比較法在物理概念教學中的應用

建立物理概念、理解并掌握物理規律是物理教學的重要任務。許多物理概念和物理規律都具有可比性，所以我們在教學過程應多注意運用“比較法”來幫助學生接受新概念、理解新概念和新規律，以使知識融會貫通，培養學生的創新思維、推理能力和知識遷移能力。

一、用“比較法”引入新概念

有些物理概念間有許多相似之處，講解一些概念之后，另一些概念可用比較法引入，使教學難度降低，并容易把規律揭示出來。例如，在進行加速度概念的教學時，我們可以將它與速度概念加以比較。速度與加速度都是描述機械運動的物理量，都與“快慢”有關，即都是“變化率”。這是它們的共同點。然而，它們有著質的區別。速度是位置坐標對時間的變化率，即v=ΔxΔt，描述的是物體位置變化的快慢。而加速度則是速度對時間的變化率，即a=ΔsΔt，描述的是物體速度變化的快慢。再如勢能概念的建立。在高中力學中，我們從“能是描述物體做功本領大小的物理量”出發，幫助學生建立了重力勢能和彈性勢能的概念，知道物體被舉高、彈簧被拉長或被壓縮就會存在相應的勢能。那么在建立比之抽象的電勢能時，我們就可以在復習重力勢能的基礎上通過運用“比較法”，將電場力做功與重力做功、電勢能與重力勢能進行充分比較，一一對應的比較能使學生較快地把電勢能的概念建立起來。

二、用“比較法”深化新概念

對于上述建立電勢能概念的過程，在比較了電勢能與重力勢能相似之處后，再指出它們的不同之處。由于電荷有正負之分，所以電荷受力的方向可以與電場相同，也可以與電場方向相反，即電荷沿電場方向運動時，電勢能存在有增加和減少兩種可能；而質點受重力方向總是豎直向下，因此，重力勢能總是沿重力方向減小。但不管是重力場還是電場，不管電場中移動的是正電荷還是負電荷，重力或電場力做的功總是等于相應的勢能的減少，即總有W=-ΔEP。通過這種比較，能使學生深化對電勢能的認識。

又如磁感應強度概念的建立。可以在復習電場強度E的定義的基礎上，指出定義E=Fq與B=FIL的異同之處。相同的是兩者都是以比的方式進行定義，電場強度是用檢驗電荷所受電場力F與該檢驗電荷的電量q之比定義，磁感應強度是用電流元所受的磁場力F與該電流元IL之比定義。不同的是，電場強度的方向與正檢驗電荷的受力方向相同，磁感應強度的方向則與電流元受力方向相互垂直，必須借助于左手定則來確定。同時磁感應強度定義成立的條件是電流元IL必須與磁場B的方向垂直。通過這樣的比較，學生既復習了電場強度的概念，又能深化對新概念磁感應強度B的理解。

三、用“比較法”區分容易混淆的概念、規律

學生在學習了電磁學后，有相當一部分學生在對左手定則和右手定則的使用上經常出現伸錯手的問題，這是因為左、右手定則不但形式相似（都是伸開手掌，并攏四指，拇指與四指垂直），而且涉及的物理量也相同或相似（穿過掌心的磁感線，用四指表示方向的電流，用大拇指表示的受力方向或運動方向）。通過比較容易發現，兩者的本質區別就在于大拇指所指方向的意義，左手定則中大拇指所指的方向是通電導線的受力方向，右手定則中大拇指所指方向是電磁感應過程中導體棒做切割磁感線運動的方向。把這兩個方向的意義真正弄明白后，進一步總結出：左手定則也可叫做電動機定則，右手定則也可叫做發電機定則。這樣，學生在使用定則時只要想一想物理情景是“電動”還是“發電”，就能有效避免伸錯手情況的發生。

四、用“比較法”揭示新概念的本質屬性

將新概念與學生理解比較深刻的舊概念進行比較，能幫助學生快速理解新概念的本質屬性，從而起到化難為易的效果。如在講解電場強度定義時，對電場中某點的電場強度是電場本身的屬性，與在該點是否放入檢驗電荷及放入的檢驗電荷的電量無關這一點，學生不太容易理解。此時我們不妨拿電場強度與物質的密度加以比較分析。學生都知道，雖然密度的定義是ρ=mV，但密度是物質的一種特性。某種物質的密度與你取不取該種物質，或所取該種物質質量的多少、體積的大小均無關。將電荷電量與體積相比，受力與質量相比。你所取的物質體積越大則質量也越大，但其比值不變，描述的是物質的特性——密度。同理，檢驗電荷電量越大則受力也越大，但二者之比不變。這就說明，這個比值反映的也應是電場本身的固有性質，此比值也應與是否放入檢驗電荷或放入的檢驗電荷的正負、電量的大小等均無關。放入電荷只是讓電場的屬性表現出來而已。通過這樣的比較，學生就能深刻認識電場強度的本質。

總之，“比較法”是一種重要的學習方法。對于一些比較抽象的或者容易混淆的概念、規律，學生通過比較思索，往往能夠豁然開朗。