汤汉明江苏省江都市第一中学225200
对比实验是以正确的实验操作和观察为基础，以实验现象为依据，对实验过程中通过人为控制所产生的两个类似现象之间的差异进行对比分析的一种实验教学过程。笔者通过实践认为，运用对比实验开展物理实验教学能加强直观教学，充分发挥物理实验的教学功能，有利于帮助学生建立概念、理解规律、突破难点、提高效益。下面就对比实验在中学物理教学中的作用谈一点认识与体会。
一、纠正错误认识，形成正确概念
在系统学习物理知识之前，由于生活经验的影响，学生容易形成一些错误的前概念，因此，在教学过程中常常需要借助物理实验得出正确的物理概念。真实、生动、形象、直观的对比实验，不但能赋予学生丰富的物理表象，而且能通过感官的刺激，唤起他们对物理学习的热情及对物理问题的深入探究，从而发展他们的科学思维能力。例如在讲授“自由落体运动”时，为了建立正确的自由落体模型，我设计了如下对比实验：先从同一高度同时由静止释放一段粉笔和一张纸片，结果粉笔下落得快。学生结合生活经验就大胆认为：重物下落得快。教师再取一张纸片，剪成大小不同的两张，将其中一张小纸片揉成纸团，再次从同一高度同时由静止释放纸团和大纸片，结果观察到纸团下落得快。学生又据此得出结论：轻物下落得快。通过对比实验，展示了物体重量和下落速度之间关系的矛盾，为进一步探究矛盾的根源创造了条件。学生认真分析得出：阻力对物体下落有影响，阻力越大影响也越大；阻力相对重力越小，则影响越小。接着做“牛顿管”实验，将管内抽成真空后则可以看到羽毛、铁片等轻重不同的物体下落快慢相同。通过羽毛和铁片的对比实验，可以得出关键性的结论：如果没有阻力，物体只受重力由静止开始下落的运动的快慢都相同，物理上将这种运动定义为自由落体运动。通过这一系列的对比实验，自由落体运动的概念就自然生成了。
二、进行科学探究，形成物理规律
物理规律反映的是物理概念之间的相互联系，是物理现象和过程的本质联系在一定条件下必然发生、发展和变化的规律性反映。现代认知理论认为：物理概念、规律的建立首先是对客观世界的感知，同时，知觉在思维活动的参与下内化为表象，进而通过思维活动的反复作用才构建起物理概念与规律。对高中生来说，有些物理概念和规律所依赖的感性材料，学生在实际生活中往往很少感知过或从未感知过，甚至有些感知是错误的。例如：在《电源的电动势和内阻闭合电路欧姆定律》新课教学时，要求学生用两节干电池作为电源，按如图所示连接电路，首先闭合K1，学生发现L1发光。教师提问：闭合K2之后L2也会发光，那么L1的亮度会改变吗？学生根据初中物理所学的前概念认为K2的闭合不会影响L1两端的电压，因此都认为L1的亮度不变。但是实验显示L1变暗，然后闭合K3，发现L1、L2又变暗。看到这个现象，学生议论纷纷，认为实验和理论相矛盾。然后换用高性能低压稳压电源重复以上操作，灯泡的亮度基本不变。再在电源两极间并联一只电压表，让学生想一想，闭合电键后电压表测得的电压与断路时测得的电压相等吗？然后看测量的结果。这样的实验对比自然引起学生思考电源的问题。此时，教师抓住时机，引导他们带着浓厚的兴趣进入了新课的学习。
三、激发学习兴趣，突破教学难点
例如：在讲解《力的合成》时，我利用对比实验来引入新课。首先，展示两根细线和一组钩码，问学生：用一根细线吊起钩码与用两根细线同时吊起相同的钩码，哪种情况细线容易断？学生都认为自然是用一根吊起细线容易断。然后，先用一根细线吊起钩码，细线没有断，再用两根细线同时吊起钩码，并不断增大两根细线的夹角，在增大到一定角度时细线断了。学生们都觉得不可思议，这是为什么呢？接下来，用一根跳绳穿过五十斤的杠铃片。先挑选两名男同学，让他们相距两米左右，分别握住跳绳的两端同时用力提拉杠铃片，他们费了很大力气也没有提起来；再换两名女同学相距半米重复操作，很容易将杠铃片提了起来。是不是男生不如女生力气大呢？通过对比实验，给学生提出问题，激发起了他们探究问题的兴趣，而解决问题的过程也就是学习新知识的过程，从而有效地突破了教学难点。
四、节约教学时间，提高课堂效益
例如，在研究单摆的振动周期时，教材介绍的实验虽然使学生反复练习了振动周期的测定，但每次测量至少要3到4分钟的时间，共需20多分钟。这样，单摆这节课就很难用一个课时完成。若运用下列三对“同时比较”的对比实验，问题就迎刃而解了。1、取两个摆长相同、摆球相同的单摆，同时在不同偏角(偏角小于5°)下的摆动，可看到两个单摆是同步进行的。2、取两个摆长相同、质量不等的单摆，同时在相同偏角(偏角小于5°)下的摆动，可看到两单摆是同步进行的。3、取两个摆长不同的单摆，同时开始摆动，可以看到摆长短的单摆摆动快，则周期小。通过改进，无需做6次实验，只需做3次就可以了，且每次实验无需测出单摆的周期，这样不到10分钟就可以得出结论。因此，用“同时比较”实验，提高了课堂效益，且现象较直观，可比性强。
在高中物理课堂中应用对比实验教学，可以激发学生的学习兴趣，提高学生发现问题和解决问题的能力，培养学生设计实验及动手操作的能力，有助于学生形成正确的物理概念、深入理解物理规律，极大地提高课堂效益。通过探索实践，对比实验必将在高中物理课堂上展现出应有的优势。