比較法在物理教學(xué)中的應(yīng)用

比較法是物理學(xué)研究中的一種常見的思維方法，也是我們經(jīng)常運(yùn)用的一種最基本的教學(xué)方法，這種方法的實質(zhì)就是辨析物理現(xiàn)象、概念、規(guī)律的同中之異、異中之同，以把握其本質(zhì)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(qū)別一支筆與一個駱駝，則我們不會說這人有什么了不起的聰明。同樣，一個人能比較兩個近似的東西，如橡樹與槐樹，或寺院與教堂，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。”如何在物理教學(xué)過程中有意識地引導(dǎo)學(xué)生辨析事物的同中之異或異中之同，讓他們自覺運(yùn)用這一思維方法，我認(rèn)為應(yīng)從以下幾方面進(jìn)行工作。

一、在演示實驗中，有意識地安排并交代部分條件相同，而另一個（或一些）條件不同的實驗，讓學(xué)生經(jīng)過觀

察，進(jìn)行比較，分析推理，找到相應(yīng)規(guī)律。

如在“電磁感應(yīng)”一節(jié)的教學(xué)中，教師先點明在以下實驗中使用的靈敏電流計、導(dǎo)線、電鍵、磁場及磁場中運(yùn)動的導(dǎo)體都是完全一樣的。然后，按下述步驟進(jìn)行演示：（1）電路閉合，當(dāng)導(dǎo)體在磁場中不運(yùn)動或平行于磁場線運(yùn)動時，電流計指針不偏轉(zhuǎn)，表明導(dǎo)體中不產(chǎn)生電流；（2）電路閉合，一部分導(dǎo)體在磁場中做切割磁場中做切割磁場線運(yùn)動，電流計指針偏轉(zhuǎn)，表明產(chǎn)生了電流；（3）在前步實驗的基礎(chǔ)上，分別取磁場線方向相同而改換導(dǎo)體運(yùn)動方向，再取導(dǎo)線運(yùn)動方向相同而改換磁場線方向，觀察電流計指針偏轉(zhuǎn)方面有何不同；（4）電路斷開，導(dǎo)體在磁場中做切割磁場線運(yùn)動，觀察電流計指針是否偏轉(zhuǎn)。在實驗過程中，引導(dǎo)學(xué)生比較（1）（2）兩步的差異，就可以建立電磁感應(yīng)這一現(xiàn)象的感性認(rèn)識；比較（2）（4）兩步的不同，可以使這一感性認(rèn)識深化，即明確感應(yīng)電流產(chǎn)生的條件；比較（3）（4）步實驗的不同條件、不同現(xiàn)象，就可以理解決定感應(yīng)電流方向的兩個因素。最后，教師指出聯(lián)系：左手定則。類似的，用什么方法來解決感應(yīng)電應(yīng)方向、磁場線方向、導(dǎo)體運(yùn)動方向這三者的關(guān)系呢？于是引出右手定則，并通過例題讓學(xué)生練習(xí)使用這一定則。這堂課，學(xué)生較牢固地掌握了電磁感應(yīng)這一重要物理現(xiàn)象，并能用右手定則分析具體問題；更重要的是，他們又一次體會到比較法在發(fā)現(xiàn)物理規(guī)律中的重要作用。物理教材中有很多重要的演示實驗和學(xué)習(xí)實驗都是按比較法來編寫的，如左手定則、歐姆定律、電功、凸透鏡成像，等等，這既符合物理定律的規(guī)律，也符合人們認(rèn)識事物的規(guī)律。我們在實驗教學(xué)時，要有意識地傳授這一思維方法，并提醒學(xué)生注意：有些現(xiàn)象中，條件的改變，只使這一現(xiàn)象發(fā)生量的變化，如歐姆定律中電壓、電阻的變化，只使電流強(qiáng)高發(fā)生數(shù)值的變化；而有些現(xiàn)象因為一個條件的改變，將發(fā)生質(zhì)的變化，如交、直流發(fā)電機(jī)模型，就因為銅環(huán)和半徑的差異，導(dǎo)致外電路得到的電流在本質(zhì)上有很大的差異。

二、在概念教學(xué)中，注意比較相近概念的本質(zhì)差異和不同概念的本質(zhì)關(guān)聯(lián)。

學(xué)生在學(xué)習(xí)中，往往把一些相近概念弄得混淆不清，另一方面卻把一些不同或相反的概念看得太死，誤認(rèn)為這毫無關(guān)聯(lián)，例如對于質(zhì)量、重量這兩個概念，應(yīng)指明前者是物質(zhì)多少的量度，后者是力的量度，物質(zhì)的多寡與物質(zhì)間的相互作用（力）有本質(zhì)的不同。又如磁場線方向，學(xué)生常感到抽象難懂，一是由于學(xué)生立體觀念、空間想象能力不夠強(qiáng)，二是不明白這兩個概念在本質(zhì)上是關(guān)聯(lián)的，它們指的是磁場中的某一點（或由線上的各點）小磁針北極所受磁場力的方向。對于熔解和凝固、液化和汽化這樣相反的概念，應(yīng)該用分子運(yùn)動論的觀點統(tǒng)一起來看，雖然分子間的結(jié)構(gòu)、作用力、分子運(yùn)動方式不同，但從本質(zhì)上來說，分子仍在作無規(guī)則的熱運(yùn)動。同樣，比較功與熱能、導(dǎo)體與絕緣體等概念的異同，并編寫一些旨在理解概念、本質(zhì)、含義的選擇題、改錯題，對于幫助學(xué)生掌握概念、避免死記硬背、培養(yǎng)正確的思維方法，是有所裨益的。

三、歸納總結(jié)，指導(dǎo)學(xué)生比較各類現(xiàn)象、規(guī)律的異同。

在授完一個單元或一個章節(jié)后，我常常采用列表法和一題多用法，讓學(xué)生溫習(xí)所學(xué)知識。

所謂列表法，就是指導(dǎo)學(xué)生在復(fù)習(xí)的基礎(chǔ)上，將幾種不同現(xiàn)象產(chǎn)生的條件、遵循的規(guī)律、實際應(yīng)用、注意事項或圖示等，自行設(shè)計成一些表格，然后交教師查閱，評定成績。例如：列出“凸透鏡成像規(guī)律及應(yīng)用對照表”、“三個定則比較表”、“電流強(qiáng)度、電壓、電阻這三個物理量的概念、單位、測量工具及測量方法對照表”，教師根據(jù)學(xué)生表格中好的典型和有代表性的錯漏進(jìn)行講評，學(xué)生很樂意接受。這樣做能夠廣泛地調(diào)動學(xué)生學(xué)習(xí)的積極性，避免了復(fù)習(xí)工作中的機(jī)械重復(fù)，因而效果比較好。

所謂“一題多用”就是教師根據(jù)某一章節(jié)的重要內(nèi)容，用一道或幾道例題（習(xí)題）數(shù)次改變題設(shè)條件，貫穿所學(xué)知識，進(jìn)行分析、講解、練習(xí)，然后擬一些練習(xí)題，讓學(xué)生自己去作適當(dāng)?shù)臈l件變換，自己分析、解題，以達(dá)到舉一反三、觸類旁通的目的。

四、讓學(xué)生自己動手實驗，增長才干。

組織學(xué)生開展課外小實驗，通過比較不同的裝置、不同的實驗方法，得到不同的結(jié)果，使他們獲得許多書本上難以學(xué)到的知識，在自制測力計的實驗制作中，有的學(xué)生三番五次改革自己的作品，以求量度準(zhǔn)確，外形美觀。在做水果電池的實驗時，有的把蘿卜做的或桔柑做的水果電池與鹽水電池進(jìn)行比較，看哪種電池使耳機(jī)發(fā)出的“咯咯”聲較響。事實證明，這類學(xué)生自行設(shè)計的實驗，能使所學(xué)知識得到鞏固、深化，有利于提高學(xué)生的智力品質(zhì)。