比較法在物理教學中的應用

比較法是物理學研究中的一種常見的思維方法，也是我們經常運用的一種最基本的教學方法，這種方法的實質就是辨析物理現象、概念、規律的同中之異、異中之同，以把握其本質屬性，正如黑格爾所指出的：“假如一個人能看出顯而易見的差異，例如，能區別一支筆與一個駱駝，則我們不會說這人有什么了不起的聰明。同樣，一個人能比較兩個近似的東西，如橡樹與槐樹，或寺院與教堂，而知其相似，我們也不能說他有很高的比較能力。我們所要求的是要看出異中之同或同中之異。”如何在物理教學過程中有意識地引導學生辨析事物的同中之異或異中之同，讓他們自覺運用這一思維方法，我認為應從以下幾方面進行工作。

一、在演示實驗中，有意識地安排并交代部分條件相同，而另一個（或一些）條件不同的實驗，讓學生經過觀

察，進行比較，分析推理，找到相應規律。

如在“電磁感應”一節的教學中，教師先點明在以下實驗中使用的靈敏電流計、導線、電鍵、磁場及磁場中運動的導體都是完全一樣的。然后，按下述步驟進行演示：（1）電路閉合，當導體在磁場中不運動或平行于磁場線運動時，電流計指針不偏轉，表明導體中不產生電流；（2）電路閉合，一部分導體在磁場中做切割磁場中做切割磁場線運動，電流計指針偏轉，表明產生了電流；（3）在前步實驗的基礎上，分別取磁場線方向相同而改換導體運動方向，再取導線運動方向相同而改換磁場線方向，觀察電流計指針偏轉方面有何不同；（4）電路斷開，導體在磁場中做切割磁場線運動，觀察電流計指針是否偏轉。在實驗過程中，引導學生比較（1）（2）兩步的差異，就可以建立電磁感應這一現象的感性認識；比較（2）（4）兩步的不同，可以使這一感性認識深化，即明確感應電流產生的條件；比較（3）（4）步實驗的不同條件、不同現象，就可以理解決定感應電流方向的兩個因素。最后，教師指出聯系：左手定則。類似的，用什么方法來解決感應電應方向、磁場線方向、導體運動方向這三者的關系呢？于是引出右手定則，并通過例題讓學生練習使用這一定則。這堂課，學生較牢固地掌握了電磁感應這一重要物理現象，并能用右手定則分析具體問題；更重要的是，他們又一次體會到比較法在發現物理規律中的重要作用。物理教材中有很多重要的演示實驗和學習實驗都是按比較法來編寫的，如左手定則、歐姆定律、電功、凸透鏡成像，等等，這既符合物理定律的規律，也符合人們認識事物的規律。我們在實驗教學時，要有意識地傳授這一思維方法，并提醒學生注意：有些現象中，條件的改變，只使這一現象發生量的變化，如歐姆定律中電壓、電阻的變化，只使電流強高發生數值的變化；而有些現象因為一個條件的改變，將發生質的變化，如交、直流發電機模型，就因為銅環和半徑的差異，導致外電路得到的電流在本質上有很大的差異。

二、在概念教學中，注意比較相近概念的本質差異和不同概念的本質關聯。

學生在學習中，往往把一些相近概念弄得混淆不清，另一方面卻把一些不同或相反的概念看得太死，誤認為這毫無關聯，例如對于質量、重量這兩個概念，應指明前者是物質多少的量度，后者是力的量度，物質的多寡與物質間的相互作用（力）有本質的不同。又如磁場線方向，學生常感到抽象難懂，一是由于學生立體觀念、空間想象能力不夠強，二是不明白這兩個概念在本質上是關聯的，它們指的是磁場中的某一點（或由線上的各點）小磁針北極所受磁場力的方向。對于熔解和凝固、液化和汽化這樣相反的概念，應該用分子運動論的觀點統一起來看，雖然分子間的結構、作用力、分子運動方式不同，但從本質上來說，分子仍在作無規則的熱運動。同樣，比較功與熱能、導體與絕緣體等概念的異同，并編寫一些旨在理解概念、本質、含義的選擇題、改錯題，對于幫助學生掌握概念、避免死記硬背、培養正確的思維方法，是有所裨益的。

三、歸納總結，指導學生比較各類現象、規律的異同。

在授完一個單元或一個章節后，我常常采用列表法和一題多用法，讓學生溫習所學知識。

所謂列表法，就是指導學生在復習的基礎上，將幾種不同現象產生的條件、遵循的規律、實際應用、注意事項或圖示等，自行設計成一些表格，然后交教師查閱，評定成績。例如：列出“凸透鏡成像規律及應用對照表”、“三個定則比較表”、“電流強度、電壓、電阻這三個物理量的概念、單位、測量工具及測量方法對照表”，教師根據學生表格中好的典型和有代表性的錯漏進行講評，學生很樂意接受。這樣做能夠廣泛地調動學生學習的積極性，避免了復習工作中的機械重復，因而效果比較好。

所謂“一題多用”就是教師根據某一章節的重要內容，用一道或幾道例題（習題）數次改變題設條件，貫穿所學知識，進行分析、講解、練習，然后擬一些練習題，讓學生自己去作適當的條件變換，自己分析、解題，以達到舉一反三、觸類旁通的目的。

四、讓學生自己動手實驗，增長才干。

組織學生開展課外小實驗，通過比較不同的裝置、不同的實驗方法，得到不同的結果，使他們獲得許多書本上難以學到的知識，在自制測力計的實驗制作中，有的學生三番五次改革自己的作品，以求量度準確，外形美觀。在做水果電池的實驗時，有的把蘿卜做的或桔柑做的水果電池與鹽水電池進行比較，看哪種電池使耳機發出的“咯咯”聲較響。事實證明，這類學生自行設計的實驗，能使所學知識得到鞏固、深化，有利于提高學生的智力品質。