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摘 要：对照实验，是从方法论的角度划分的，这种实验方法，从两个或两个以上有相互联系的对象中观察到的现象、数据出发，通过比较，确定实验对象之间的差异点和共同点，从而把实验对象的某一本质特征抽象出来的一种逻辑的实验方法。本文从六个方面就对照实验在科学教学中的作用进行论述。
关键词：对照实验 科学教学 科学探究
对照实验，是从方法论的角度划分的，这种实验方法，从两个或两个以上有相互联系的对象中观察到的现象、数据出发，通过比较，确定实验对象之间的差异点和共同点，从而把实验对象的某一本质特征抽象出来的一种逻辑的实验方法，具有实验对象的多元性、关联性，实验过程的同时性与前后性的特点。在对照实验中，通过对两个或两个以上有相关联的实验对象中观察到的现象或测得的数据的比较，往往很容易在表面上差异极大的实验对象之间看出它们在本质上的共同点，或者在极为相似的实验对象之间看出它们的本质上的差异点，因此，对照实验在科学教学中得到了广泛的应用。
一、通过对照实验，建立概念。初中科学中许多概念的建立，需要以一定的实验事实作为基础，通过对实验现象、数据的分析、比较，抽象出实验对象的某一本质特征，而对照实验能很好地完成这一任务，从而建立了概念。例如在讲授饱和溶液的概念时，演示教材实验，得出饱和溶液与不饱和溶液的概念后，为了帮助学生理解，可增做如下对照实验，并边演示边启发学生回答。将实验所得的硝酸钾饱和溶液分装于标有“1”“2”“3”的3支试管中。取“1”号试管加入半药匙硝酸钾并振荡，硝酸钾不溶解。然后给这支试管加热，引导观察——硝酸钾又逐渐溶解至全部溶解。提出问题:这时的溶液是否是饱和溶液，为什么?学生易答出，不一定是饱和溶液，因为温度升高了，这支试管内的溶液还可能继续溶解硝酸钾。接着将这支试管放入冷水中，一会儿取出，学生会观察到试管中析出较多的固体。启发提问:这时的溶液是否饱和，为什么?学生易答出:是饱和溶液，因为温度降低后，试管内出现了不能再溶解的硝酸钾固体。由此学生明白，必须是在“一定温度下”，溶液的“饱和”和“不饱和”才有确定的意义。再取“2”号试管，向其中加入约2毫升水。启发思考:这时的溶液还是饱和的吗?接着用实验证实。向此试管中加入少量硝酸钾，振荡。学生会观察到硝酸钾又溶解了。由此学生明白，在饱和溶液中加入溶剂，溶液又变为不饱和了，即只有“在一定量溶剂里”，溶液的“饱和”和“不饱和”才有确定意义。至此，学生理解了在饱和溶液与不饱和溶液的概念中，绝不可缺少两个前提条件。最后，取“3”号试管，向其中加入少量食盐，振荡后，食盐全部溶解。让学生分析该试管内的溶液是饱和溶液还是不饱和溶液。学生经启发易答出:该温度下该溶液不能再溶解硝酸钾，但仍可能溶解氯化钠及其他溶质，即该溶液对于硝酸钾是饱和的，但对于氯化钠等不一定饱和。从而理解饱和溶液必须指出是哪种溶质的饱和溶液。
二、通过对照实验，掌握物质的性质。例如在验证二氧化碳与水反应生成碳酸，碳酸能使紫色石蕊试液变红色的性质时，先按教材实验演示:在“1”号试管中装入2毫升紫色石蕊试液，然后通入二氧化碳，会观察到液体变为红色。接着演示对照实验:将蓝色石蕊试纸伸入盛有二氧化碳的集气瓶中，会观察到试纸不变色。在“2”号试管中装入2毫升水，将石蕊试纸插入水中，会观察到试纸不变色；向“2”号试管的水中通入二氧化碳后，再将石蕊试纸插入其中，引导观察试纸由蓝色变为红色，让学生思考为什么？然后取“3”号试管注入2毫升紫色石蕊试液，再滴入几滴醋酸，引导观察，液体也变为红色，让学生思考为什么？最后，分别给“1”“3”号试管内的红色液体加热，会观察到“1”号试管有很多气泡冒出，液体又变为紫色，而“3”号试管内无变化，这又是为什么?经过教师简单启发，学生可得出结论:二氧化碳不能使石蕊变色；而二氧化碳溶于水能与水反应生成碳酸，碳酸能使紫色石蕊试液变为红色；醋酸也能使紫色石蕊试液变为红色；使紫色石蕊试液变为红色是酸的通性；碳酸不稳定，受热易分解放出二氧化碳；醋酸稳定，受热不易分解。这样得出的结论，学生印象深刻，掌握就牢固。
三、通过对照实验，导出规律。中学科学中规律的导出，在很大程度上依赖于实验，通过对实验现象或测得数据的分析比较，找出其规律，而对照实验是导出科学规律最常见的有效方法。例如，教材中焦耳定律的导出，是用比较实验导出科学规律的一个典型的例子。在两个相同的瓶子里装满煤油，各放一根电阻丝，两瓶中电阻丝的电阻值大小不同。如果有电流通过电阻丝，电流产生的热量就使煤油温度升高，体积膨胀，在玻璃管内上升，在同样时间里电流产生的热量越多，煤油在玻璃管内上升得就越高。改变实验条件，注意观察玻璃内煤油上升的情况，就可以比较电流通过这两根电阻丝产生的热量，从而得出电流产生的热量跟导体的电阻、电流强度和通电时间的关系即焦耳定律(见表一)。
表一
四、通过对照实验，纠正错误观点。对照性实验在科学教学过程中，不仅能得出正确的理论，还可以反驳错误的理论，推导出正确的理论。例如在初中科学教材中，伽利略的对比性斜面实验推翻了亚里士多德提出的传统观念:必须有力作用在物体上物体才能运动，没有力的作用，物体就要静止下来。为了理解伽利略的研究意图，让同一小车在同一高度滑下来，比较三种不同的表面（毛巾、棉布、木板）上通过的距离不同这一比较实验来说明（见表二）。通过上述实验分析，可以得出如果运动的物体不受任何阻力，将会永远运动下去的结论，批驳了亚里士多德的观点，又为导出牛顿第一定律扫除了思想障碍。
表二
五、通过对照实验，验证结论的正确性。对照实验是验证科学结论的正确与否的一种有力工具，初中科学教材中的许多科学结论是用这种方法验证的。例如对不同颜色的物体吸收太阳辐射热不同这一结论，可利用观察气体膨胀的实验装置进行观察比较。将一只烧瓶涂成黑色，另一同样的烧瓶涂成白色，当太阳光照射涂色的烧瓶时，通过比较就可以发现玻璃管里的带色水柱，在涂黑色瓶中的比涂白色瓶中的移动距离大，这就说明了黑色表面的物体对太阳辐射热的吸收比白色表面对热的吸收强。
六、通过对照实验的设计，培养学生科学探究的能力。初中科学教学，应该把科学知识的传授和科学的一般研究方法的训练很好地结合起来，使学生掌握一些探索客观世界的科学方法。对照实验是探究自然学科知识的一种重要思维分析方法，对于进行自然研究具有十分重要的意义。如教材中“观察唾液淀粉酶对淀粉的消化作用”实验，设计以下问题加以讨论、探究。①本实验观察到什么现象?(实验结果:1号试管内的浆糊变蓝色，2号试管浆糊不变蓝)；②通过这个实验，我们能得出什么结论?(实验结论:唾液中含有淀粉酶，能消化淀粉)；③如果去掉1号试管，我们能否得出这一结论?设置1号试管有何重要意义?(不能，因为2号试管浆糊变蓝有可能是由于加热、唾液中的水、水恒温等处理造成的。设置1号试管起到对照作用，排除了这些可能性，可使得出的实验结论更加准确科学，具有说服力)。新课程注重学生获取知识能力的培养，变结论式教学为过程式教学，就要重视第一次对照实验的教学，通过设疑、讨论和点拨，帮助学生真正体会其中的精巧设计，以其思维方法美、形式美感染学生，激发他们的学习兴趣，并在以后的教学中不断强化，逐步建立对科学控究的兴趣和能力。
综上所述，对照实验作为一种逻辑的实验方法，有着对比直观、思维简便、灵活、容易被接受的优越性，在科学教学中有着广泛的应用。但是，对照实验又有其局限性，在对照实验中，所比较的只是实验对象的一方面或几个方面，而暂时地和有条件地撇开其他方面，因此，对于有些对照实验中所得到的结果，我们不能把它绝对化。
参考文献
[1]钟鹏明 张以明《初中物理教学技艺》.苏州大学出版社。
[2] R.M.加涅《教学设计原理》.华东师范大学出版社。
[3] 柳思俭《实用中学学科课堂教学模式》.山东教育出版社。
关键词：对照实验 科学教学 科学探究
对照实验，是从方法论的角度划分的，这种实验方法，从两个或两个以上有相互联系的对象中观察到的现象、数据出发，通过比较，确定实验对象之间的差异点和共同点，从而把实验对象的某一本质特征抽象出来的一种逻辑的实验方法，具有实验对象的多元性、关联性，实验过程的同时性与前后性的特点。在对照实验中，通过对两个或两个以上有相关联的实验对象中观察到的现象或测得的数据的比较，往往很容易在表面上差异极大的实验对象之间看出它们在本质上的共同点，或者在极为相似的实验对象之间看出它们的本质上的差异点，因此，对照实验在科学教学中得到了广泛的应用。
一、通过对照实验，建立概念。初中科学中许多概念的建立，需要以一定的实验事实作为基础，通过对实验现象、数据的分析、比较，抽象出实验对象的某一本质特征，而对照实验能很好地完成这一任务，从而建立了概念。例如在讲授饱和溶液的概念时，演示教材实验，得出饱和溶液与不饱和溶液的概念后，为了帮助学生理解，可增做如下对照实验，并边演示边启发学生回答。将实验所得的硝酸钾饱和溶液分装于标有“1”“2”“3”的3支试管中。取“1”号试管加入半药匙硝酸钾并振荡，硝酸钾不溶解。然后给这支试管加热，引导观察——硝酸钾又逐渐溶解至全部溶解。提出问题:这时的溶液是否是饱和溶液，为什么?学生易答出，不一定是饱和溶液，因为温度升高了，这支试管内的溶液还可能继续溶解硝酸钾。接着将这支试管放入冷水中，一会儿取出，学生会观察到试管中析出较多的固体。启发提问:这时的溶液是否饱和，为什么?学生易答出:是饱和溶液，因为温度降低后，试管内出现了不能再溶解的硝酸钾固体。由此学生明白，必须是在“一定温度下”，溶液的“饱和”和“不饱和”才有确定的意义。再取“2”号试管，向其中加入约2毫升水。启发思考:这时的溶液还是饱和的吗?接着用实验证实。向此试管中加入少量硝酸钾，振荡。学生会观察到硝酸钾又溶解了。由此学生明白，在饱和溶液中加入溶剂，溶液又变为不饱和了，即只有“在一定量溶剂里”，溶液的“饱和”和“不饱和”才有确定意义。至此，学生理解了在饱和溶液与不饱和溶液的概念中，绝不可缺少两个前提条件。最后，取“3”号试管，向其中加入少量食盐，振荡后，食盐全部溶解。让学生分析该试管内的溶液是饱和溶液还是不饱和溶液。学生经启发易答出:该温度下该溶液不能再溶解硝酸钾，但仍可能溶解氯化钠及其他溶质，即该溶液对于硝酸钾是饱和的，但对于氯化钠等不一定饱和。从而理解饱和溶液必须指出是哪种溶质的饱和溶液。
二、通过对照实验，掌握物质的性质。例如在验证二氧化碳与水反应生成碳酸，碳酸能使紫色石蕊试液变红色的性质时，先按教材实验演示:在“1”号试管中装入2毫升紫色石蕊试液，然后通入二氧化碳，会观察到液体变为红色。接着演示对照实验:将蓝色石蕊试纸伸入盛有二氧化碳的集气瓶中，会观察到试纸不变色。在“2”号试管中装入2毫升水，将石蕊试纸插入水中，会观察到试纸不变色；向“2”号试管的水中通入二氧化碳后，再将石蕊试纸插入其中，引导观察试纸由蓝色变为红色，让学生思考为什么？然后取“3”号试管注入2毫升紫色石蕊试液，再滴入几滴醋酸，引导观察，液体也变为红色，让学生思考为什么？最后，分别给“1”“3”号试管内的红色液体加热，会观察到“1”号试管有很多气泡冒出，液体又变为紫色，而“3”号试管内无变化，这又是为什么?经过教师简单启发，学生可得出结论:二氧化碳不能使石蕊变色；而二氧化碳溶于水能与水反应生成碳酸，碳酸能使紫色石蕊试液变为红色；醋酸也能使紫色石蕊试液变为红色；使紫色石蕊试液变为红色是酸的通性；碳酸不稳定，受热易分解放出二氧化碳；醋酸稳定，受热不易分解。这样得出的结论，学生印象深刻，掌握就牢固。
三、通过对照实验，导出规律。中学科学中规律的导出，在很大程度上依赖于实验，通过对实验现象或测得数据的分析比较，找出其规律，而对照实验是导出科学规律最常见的有效方法。例如，教材中焦耳定律的导出，是用比较实验导出科学规律的一个典型的例子。在两个相同的瓶子里装满煤油，各放一根电阻丝，两瓶中电阻丝的电阻值大小不同。如果有电流通过电阻丝，电流产生的热量就使煤油温度升高，体积膨胀，在玻璃管内上升，在同样时间里电流产生的热量越多，煤油在玻璃管内上升得就越高。改变实验条件，注意观察玻璃内煤油上升的情况，就可以比较电流通过这两根电阻丝产生的热量，从而得出电流产生的热量跟导体的电阻、电流强度和通电时间的关系即焦耳定律(见表一)。
表一
四、通过对照实验，纠正错误观点。对照性实验在科学教学过程中，不仅能得出正确的理论，还可以反驳错误的理论，推导出正确的理论。例如在初中科学教材中，伽利略的对比性斜面实验推翻了亚里士多德提出的传统观念:必须有力作用在物体上物体才能运动，没有力的作用，物体就要静止下来。为了理解伽利略的研究意图，让同一小车在同一高度滑下来，比较三种不同的表面（毛巾、棉布、木板）上通过的距离不同这一比较实验来说明（见表二）。通过上述实验分析，可以得出如果运动的物体不受任何阻力，将会永远运动下去的结论，批驳了亚里士多德的观点，又为导出牛顿第一定律扫除了思想障碍。
表二
五、通过对照实验，验证结论的正确性。对照实验是验证科学结论的正确与否的一种有力工具，初中科学教材中的许多科学结论是用这种方法验证的。例如对不同颜色的物体吸收太阳辐射热不同这一结论，可利用观察气体膨胀的实验装置进行观察比较。将一只烧瓶涂成黑色，另一同样的烧瓶涂成白色，当太阳光照射涂色的烧瓶时，通过比较就可以发现玻璃管里的带色水柱，在涂黑色瓶中的比涂白色瓶中的移动距离大，这就说明了黑色表面的物体对太阳辐射热的吸收比白色表面对热的吸收强。
六、通过对照实验的设计，培养学生科学探究的能力。初中科学教学，应该把科学知识的传授和科学的一般研究方法的训练很好地结合起来，使学生掌握一些探索客观世界的科学方法。对照实验是探究自然学科知识的一种重要思维分析方法，对于进行自然研究具有十分重要的意义。如教材中“观察唾液淀粉酶对淀粉的消化作用”实验，设计以下问题加以讨论、探究。①本实验观察到什么现象?(实验结果:1号试管内的浆糊变蓝色，2号试管浆糊不变蓝)；②通过这个实验，我们能得出什么结论?(实验结论:唾液中含有淀粉酶，能消化淀粉)；③如果去掉1号试管，我们能否得出这一结论?设置1号试管有何重要意义?(不能，因为2号试管浆糊变蓝有可能是由于加热、唾液中的水、水恒温等处理造成的。设置1号试管起到对照作用，排除了这些可能性，可使得出的实验结论更加准确科学，具有说服力)。新课程注重学生获取知识能力的培养，变结论式教学为过程式教学，就要重视第一次对照实验的教学，通过设疑、讨论和点拨，帮助学生真正体会其中的精巧设计，以其思维方法美、形式美感染学生，激发他们的学习兴趣，并在以后的教学中不断强化，逐步建立对科学控究的兴趣和能力。
综上所述，对照实验作为一种逻辑的实验方法，有着对比直观、思维简便、灵活、容易被接受的优越性，在科学教学中有着广泛的应用。但是，对照实验又有其局限性，在对照实验中，所比较的只是实验对象的一方面或几个方面，而暂时地和有条件地撇开其他方面，因此，对于有些对照实验中所得到的结果，我们不能把它绝对化。
参考文献
[1]钟鹏明 张以明《初中物理教学技艺》.苏州大学出版社。
[2] R.M.加涅《教学设计原理》.华东师范大学出版社。
[3] 柳思俭《实用中学学科课堂教学模式》.山东教育出版社。