比較法是根據一定的標準對某類現象在不同情況下的不同表現進行比較的一種研究方法。比較的過程是使人們在思想上確定事物(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。
由于比較法很適合于初中學生學習物理知識,所以教材中的很多概念,如速度、慣性、比熱、密度、壓強等等,都是用比較法引出的,因此這種方法的作用應引起教師的足夠重視。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。
一、比較法對概念提供了思維的支撐點
初中物理概念的引出往往是用實驗的現象和結果加以比較進行的。比熱概念的引出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,就將不同物質水和煤油的吸熱現象進行比較。由于比較必須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”的引出提供了思維的支撐點。
二、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蔽在非本質特征之中,概念和概念之間的聯系和區別易使學生混淆,影響著學生對所學概念深刻、準確地把握。突出比較法,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一般化,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,筆者在教學中,設置了能暴露和糾正學生這一錯誤的比較性例題如下,通過做題,將壓力和重力進行比較,收到了明顯效果。
例1:在圖1所示的各圖中,物體重15N,力F=7N,求物體對各接觸面的壓力各是多少?
通過該題中對各種情況下壓力的求解過程,能夠從定義、力的三要素角度對壓力和重力進行比較,對壓力和重力間的區別和聯系有一更深刻的揭示.可見,抓住概念的本質特征進行比較是使學生理解和把握概念的有效方法。
三、比較法可使學生靈活運用概念。促使概念活化
一個物理概念的表達式中,包含了它的定義方式、物理意義、單位等內涵。對表達式中的這些內涵進行橫向比較,能促使學生記憶概念、活化概念和深化概念。例如,速度概念的表達式和功率的表達式相比較,它們都有反映了另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,像密度、電阻率、比熱等概念,從公式上都可看出,對同一物質來說,它們的比值是一個“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(密度)比半杯水的比熱容(密度)大”等之類的錯誤。在應用概念解決問題時,對物理現象不同方面的精細比較,為概念的正確應用提供了出發點,正確的概念應建立在對不同物理現象比較的基礎上。例如,用慣性概念解釋圖2中所示的當突然拉動小車時,木塊向后倒的現象時,思維的起點和關鍵就是要通過比較拉動前后,小車狀態的不同之處,揭示小車拉動前后木塊上部和下部的相同點和差異點。
學生在應用概念解決問題時,就在頭腦的記憶中搜尋以前經歷過的相類似問題,通過某些類同方面的比較,擬定解題方案,這是學生在物理練習中廣泛采用的一種比較方法。
如果學生在應用概念解決問題時,對新舊問題不進行仔細地比較,只看到它們間的相同點,卻看不到它們的差異點,采用“拿來主義”的態度,盲目代換,就會出現概念僵化,形成知識的負遷移。如許多學生在判斷如圖3所示的當小車突然向前移動時,瓶內液體中的氣泡向什么方向移動的問題時,會照搬前面(圖2中)小車突然向前時,木塊向后倒的結論,得出氣泡向后移動的錯誤結果。可見,對概念的靈活應用離不開比較思維。
綜上所示,比較法在初中物理概念教學中有著突出作用。同時還應指出,比較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;沒有綜合,就沒有比較的結果,就不能將比較的內容聯系起來形成結論。