对比性实验在物理教学中的重要作用

颜廷浩

在物理教学中，无论是对基本概念的建立、物理规律的导出，还是对重点的突出、难点的突破，或是对易于混淆或误解的问题的排除，有经验的物理教师总是通过实验来完成。为了充分发挥演示实验的作用，需要设计一些对比性实验，引导学生从比较中突出所要阐明的问题，从而收到事半功倍的效果。下面就多年的教学体会谈谈物理教学中对比性实验所起的重要作用。

一、利用对比性实验导入新课或寻找知识之间的关系

物理教师用对比性演示实验导入新课，不但能激发学生浓厚的学习兴趣、强烈的求知欲，而且有利于向学生显示新课的目的性，这类对比性实验要求实验装置简单，便于对比显示现象要鲜明、清晰，能充分说明问题，有利于学生观察和思考。例如：讲初中物理中“直流电动机”一节课时，新课开始，就引导学生观察如下对比性实验，先演示直流发电机的线圈转动产生直流电的实验，进而演示通直流电于直流电动机使线圈转动的实验。这两个实验相对比，生动的揭示了直流发电机和直流电动机是可逆的机器，学生无不感到新奇，不但激发了学生学习本节课知识的求知欲望，而且他们还迫切渴望弄清楚二者之间的关系。

二、利用对比性实验形成概念

对于学生难于理解的比较抽象的物理概念，要设计对比性实验采用“边引导、边实验、边分析”的教学法，通过对比分析，抽象出事物的本质特征，形成概念。例如“大气压强”这一概念，对学生来说比较抽象，教学中可以设计做好下面对比性实验，每做一个实验，都要引导学生观察现象提出问题、思考问题，加以分析，步步深入。首先让学生猜想的基础上，观察“水杯——厚纸片”的实验，目的是为了证明大气压强的存在。讲课开始，教师先介绍如图一的实验，让学生思考：“放开手后，厚纸片会不会掉下来？”接着演示这个实验，验证学生的结论。接着提出：“上面实验中，厚纸片受到哪些力的作用？为什么厚纸片不会掉下来？”引导学生讨论分析，活跃课堂气氛，使学生自然地体会到不会掉下来是由于一定受到一个向上的压力的作用，这个压力只能是大气产生的，由此可见大气能对厚纸产生压强。进而向学生提出：“这个实验中若杯里不装水，或装少量水（不装满）这个实验能不能成功？”“若用小刀片把厚纸与杯口的接触处撬开一个小口子，又会出现什么现象？为什么？”然后再由学生亲自做实验加以验证，实验结果与分析推理的一致性给学生以成功的满足，这样通过对比性实验，加深了学生对大气压强这一概念的认识，同时加强学生思维能力的培养。

三、利用对比性实验导出物理规律

初中学生对“二力的平衡条件”都觉得很简单，似乎没什么困难，但又往往形成一些片面的认识，为了引导学生获得科学的结论，设计下面的对比性实验。采用“边实验、边分析、边对比，再实验、再分析、再对比”的程序，每做一个实验都要引导学生通过现象的观察、分析和比较，澄清一些容易混淆的问题，最好让学生自己得到正确的科学结论。教师先以日常生活中吊在电线上的电灯，放在桌子上的书本等物体保持静止状态的实例，提出“什么是二力平衡”，然后从这些现象中寻找二力平衡的条件，进而演示“二力平衡的实验”，让学生观察并读出小车保持静止时，两边吊盘中砝码的质量（相等），并向学生提出探索性的问题“二力在什么条件下会平衡？”，学生可能回答不全面，教师不要急于纠正，而要引导学生仔细观察下面两个对比性实验，说明被比较的因素，让学生观察思考：①两个力大小相等，方向相反，分别作用在两个物体上（两个小车拼合做）；②两个力大小相等，方向相反，作用在同一物体上，但两个力的作用线不在同一直线上。通过这两个实验学生即否定了原来片面的结论，又通过对比、分析自己发现了规律，而得到正确的科学的结论。

四、利用对比性实验，突出物理现象的本质和特征

例：初中物理中关于“浮力”这一节的教学，为了揭示浮力产生的原因是液体中向上和向下的压强差对物体造成压力差，深化学生对浮力产生原因的本质理解，可以进行如下浮力消失和产生的对比实验：取一块石蜡块，放在烧杯里加热溶化（如用蜡烛要出去线芯），将液态蜡倒进长方形纸盒里，当倒满时，用一块涂有煤油的玻璃片迅速盖上，待凝固后，揭开玻璃片就成了一块表面非常平滑的长方体蜡块，把这块蜡块底面紧压在平底的水槽底面，使之紧密接触，用一支小棍压住蜡块，然后缓慢注水，使整个蜡块浸没在水中，拿开小棍，蜡块并不浮起（因为蜡块下边没有水，没有受到水的向上的压力），但如果将蜡块与水槽底接触处挑开一个小缝让水浸入，蜡块很快浮起来，通过这个对比实验，学生对浮力产生的本质原因的理解就更深刻了。

五、利用对比性实验排除易于混淆或误解的问题

初中学生往往把“液体温度达到沸点”误解为“液体一定发生沸腾现象”，为了帮助学生更好的掌握好液体的沸腾条件——温度到达沸点，且还要吸收热量才能沸腾。可以设计下面对比性实验：拿一个装有适量水的试管，放在沸水里（沸水一直在加热），观察烧杯里水在沸腾过程中试管中的水是否会沸腾？比较观察的现象，使学生排除上面易于误解的问题，并找出其原因，弄清二者的区别与联系，而且加深了学生对热传递条件（温差）和沸腾条件的理解。

总之，通过一些有趣的、随着不同的目的采用不同的对比性实验，可以使学生在比较中理解要阐明的问题，在物理教学中可以收到事半功倍的效果，从而提高教学质量。

（作者单位：淮安市文通中学）