对比实验是以正确的实验操作和观察的方法为基础，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。组织对比实验的步骤可以分为前后两部分，前部分主要是组织学生进行实验的操作和对实验现象进行细致观察的活动。这一步骤具有实验教学的共性，侧重于培养学生实验和观察的技能。后一部分是学生运用对比分析的方法逐渐深入地发现实验现象差异以及这种差异中所包含的事物变化的某种规律，从而学到新的知识。后一部分侧重于培养思维能力和学生获取新知识的过程，属于对比实验的个性。
在对有差异的同实验组两个实验进行对比分析时，要注重引导学生对实验条件的不同进行对比，对实验过程所发生的不同现象进行对比，以及对不同的实验结果进行对比。要让学生知道对比什么，怎样比，对比的结果与实验过程条件的变化存在着哪些因果关系。
义务教育中年级自然教材中有关对比实验的内容比较丰富，主要有：①砂质土、黏质土、壤土性质的对比实验；②研究水的压力与深度关系的对比实验；③不同电路的对比实验；④溶解快慢的对比实验；⑤研究摆动快慢的对比实验；⑥不同的太阳能热水器吸收太阳能多少的对比实验；⑦物体从不同高度的斜面上滑下来后滑行距离不一样的对比实验；等等。
二、组织对比实验要与儿童智能的发展相符合
中年级学生在学习新知识时需要经历由浅入深，从易到难，由具体的感知到能运用语言描述在大脑形成的表象，再由具体的表象到抽象和概括的思维活动过程。教师在设计对比实验时要充分考虑到中年级学生的心理特征，按照儿童的认知规律合理安排实验教学的流程，优化教学过程。
1．合理安排对比实验的顺序。儿童的思维活动是有序的。组织对比实验要讲究各个不同变化条件的逐一变化顺序，这有利于学生进行有序地由易到难、由表及里的思维活动。教材对于对比实验开展的顺序通常都作了较合理的安排。如《摆的秘密》研究摆的摆动快慢的实验，先是在摆的重量、摆线的长短都不改变的前提下，研究每次摆动的时间是否相同，然后进一步研究当摆线长短相同，摆线下拴着的物体轻重不同时，在相同的时间内摆动的次数是否相同，最后再突出改变摆线长短的条件让学生自行进行在不同长短的摆线条件下研究摆动快慢是否相同的对比实验。从整个实验过程来看，没有第一个实验所获得的知识作为基础，就无法很好地进行后两个对比实验，而后两个实验安排的顺序也有难易之分。从这个例子可以看出，合理安排实验中各个环节对于学生的思维发展有着很大关系。
2．化繁为简，帮助学生寻找变化的规律。大多数对比实验中的可变化的条件比较多，如果在教学中对实验的条件不加限制，那么，在实验过程中往往会出现复杂的多种变化的不同现象，这样，常会影响学生寻找其中变化的规律。这种情况下教师要适当控制实验条件的变化，简化实验过程，排除次要因素的干扰，尽可能让学生从简化的实验产生的现象中发现某种变化的规律。以《怎样加快溶解》一课中研究物体溶解快慢与哪些因素有关的实验为例，实验前先规定在几个“同样”的条件下，如一定量的水，冷热相同，一定量且颗粒大小相同的溶解物（高锰酸钾或食盐），然后让学生分组进行有搅拌和没有搅拌不同条件的实验，观察比较实验过程所发生的变化及实验后的不同结果，这样学生就比较容易发现一个小结论：搅拌能加快溶解。接下来仍然先规定在一定量的水，一定量且颗粒大小相同的溶解物，在水的冷热不同的条件下，让学生继续研究溶解快慢有什么不同，得出又一个小结论：温度高低会影响溶解的快慢。再接着给学生“一定量冷热相同的水，在都不搅拌的条件下，给你两小堆同样多的同一种溶解物（如碱块或冰糖），想办法使其中一堆的溶解物比另一堆溶解得更快”的问题，通过学生想办法自行设计实验，探究新的问题，通过具体的对比实验，得出另一个小结论：研成粉末可以加快溶解。最后归纳综合上述几个实验的小结论，获得“搅拌、加热、研成粉末可以加快溶解”的新知识。通过这个例子我们可以看到，化繁为简，控制实验条件的变化，有利于寻找出事物变化的规律。同时，学生在实验过程中不但知道怎样做，而且更重要的是知道了为什么要这样做实验的道理，这对于培养学生应用科学的方法自行探究自然事物变化规律的能力大有好处。