運用比較思維培養科學能力

周艷

所謂比較是對兩個或兩個以上事物進行研究，找到其相似或區別之點，找出異中之同或同中之異，從而發現和揭示事物的內在本質。在物理教學中運用比較思維辨析物理概念，有助于知識系統化，消除模糊認識，加深知識的理解和記憶，可達到深化概念、活化規律、開拓思維、培養科學能力的目的。

（一）相同概念的比較思維

各種不同物質一般都有各自一定大小的密度、比熱，不同的晶體有不同的熔點，不同物質沸點不同，不同燃料有不同的燃燒值，不同的導體有不同的電阻率等等。譬如讓學生在復習、查看物質密度表時，應通過對比，歸納出如下規律性知識：（1）通常固體的密度最大（軟木除外），液體密度次之（除水銀外）氣體最小；（2）一般金屬的密度大于非金屬的密度，金屬中鋁的密度最小；（3）液體中水銀密度最大，它比常見的金屬銅和鐵的密度還大；（4）海水的密度大于水的密度，純水的密度為1.0×103千克/米3，通常就可以診斷是普通水的密度，冰的密度為0.9×103千克/米3；（5）每種物質都有一定大小的密度。從因體到液體，其中鋁和大理石、冰和蠟、煤油和酒精的密度值相等，對于這些物質，如果只知道密度值，是不能判斷它們是哪種物質的；（6）氫的密度最小，僅是水密度的十萬分之九，是空氣的百分之七，所以節日的彩色氣球都充以氫氣，使其有能在空氣的浮力作用下升空。經過這樣的歸納總結，大大加強了同學們對密度和物質密度的認識與理解，提高了運用與計算能力。物質的比熱、熔點、沸點等特性都可以進行類似的歸納、總結。

（二）相似概念的比較思維

如壓力與重力、壓力與壓強、慣性與慣性定律、蒸發與沸騰、實像與虛像、電壓與電流……所有這些概念學生極易混淆，如果指出它們的重要區別，譬如壓力與重力的比較；（1）產生的原因不同，重力是由于地球吸引而使物體受到的力，是非接觸力；而壓力則是垂直作用在物體表面上和力，是接觸力。（2）力的方法不同，重力的方向總是豎直向下的；而壓力的方向總是垂直于互相擠壓物的接觸面。（3）二力的作用點不同：重力的作用點在物體的重心上；而壓力的作用點則在被壓物體的受壓表面上。（4）二力的性質不同：重力屬于引力類；而壓力屬于彈力類。（5）二力產生的效果不同：重力的效果是使物體垂直落向地面；而壓力通常是使物體發生形變。它們在某些情況下也有密切的聯系，物體在水平面上只受重力和支持力的作用時，物體對水平面的壓力是由于重力產生的，在數值上壓力的大小等于重力。通過這樣的比較，學生對概念的物理概念就理解更深，掌握更牢了。

（三）相似公式的比較思維

初中物理課本中所述及的物理都是由三個或四個物理學量組成，每一個物理公式都表示一個物理概念或一個物理規律。對待物理公式，首先掌握計算相同物理量的物理公式是定義式還是決定式。譬如：I=Q/t是電流的定義式，I=U/R是決定式，也是量度式；R=U/I是電阻的量度式，卻不是決定式，電阻是反映導體阻礙電流的一種性質，是由導體的電阻率、導體的長度、導體的橫截面積決定的，與U、I無關，這可與密度公ρ=m/v比較說明，學生容易接受。

相似實驗的比較思維。為某一個物理概念和規律，通過相似實驗的對比來說明物理概念和規律。如演示水在低壓下的沸騰，一種方法是抽氣，另一種方法是冷水降溫，前者是分子數減少，壓強減小，后者是氣體體積收縮，分子運動速度減小，使壓強減小，裝置相同，條件不同，達到目的卻是相同。

（四）相似現象的比較思維

所謂相似現象的比較思維就是對實驗的過程、順逆進行比較，使學生在分析和解決問題時思維流程自由地進行順逆回環，增強逆向思維。如凸透鏡成像時物近像遠與像近物遠，可用光路可逆進行對比說明：又如物質三態相互轉化，奧斯特發現“電生磁”與法拉第發現的“磁生電”等都可以通過比較和分析加深學生對相似現象的理解。

（五）解題方法的比較思維

一題多解，并對各種不同的解法進行比較，掌握各種方法的使用條件及優劣，達到靈活運用的程度。如兩只相同的燈泡“220V 60W”串聯后接入照明電路中，求其總功率為多少，一般的計算方法為先求電阻、總電阻，再求電流，最后求總功率。這樣費時并易錯，如根據二只燈泡銘牌相同，那么電阻相同，串聯后電壓相同，即等于110V，于是兩燈泡的功率各為15W，這樣很快得也總功率30W。

解題的比較思維會給學生很深的感受與啟發，若長期堅持，可以大大發揮學生的創造性思維能力，使之思維更加敏捷。

（作者單位：江蘇省揚州市邗江區汊河學校）