xué)生留有足夠的思考時(shí)間，還要采取討論式的方法，給學(xué)生創(chuàng)造一個(gè)相互交流、集思廣益的氛圍。最后，通過篩選，得出解決問題的眾多假設(shè)。 （二）實(shí)驗(yàn)的設(shè)計(jì)在設(shè)計(jì)對(duì)比實(shí)驗(yàn)時(shí)，首先要將假設(shè)的眾多因素?cái)[出來，然后提出究竟與哪種因素有關(guān)，怎樣才能驗(yàn)證一個(gè)假設(shè)是否正確。這個(gè)提問是讓學(xué)生思考，并說出實(shí)驗(yàn)的方法和采用這個(gè)方法的理由。這種表述很重要，它是將學(xué)生的內(nèi)在思維過程用外部語言的形式展現(xiàn)出來。只有通過表述，才能知道這種方法對(duì)不對(duì)，合不合邏輯；只有通過表述，才可以促進(jìn)學(xué)生邏輯思維能力的提高，也才有助于學(xué)生對(duì)對(duì)比實(shí)驗(yàn)原則的理解。 （三）對(duì)比實(shí)驗(yàn)的操作實(shí)驗(yàn)操作不是簡(jiǎn)單的動(dòng)手操作，而是要將前面的設(shè)計(jì)用實(shí)驗(yàn)再現(xiàn)出來，同時(shí)也是將學(xué)生的思維過程再現(xiàn)出來：對(duì)照組與實(shí)驗(yàn)組哪些條件應(yīng)該相同，只有什么條件不同，怎樣做才能突出對(duì)比因素，還有哪些因素可能有影響等。在對(duì)比實(shí)驗(yàn)的操作過程中學(xué)生要運(yùn)用觀察和比較的方法。因?yàn)閷?duì)比實(shí)驗(yàn)本身就是用差異法來得出事物變化的因果關(guān)系。對(duì)照組與實(shí)驗(yàn)組之間的差異只有在仔細(xì)觀察認(rèn)真比較的基礎(chǔ)上方能得出。觀察和比較時(shí)，要求學(xué)生認(rèn)真細(xì)致，實(shí)事求是。同時(shí)在整個(gè)操作過程中也要求學(xué)生不怕困難，與人合作，善始善終。 （四）結(jié)論及應(yīng)用一個(gè)對(duì)比實(shí)驗(yàn)的結(jié)果就是一個(gè)因果關(guān)系。就一個(gè)大課題來說，如“怎樣加快溶解”，它包括三個(gè)小課題，也就是三個(gè)對(duì)比實(shí)驗(yàn)，這三個(gè)對(duì)比實(shí)驗(yàn)的結(jié)果就是三個(gè)獨(dú)立的因果關(guān)系，而實(shí)驗(yàn)的目的不僅是得出這三個(gè)因果關(guān)系，還要將這些因果關(guān)系綜合起來解決“怎樣加快溶解”的問題。對(duì)比實(shí)驗(yàn)是解決這個(gè)大課題的一種手段。所以在教學(xué)中不應(yīng)該只停留在學(xué)會(huì)做幾個(gè)對(duì)比實(shí)驗(yàn)，而是需要會(huì)運(yùn)用對(duì)比實(shí)驗(yàn)解決一些問題。這個(gè)綜合運(yùn)用的過程對(duì)學(xué)生來說也是一個(gè)思維訓(xùn)練的過程，即通過對(duì)幾個(gè)獨(dú)立因果關(guān)系的歸納概括，得出對(duì)大課題的解決辦法。如，攪拌能加快溶解；加熱能加快溶解；研沫能加快溶解。如果要迅速加快溶解，就必須同時(shí)采用攪拌、加熱、研沫辦法。在教學(xué)時(shí)，要將這個(gè)思維過程充分體現(xiàn)出來，讓學(xué)生自己去歸納和概括，最后通過一個(gè)綜合性的比賽來完成這個(gè)大課題。 再有，對(duì)對(duì)比實(shí)驗(yàn)的結(jié)果，有時(shí)還要進(jìn)行推理和想象，從一個(gè)結(jié)果推出新的結(jié)論。如在“土壤的性質(zhì)”一課中，從滲水快慢的對(duì)比實(shí)驗(yàn)結(jié)果，可進(jìn)一步讓學(xué)生推想土壤的保水性能和透氣性能。這是一個(gè)由已知現(xiàn)象到未知現(xiàn)象的推理過程，同樣需要讓學(xué)生去參與，去表述，借此發(fā)展學(xué)生的推理和想象能力。 綜上所述，要成功地教學(xué)對(duì)比實(shí)驗(yàn)，我們不僅要注意由對(duì)比實(shí)驗(yàn)性質(zhì)引起的材料要求，同時(shí)還要考慮到學(xué)生的認(rèn)知規(guī)律，循序漸進(jìn)教學(xué)，使學(xué)生在學(xué)習(xí)對(duì)比實(shí)驗(yàn)的同時(shí)各方面的能力都得到發(fā)展。
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