淺談比較法在高中物理教學(xué)中的應(yīng)用

【摘 要】新課程物理教學(xué)中，運(yùn)用比較法可以有效提高物理教學(xué)質(zhì)量，提升學(xué)生創(chuàng)新能力。本文就高中物理教學(xué)中如何運(yùn)用比較法做初步探討。

【關(guān)鍵詞】比較法 物理教學(xué) 應(yīng)用

在物理教學(xué)中，有意識(shí)地引導(dǎo)學(xué)生辨析事物的同中之異或異中之同，使他們自覺地運(yùn)用這一科學(xué)思維方法，深化對(duì)物理概念和物理規(guī)律的認(rèn)識(shí)，可以達(dá)到軟化教學(xué)難點(diǎn)，幫助學(xué)生理解和接受新知的目的。比較法的實(shí)質(zhì)就是辨析物理現(xiàn)象、概念、規(guī)律的同中之異、異中之同，從而把握其本質(zhì)屬性。現(xiàn)就高中物理教學(xué)中如何運(yùn)用比較法做初步探討。

一、縱向比較

學(xué)生接受新知識(shí)的能力，很大程度上依賴于已經(jīng)掌握的知識(shí)或方法，在教學(xué)中應(yīng)充分重視新舊知識(shí)的前后聯(lián)系，使學(xué)生在比較過程中得以實(shí)現(xiàn)知識(shí)的擴(kuò)充和整固，準(zhǔn)確把握物理概念的內(nèi)涵和外延。高中物理中的一些概念或規(guī)律與初中物理中的知識(shí)是完全等同的，但更多知識(shí)是初中物理的延伸和拓寬。對(duì)前一類知識(shí)可以通過講授使學(xué)生在頭腦中已有的知識(shí)印象得以再現(xiàn)并加以鞏固，如力、重力勢(shì)能、動(dòng)能、電流、電阻、能量守恒等；而對(duì)后一類知識(shí)則可以引導(dǎo)學(xué)生在前后比較中進(jìn)行深入理解和擴(kuò)充，如速度的概念，初中物理通過路程和時(shí)間的比值定義，比較簡(jiǎn)單。而高中物理則在此基礎(chǔ)上，用位移和時(shí)間的比值來(lái)衡量，賦予了矢量性特征；又如：在學(xué)習(xí)牛頓第二定律時(shí)，可引導(dǎo)學(xué)生把加速度兩個(gè)公式a=F/m與a=△v/△t進(jìn)行對(duì)比，說(shuō)明力是物體產(chǎn)生加速度的根本原因，而速度變化的快慢則是加速度大小和方向在物體運(yùn)動(dòng)中的具體反映，一個(gè)是本質(zhì)表達(dá)，一個(gè)是外在表現(xiàn)，物理意義不同；再如：在進(jìn)行運(yùn)動(dòng)的合成與分解教學(xué)時(shí)，可以先通過具體的物理情景如小船過河或飛機(jī)投彈等，使學(xué)生對(duì)分運(yùn)動(dòng)、合運(yùn)動(dòng)產(chǎn)生一定的感性認(rèn)識(shí)和思維聯(lián)系，然后再引導(dǎo)學(xué)生與力的合成與分解中所得出的平行四邊形定則作類比，從而使之?dāng)U展到速度、位移等矢量的合成與分解，使這一矢量法則體現(xiàn)出普遍的物理意義。通過縱向比較，可以促進(jìn)新舊知識(shí)的銜接與融合，使學(xué)生避免產(chǎn)生“一個(gè)概念”“兩種解釋”等現(xiàn)象。

二、橫向比較

在新舊知識(shí)的聯(lián)系中，橫向比較常能為知識(shí)的平行式擴(kuò)展起到最適宜的橋梁作用，使學(xué)生將一個(gè)學(xué)科領(lǐng)域內(nèi)已經(jīng)發(fā)現(xiàn)的知識(shí)、原理以及研究方法“移植”到新的領(lǐng)域中去，由此及彼，把事物的固有規(guī)律揭示出來(lái)。如：對(duì)于簡(jiǎn)諧振動(dòng)與正弦交流電，它們的運(yùn)動(dòng)有著本質(zhì)的區(qū)別，但二者的運(yùn)動(dòng)形式又都遵循正弦規(guī)律，一個(gè)是回復(fù)力變化作用的結(jié)果，一個(gè)是線圈在磁場(chǎng)中勻速轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)切割速度變化所致。因此，在進(jìn)行簡(jiǎn)諧振動(dòng)教學(xué)時(shí)，可以引導(dǎo)學(xué)生把簡(jiǎn)諧振動(dòng)與正弦交流電的產(chǎn)生及表示方法作橫向比較，建立對(duì)應(yīng)的關(guān)系，使學(xué)生加深對(duì)物理規(guī)律的聯(lián)系、領(lǐng)會(huì)。再如：在進(jìn)行磁感應(yīng)強(qiáng)度教學(xué)時(shí)，可引導(dǎo)學(xué)生把磁感應(yīng)強(qiáng)度定義式B=F/IL與電場(chǎng)強(qiáng)度定義式E=F/q進(jìn)行比較，使學(xué)生認(rèn)識(shí)到在二者公式形似的背后，其物理意義也存在著內(nèi)在的統(tǒng)一——都是通過檢驗(yàn)體受到該處的場(chǎng)力與本身相關(guān)量比值的方法來(lái)反映該處場(chǎng)的強(qiáng)弱，但該處場(chǎng)的強(qiáng)弱又都只取決于場(chǎng)本身，與式中各量均無(wú)關(guān)系，學(xué)生在比較中自然更加領(lǐng)悟了物理思想和方法的統(tǒng)一，加深了對(duì)抽象概念的內(nèi)涵理解。另外，在教學(xué)中對(duì)磁感線與電場(chǎng)線的比較，分子勢(shì)能、電勢(shì)能與重力勢(shì)能的比較以及各勢(shì)能的變化均可借助對(duì)應(yīng)的場(chǎng)力做功來(lái)類比、判斷等，都可以使學(xué)生在橫向比較中使原有的知識(shí)進(jìn)行有效的遷移，從而提高思維水平，加深學(xué)生對(duì)物理概念的理解及事物本身固有規(guī)律的認(rèn)識(shí)。

三、局部比較

在實(shí)際教學(xué)中，還可以把某些概念或概念的某些性質(zhì)、特征進(jìn)行比較，從局部比較的形似或質(zhì)似來(lái)認(rèn)識(shí)事物的內(nèi)在規(guī)律和科學(xué)方法的統(tǒng)一聯(lián)系。如：庫(kù)侖定律的表達(dá)式F=KQQ/r 與萬(wàn)有引力定律的表達(dá)式F=Gm m / r 相似，在教學(xué)中對(duì)它們加以比較，不僅可以增強(qiáng)前后知識(shí)的聯(lián)系，而且還可以使學(xué)生領(lǐng)悟到自然規(guī)律的多樣性與統(tǒng)一性，增強(qiáng)類比思維方法的遷移應(yīng)用；又如：在學(xué)習(xí)感抗和容抗時(shí)，可以使學(xué)生通過比較發(fā)現(xiàn)：電感和電容對(duì)交流電都有阻礙作用，且阻礙作用均與交流電的頻率有關(guān)，由X =2fL和X=1/2 fC可知阻礙作用及感抗、容抗的大小隨交變電流的頻率變化關(guān)系是不同的。另外，在實(shí)際教學(xué)中，引導(dǎo)學(xué)生對(duì)不同但相似的物理狀態(tài)或情景恰當(dāng)?shù)剡M(jìn)行對(duì)照，同樣可以加強(qiáng)教學(xué)效果。如：對(duì)不同運(yùn)動(dòng)狀態(tài)下的傳送帶上的物體所受摩擦力進(jìn)行分析、對(duì)比，對(duì)平衡力與作用力和反作用力的異同進(jìn)行比較，對(duì)光滑或粗糙斜面上物體的功能關(guān)系轉(zhuǎn)化進(jìn)行討論等，都可以使學(xué)生通過對(duì)同一規(guī)律在不同條件下的應(yīng)用或運(yùn)用不同方法解決同類物理問題。

四、整體比較

整體比較，即在宏觀上對(duì)不同的物理現(xiàn)象或概念、規(guī)律進(jìn)行相似的類比或相反的對(duì)照等，在教學(xué)中恰當(dāng)進(jìn)行整體比較，可以使學(xué)生弄清概念之間的聯(lián)系及差異，使知識(shí)更加系統(tǒng)化、條理化，利于物理概念和思維方法的建構(gòu)。如：對(duì)于三種基本場(chǎng)——重力場(chǎng)、電場(chǎng)和磁場(chǎng)，可以引導(dǎo)學(xué)生分別從場(chǎng)的產(chǎn)生、性質(zhì)、場(chǎng)能變化與場(chǎng)力做功的關(guān)系進(jìn)行對(duì)比，增強(qiáng)學(xué)生對(duì)場(chǎng)這一客觀物質(zhì)的整體認(rèn)識(shí)與把握，對(duì)其中的重力、電場(chǎng)力和安培力、重力勢(shì)能與電勢(shì)能等概念通過定義式進(jìn)行比較，在形似的類比中捕捉性質(zhì)上的相似與相異，感悟同類概念的共同性，可以使學(xué)生對(duì)概念的領(lǐng)悟更進(jìn)一層。再如：對(duì)直線運(yùn)動(dòng)、曲線運(yùn)動(dòng)的特征及成因進(jìn)行對(duì)比分析，不僅可以使學(xué)生加深對(duì)物體受力和運(yùn)動(dòng)狀況變化的內(nèi)在聯(lián)系，同時(shí)更有助于學(xué)生從根本上對(duì)直線運(yùn)動(dòng)中勻速、勻變速、變加速直線運(yùn)動(dòng)，曲線運(yùn)動(dòng)中常見的平拋運(yùn)動(dòng)、圓周運(yùn)動(dòng)，以及直線、曲線運(yùn)動(dòng)的特例——簡(jiǎn)諧振動(dòng)等具體的運(yùn)動(dòng)形式加深理解和認(rèn)識(shí)，進(jìn)一步從宏觀上系統(tǒng)性地把握和運(yùn)用物理規(guī)律，解決實(shí)際問題。

可見，在高中物理教學(xué)中，引導(dǎo)學(xué)生恰當(dāng)運(yùn)用比較法，是提高物理教學(xué)質(zhì)量，提升學(xué)生學(xué)習(xí)能力的重要手段。在教學(xué)中靈活、準(zhǔn)確地運(yùn)用比較法，不僅可以密切物理知識(shí)和物理規(guī)律的內(nèi)在聯(lián)系，而且可以使學(xué)生在比較中去偽存真，由此及彼，將知識(shí)和方法融會(huì)貫通，對(duì)教學(xué)難點(diǎn)的突破和教學(xué)重點(diǎn)的突出，對(duì)啟發(fā)學(xué)生的思維，培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新能力，有著非常重要的作用。