比較法在初中物理概念教學中的應用

王崇伶

物理學科與其它各門學科一樣，都有一系列作為理論出發點的基本概念和由推理形式導出的定律理論.物理學在其自身發展過程中，要求物理思維體現嚴密的邏輯性，要符合邏輯規律.物理思維的方法很多，本文僅就其中最典型的比較法的運用進行討論.

“比較”的方法，是物理學研究中一種常用的思維方法，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，則我們不會說這個人有什么了不起的聰明.同樣，另一方面，一個人能比較兩個近似的東西，如橡樹與槐樹，或寺院與學校，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.”

比較法是根據一定的標準對某類現象在不同情況的不同表現進行比較的一種研究方法.比較的過程是使人在思想上確定事物（現象）之間異同關系的思維過程.凡是比較，都是在一定關系上根據一定的標準進行的.

由于比較法很適合初中生學習物理知識，所以教材中很多概念，如速度、慣性、比熱容、密度和壓強等都是用比較法引出的，這種方法的作用應引起各位同仁的足夠重視.本文就比較法在初中物理概念教學中的突出作用，談一些粗淺的看法.

1比較法為概念的引入提供了思維的支撐點

初中物理概念的引入往往用實驗的方法，然后對實驗的現象和結果加以比較進行的.比熱容概念的引入就是一個典型的例子，教材為了研究物體的吸熱多少跟物質種類的關系，將不同物質水和煤油的吸熱現象進行比較；由于比較必需在同一標準下才能進行，就對實驗的條件進行了控制，使水和煤油質量相等，初溫相同，吸收的熱量也相等，以實現“單因子”實驗；這樣，排除了質量和溫度升高等方面的干擾，突出了吸熱和物質種類的關系，通過水和煤油在同等條件下吸熱情況的比較，為“比熱容”的引出提供了思維的支撐點.

例如，在“電磁感應”概念的教學中，教師先點明，在以下實驗中，使用的靈敏電流計、導線、開關、磁場及磁場中運動的導體都是完全一樣的，現在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感線運動時，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作切割磁感線運動，電流計指針偏轉，表明導體中產生了電流；（3）在前步實驗的基礎上，分別讓磁感線方向相同而改變導體運動方向，再讓導體運動方向相同而改變磁感線方向，觀察電流計指針偏轉方向有何不同；（4）電路斷開，導體在磁場中作切割磁感線運動，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）兩步的異同，就可以建立電磁感應這一現象的感性認識，比較（2）、（4）兩步的異同，可以使這一感性認識深化，即明確感應電流產生的條件；而比較步驟（3）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：右手定則.類似地，能否用什么方法來解決感應電流方向、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物理概念教學中的重要作用.物理教材中有很多重要的演示實驗和學生實驗都是按比較法來編寫的，如歐姆定律、電功、凸透鏡成像，等等.這既符合發現物理定律的規律，也符合人們認識事物的規律.我們在教學時，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，只是使電流發生數值的變化；而有些現象因為一個條件的改變，將發生質的改變，如交、直流發電機模型，就因為換向器的差異，而導致外電路得到的電流在本質上有很大的差異.

2比較法可使學生對概念的理解和掌握更加深刻

由于概念所反映的事物的本質特征往往隱含在非本質特征之中，概念和概念之間的聯系和區別容易使學生混淆，影響到學生對所學概念深刻、準確的把握.運用比較法，可使學生抓住概念的本質特征，對概念有更全面、更深刻的理解和把握.

例如，重力和壓力，是學生極易混淆的概念，一些學生常將壓力和重力間的某些特殊情況下的關系由個別推廣到一般，往往認為“壓力的大小總等于重力的大小”，甚至認為“壓力就是重力”.為此，在教學中設置一些能暴露和糾正學生這一錯誤的問題，將壓力和重力進行比較，就會收到較好的效果.

3比較法可使學生靈活運用概念，促使概念活化

通常，物理概念的表達式中，包含了定義方式、物理意義及單位等內涵.將表達式間進行橫向比較，能促使學生記憶概念、活化概念和深化概念.例如，速度概念的表達式v=s/t和功率的表達式P=W/t相比較，它們都反映了某一物理量變化快慢的共同特征；它們的單位都由另外兩個物理量的單位復合而成.另外，如密度、電阻率、比熱容等概念，從公式上都可看出，對同一物質來說，它們的比值都是一個“常數”，反映著物質本身的屬性.這可消除諸如“電壓為零時，導體的電阻為零”、“一杯水的比熱容（或密度）比半杯水的比熱容（或密度）大”等之類的錯誤.

4通過比較促進知識的正遷移

例如，把兩只標有“220 V 40 W”和“220 V 100 W”字樣的白熾電燈分別進行并聯或串聯后，接入220 V的電路中，判斷這兩種情況哪個燈泡較亮？根據平時的經驗都是100 W的燈泡較亮一些，即使老師通過分析和討論得出串聯時40 W較亮，并聯時100 W的較亮.但仍有一部分同學對分析感到不可理解，但如果我們通過可控實驗來進行對比，學生就會信服了.

綜上所述，比較法在初中物理概念教學中有著重要作用.對教學難點的突破和對教學重點的突出，也有著非常重要的作用，能使一些不容易直接從理論上理解的問題變得簡單而直觀.但是還應指出，比較方法的應用離不開分析和綜合.沒有分析，就沒有比較的雙方，就沒有比較的內容和標準，就沒有比較的各個方面；沒有綜合，就沒有比較的結果，就不能將比較內容聯系起來形成結論.正因為如此，比較與分析綜合有密不可分的關系，它才是思維的基礎，使它在開始剛學習物理的初中教學中有廣泛的應用.