淺談比較法在高中物理教學中的應用

【摘 要】新課程物理教學中，運用比較法可以有效提高物理教學質量，提升學生創新能力。本文就高中物理教學中如何運用比較法做初步探討。

【關鍵詞】比較法 物理教學 應用

在物理教學中，有意識地引導學生辨析事物的同中之異或異中之同，使他們自覺地運用這一科學思維方法，深化對物理概念和物理規律的認識，可以達到軟化教學難點，幫助學生理解和接受新知的目的。比較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，從而把握其本質屬性。現就高中物理教學中如何運用比較法做初步探討。

一、縱向比較

學生接受新知識的能力，很大程度上依賴于已經掌握的知識或方法，在教學中應充分重視新舊知識的前后聯系，使學生在比較過程中得以實現知識的擴充和整固，準確把握物理概念的內涵和外延。高中物理中的一些概念或規律與初中物理中的知識是完全等同的，但更多知識是初中物理的延伸和拓寬。對前一類知識可以通過講授使學生在頭腦中已有的知識印象得以再現并加以鞏固，如力、重力勢能、動能、電流、電阻、能量守恒等；而對后一類知識則可以引導學生在前后比較中進行深入理解和擴充，如速度的概念，初中物理通過路程和時間的比值定義，比較簡單。而高中物理則在此基礎上，用位移和時間的比值來衡量，賦予了矢量性特征；又如：在學習牛頓第二定律時，可引導學生把加速度兩個公式a=F/m與a=△v/△t進行對比，說明力是物體產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動中的具體反映，一個是本質表達，一個是外在表現，物理意義不同；再如：在進行運動的合成與分解教學時，可以先通過具體的物理情景如小船過河或飛機投彈等，使學生對分運動、合運動產生一定的感性認識和思維聯系，然后再引導學生與力的合成與分解中所得出的平行四邊形定則作類比，從而使之擴展到速度、位移等矢量的合成與分解，使這一矢量法則體現出普遍的物理意義。通過縱向比較，可以促進新舊知識的銜接與融合，使學生避免產生“一個概念”“兩種解釋”等現象。

二、橫向比較

在新舊知識的聯系中，橫向比較常能為知識的平行式擴展起到最適宜的橋梁作用，使學生將一個學科領域內已經發現的知識、原理以及研究方法“移植”到新的領域中去，由此及彼，把事物的固有規律揭示出來。如：對于簡諧振動與正弦交流電，它們的運動有著本質的區別，但二者的運動形式又都遵循正弦規律，一個是回復力變化作用的結果，一個是線圈在磁場中勻速轉動時切割速度變化所致。因此，在進行簡諧振動教學時，可以引導學生把簡諧振動與正弦交流電的產生及表示方法作橫向比較，建立對應的關系，使學生加深對物理規律的聯系、領會。再如：在進行磁感應強度教學時，可引導學生把磁感應強度定義式B=F/IL與電場強度定義式E=F/q進行比較，使學生認識到在二者公式形似的背后，其物理意義也存在著內在的統一——都是通過檢驗體受到該處的場力與本身相關量比值的方法來反映該處場的強弱，但該處場的強弱又都只取決于場本身，與式中各量均無關系，學生在比較中自然更加領悟了物理思想和方法的統一，加深了對抽象概念的內涵理解。另外，在教學中對磁感線與電場線的比較，分子勢能、電勢能與重力勢能的比較以及各勢能的變化均可借助對應的場力做功來類比、判斷等，都可以使學生在橫向比較中使原有的知識進行有效的遷移，從而提高思維水平，加深學生對物理概念的理解及事物本身固有規律的認識。

三、局部比較

在實際教學中，還可以把某些概念或概念的某些性質、特征進行比較，從局部比較的形似或質似來認識事物的內在規律和科學方法的統一聯系。如：庫侖定律的表達式F=KQQ/r 與萬有引力定律的表達式F=Gm m / r 相似，在教學中對它們加以比較，不僅可以增強前后知識的聯系，而且還可以使學生領悟到自然規律的多樣性與統一性，增強類比思維方法的遷移應用；又如：在學習感抗和容抗時，可以使學生通過比較發現：電感和電容對交流電都有阻礙作用，且阻礙作用均與交流電的頻率有關，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系是不同的。另外，在實際教學中，引導學生對不同但相似的物理狀態或情景恰當地進行對照，同樣可以加強教學效果。如：對不同運動狀態下的傳送帶上的物體所受摩擦力進行分析、對比，對平衡力與作用力和反作用力的異同進行比較，對光滑或粗糙斜面上物體的功能關系轉化進行討論等，都可以使學生通過對同一規律在不同條件下的應用或運用不同方法解決同類物理問題。

四、整體比較

整體比較，即在宏觀上對不同的物理現象或概念、規律進行相似的類比或相反的對照等，在教學中恰當進行整體比較，可以使學生弄清概念之間的聯系及差異，使知識更加系統化、條理化，利于物理概念和思維方法的建構。如：對于三種基本場——重力場、電場和磁場，可以引導學生分別從場的產生、性質、場能變化與場力做功的關系進行對比，增強學生對場這一客觀物質的整體認識與把握，對其中的重力、電場力和安培力、重力勢能與電勢能等概念通過定義式進行比較，在形似的類比中捕捉性質上的相似與相異，感悟同類概念的共同性，可以使學生對概念的領悟更進一層。再如：對直線運動、曲線運動的特征及成因進行對比分析，不僅可以使學生加深對物體受力和運動狀況變化的內在聯系，同時更有助于學生從根本上對直線運動中勻速、勻變速、變加速直線運動，曲線運動中常見的平拋運動、圓周運動，以及直線、曲線運動的特例——簡諧振動等具體的運動形式加深理解和認識，進一步從宏觀上系統性地把握和運用物理規律，解決實際問題。

可見，在高中物理教學中，引導學生恰當運用比較法，是提高物理教學質量，提升學生學習能力的重要手段。在教學中靈活、準確地運用比較法，不僅可以密切物理知識和物理規律的內在聯系，而且可以使學生在比較中去偽存真，由此及彼，將知識和方法融會貫通，對教學難點的突破和教學重點的突出，對啟發學生的思維，培養學生的創新能力，有著非常重要的作用。