新課程背景下物理教學的減“負”增“效”

摘 要: 科學方法是獲取物理知識的途徑，學生掌握科學方法比掌握知識更重要。本文以類比法在初中物理教學中的應用為例:既能減輕學生的學習負擔，又能提高物理教學的效益，進而說明初中物理教師應采用科學的方法，從而達到減“負”增“效”之目的。

關鍵詞: 初中物理教學 類比法 應用

一、問題的提出

目前，各個學校都在嚴格執行“三項規定”、“五個嚴格”，開齊、開足各類課程。相比以前，物理課時少了許多，物理老師紛紛感到課時不夠，無法完成教學任務。專家對此提出了新形勢下提高物理教學效益的策略:走“減負增效”之路，減課不減效，減量不減質，在課堂教學中要著眼“教什么、怎么教、為什么這么教”。那么初中物理教學如何減“負”增“效”，又應“教什么”呢?

現行的《物理課程標準》明確要求教師引導學生經歷科學探究過程，學習科學研究方法?？茖W方法作為物理認知活動的中介，是連接物理現象與物理知識的紐帶，在物理理論的發展中起著橋梁作用。在中學物理教學中教師應根據學生特點，結合新教材內容，進行物理科學方法教育。因為科學方法教育不僅是中學物理教育的重要內容，而且是培養學生能力的重要途徑。科學的方法很多，有類比法、控制變量法、理想化模型法等，而類比法是物理思維的基本方法，是人類認知活動過程中十分有用的工具。本文以類比法在初中物理教學中的應用為例，試圖從“教什么”角度探究初中物理課堂減“負”增“效”之路。

二、類比法的心理學基礎

心理學與教育有著密切的關系。一方面，心理學是教育的理論依據之一，另一方面，教育也是促進心理學發展的一種重要動力來源。

類比是類比推理的簡稱，是指兩個(或兩類)對象在某些屬性或關系上相似而推出它們在另一個屬性或關系上可可用類比方法進一步認識的對象，即上述模式中的B，稱為本象;(2)要有進行類比的對象，即上述模式中的A，稱為類象;(3)本象與類象之間具有某些相似點。有了這3個基本要素后，將類象具有而本象是否具有尚屬未知的屬性或關系作為引點進行思考，最后推出本象可能具有和引點相似的屬性或關系。

根據認知心理學原理和建構主義理論，在學習一個新的知識，尤其是沒有生活體驗背景或比較抽象的知識時，學習者往往不由自主地在已有的知識背景中尋找一種表象的聯系，讓它們之間產生互相溝通。類比是建立新舊知識聯系的一座橋梁，它能促進舊知識向新知識的正向遷移，并使新的知識通過同化和順應順暢地納入已有的認知圖式中。初中學生以形象思維為主，抽象思維能力相對較差，在學習理論知識時，往往覺得物理理論很抽象，無法把握其核心含義，難以理解和掌握。而類比法可以把陌生的對象和熟悉的對象進行對比，把未知的東西跟已知的東西進行對比，能以舊帶新、啟發思路，可以引導學生的思維從形象提升到抽象，幫助學生有效地把握物理知識、發展智力、培養能力，減輕學習負擔，又能提高物理教學的效益。

三、類比法在初中物理教學中的應用

1.運用模型類比，化抽象為具體。

在初中學習階段，對于一些極為陌生、抽象的物理概念，學生缺乏意義建構的基礎，老師需要對過去的知識適當地加以呈現來進行鋪墊，并通過對新、舊知識的聯系加以點撥，以喚起學生的思考并激活學生的思維。如果能及時地用熟悉而形象化的事物去類比，就會產生簡單而神奇的效果。

例如，在電壓的教學時，教材是采用了水路模型和電路模型類比的方法來引入電壓概念的。在教學中，教師要引導學生觀察課本中提供的水路模型和電路模型，分析水中形成水流的原因，即“水壓”是水管中形成水流的原因，這是分析電路中“電壓是形成電流的原因”的基礎，然后將兩幅圖進行類比分析，找出一一對應關系，如水輪對燈泡、閥門對開關、水泵對電源、水路對電路、水流對電流等，進而了解水的流動是因為有“水壓”，電荷作定向移動是因為有“電壓”。這樣學生就可體會到，“水壓”是形成水流的原因，“電壓”則是形成電流的原因，而電源就是提供電壓的裝置。這樣的教學很容易為學生所接受，也有利于培養其類比思維和想象能力。

再例如，用物體具有的機械能去類比分子做無規則運動時具有的動能和分子勢能;用水流、人流、車流類比電流;用水流在自來水管中前進時會受到的摩擦類比電流在導體中會受到阻礙作用，從而認識電阻;人直接對物體做功，把生物能轉化為其他形式能，類比電流經過用電器時，把電能轉化為其他形式能，從而引入電功概念，等等。

2.運用等效類比，化生疏為熟悉。

有一些知識學生雖然對其有所體會和理解，但這些知識卻以一種獨立的方式存在著，使得某些學生的學習“只見樹木，不見森林”，不能舉一反三，若將它與以住的某些知識有著一定的聯系和相似，可以將生疏的知識變得熟悉，使得未知的知識與已知的知識形成融通狀態，形成知識的良性結構。

例如，在教學“如何理解‘分子間同時存在相互作用的引力和斥力’”時，教師可制作一個演示分子間相互作用力的模型:用兩個小球類比兩個分子，用橡皮筋和輕彈簧同時連接好兩個小球，類比分子間的引力和斥力。當沒有外力作用在兩個小球上，橡皮筋的拉力和輕彈簧的斥力相等，兩小球保持平衡，用于類比分子不受外力時，分子引力等于斥力;當壓縮兩小球時，輕彈簧的斥力大于橡皮筋的拉力，用于類比物體被壓縮、分子距離變小時，分子間斥力大于引力。

再例如，用手按開口玻璃管一端的橡皮膜，能使橡皮膜發生形變，類比橡皮膜在水中也發生形變，從而引入液體內部存在壓強。

3.運用數學類比，化模糊為清晰。

數學語言具有定量且表述精準的特點，物理量的物理意義往往需要通過一定的數學形式來反映、表征其特定的內涵，這樣能使得物理意義變得非常的鮮明。

例如，在講授比熱容概念引入定義式c=Q/(m△t)時，教師可將其與以前所學的定義式v=s/t、R=U/I、ρ=m/v等作類比，指出它們都是由比值法定義的物理量，且其比值與分子、分母的大小無關，這樣就把握住了這一類物理量的共性特點——采用比值法來定義，但與比值中涉及的物理量卻無關。明確了這一點，學生對較為復雜的比熱容概念定義式c=Q/(m△t)接受起來也就沒有障礙了。如果學生一時對定義中同時滿足“1kg”和“溫度變化1℃”感到不大理解，老師可以首先在實驗的基礎上得出物體吸收熱量的多少與物體的質量、溫度的變化值和物質的種類有關，然后提出問題，怎樣比較不同物質的這種特性呢?回憶比較物體運動快慢的方法，因為物體運動快慢與運動路程、運動時間都有關系，所以比較速度的大小，通常要保持一個物理量保持不變，比較另一個量，即相同時間比路程或相同路程比時間。教師再提出問題:“既然物質的種類也能影響物體吸收熱量的多少，那么我們怎樣研究這兩者之間的關系呢?”學生自然就能想到:“保持質量和溫度變化相同，再研究它們之間的關系?！睆亩忾_疑問。

4.運用功能類比，化多樣為統一。

功能結構類比是比較的內容有相似的結構，進而推導出功能的相似或相反。初中物理有許多測量工具的內容，測量工具有刻度尺、溫度計、量筒(或量杯)、彈簧測力計、天平、電流表、電壓表等，要正確地使用測量工具，學生首先必須正確地認識它。根據相同、相似點——零刻線、最小分度值、量程等，類比學習其他測量工具的使用，這樣做類比，學生可加深對測量工具的認識，將多樣的工具統一起來，使內容系統化。

例如，系統學習刻度尺結構和使用，學生應認識以下三點:1.零刻度線;2.最小分度值;3.測量范圍。當認識其他測量工具如彈簧測力計時，教師可及時地啟發學生思考:(1)以往學過的對刻度尺的認識內容有哪些?(2)彈簧測力計和刻度尺都是測量工具，對它們的認識內容是否有相同或相似之處?學生用類比法大膽地推理，能很快地掌握對彈簧測力計的認識。隨著教學過程的推進，運用類比法很容易掌握對天平、量筒(或量杯)、電流表、電壓表等測量工具的有關認識內容。

教師應用類比法，不僅能輕松地教學，而且能使學生克服學習過程中的障礙，讓學過的知識形成一個整體、一個系統，只要掌握其中最根本的，就能聯想到其它相關的事物，起到事半功倍的效果。當然，類比法在初中物理教學中并不是萬能的，還有許多其它好的方法，這些方法如果恰當地和類比法結合在一起使用，教學效果會更佳。

總之，科學方法是獲取物理知識的途徑，貫穿于整個知識領域之中，使不同知識相互聯系形成知識結構;科學方法的參與，使客觀存在的物理知識結構轉化為學生頭腦中的認知結構;科學方法的掌握，使學生能很快地解決實際問題。學生掌握科學方法比掌握知識更重要。物理教師應在教學中進行科學方法教育，逐步滲透科學方法，把這種方法意識貫穿在教學的始終，學生就會逐漸熟悉并掌握科學研究的思維方法，從而提高學習能力，達到減“負”增“效”的目的。

參考文獻:

[1]王鈺生.“減負增效”有效教學研究.

[2]朱海金.類比法在探究彈性勢能表達式中的應用.物理教師(高中版).

[3]中華人民共和國教育部.物理課程標準.