淺議物理概念教學中的比較法教學

張學雁

【摘 要】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。比較法在初中物理概念教學中有著突出的作用。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。

【關鍵詞】物理 比較法 概念

物理學在自己的發展過程中要求物理思維要有嚴密的邏輯性。物理思維的方法很多,這里僅就其中最典型的比較法來結合物理概念中的教學來討論。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。

由于比較法很適合于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、密度、壓強,等等,都是用比較法引出的。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,就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,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。又如: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)電路閉和,當導體在磁場中不運動或平行于磁場線運動時,電流計指針不偏轉,表明導體中不產生電流。

(2)電路閉和,一部分導體在磁場中作切割磁場線運動,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,分別取磁場線方向相同而改換導體運動方向,再取導體運動方向相同而改換磁場線方向,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)兩步的差同,就可以建立電磁感應這一現象的感性認識,比較(2)、(4)兩步的差同,可以使這一感性認識深化,即明確感應電流產生的條件;比較(3)步實驗的不同條件,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:左手定則。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—個條件的改變,將發生質的改變,如交、直流發電機模型,就因為銅環和半徑的差異,導致外電路得到的電流在本質上有很大的差異。

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,將壓力和重力進行比較,收到了明顯效果。

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,象密度、電阻率、比熱等概念,從公式上都可看出,對同一物質來說,它們的比值都一個“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”、“一杯水比熱(密度)比半杯水的比熱(密度)大”等之類的錯誤。

四、通過比較促進知識的正遷移

例如,把兩只標有220V、40W和220V、100W字樣的白熾電燈分別進行并聯或串聯后,接入220V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100W的燈泡較亮一些,即使老師通過分析和討論得出串聯時40W較亮,并聯時100W的較亮。但仍有一部分同學對分析感到不可靠,但如果我們通過可控實驗來進行對比,學生就會信服了。

五、將物理概念與生活相比較

有些物理概念看似深奧難懂,若將其與一些生活常識相比較,則能起到化難為易的效果。

如:由于“電壓”和電場力做功的概念有關,一般初中課本中對電壓都沒有明確的定義,教材采用直接引入的方法,這對學生掌握這一概念是不利的,有不少學生學了“電壓”這一課后,仍然模模糊糊,說不出它是什么,更不了解它的物理意義。

綜上所述,比較法在初中物理概念教學中有著突出作用。對教學難點的突破和對教學重點的突出,也有非常重要的作用,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。同時還應指出,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。