“對比啟發式教學”在物理教學中的應用

黎錦榮

（廣東省廣州市番禺區石樓鎮海鷗學校）

物理教學，重在啟發。對比推理，又稱對比法。物理教材的素材中存在具有某些相同或相似點的不同現象、概念、規律等，這些相似或相同點，學生易混淆、不易掌握。搞清現象，掌握概念、定律和定理是學生學習物理知識的基礎。老師通過對比，區分易混淆的現象、概念、定律和定理，是物理教學中常用的方法之一。中學物理教材內容的編寫亦為教師們在教學中采用“對比啟發式教學”提供了可觀的素材。

一、常用的兩種對比方法

（一）存異求同法

考察被研究現象的若干差異性，認識、歸納出它們共性的一面，從而認識到被研究現象間的聯系。

所以 A1、A2、A3是 a、b、c 的共性。

能夠運用存異求同法的條件是：在可對比研究現象的差異元素中，隱含著有教育意義的共性元素。

正確運用存異求同法，必須：

（1）分析、確定被研究現象可能存在的若干差異性元素。

（2）分析差異性中的差異元素和共性元素，概括并抽取被研究現象的共同元素。

例如：教師在教學中講解力的概念時，首先給出有力存在的具體實例，如“人推車”“人提水桶”“馬拉車”“人壓桌子”“磁鐵吸引鐵釘”等，然后對上述實例進行對比得出結論：力是物體對物體的作用。它們的邏輯關系式是：

概括整理：力是物體對物體的作用。

（二）存同求異法：

從被研究現象的共性元素出發，通過對被考察現象的若干共性進行對比分析，從而認識歸納出它們之間的差異性，達到對被研究現象的清晰與深層認識。

所以 C1、C2、C3是 a、b、c 的差異性。

能夠運用存同求異法的條件是：在可對比的被研究現象的若干共性元素中隱含具有教育教學意義的差異性元素。

正確運用存同求異法必須：

（1）確立被研究現象在同一場合或不同場合的若干共性元素。

（2）分析被研究現象的共性元素和差異元素，并概括被研究現象間的差異（或說是本質上的區別）。

如：在二力平衡的教學中，可通過與同一直線二力合成的對比進行（初中不要求掌握同一直線二力的合成）。兩個力滿足了同物、同線、等大、反向，此二力就平衡。同一直線上二力合成的條件是：同物、同線，方向相反或相同。以下結合三種情況進行對比：

（1）F1、F2二力：同物、同線、等大、反向——二力平衡，F合＝0。

（2）F1、F2二力：同物、同線、等大、同向——二力不平衡，F合≠0。

（3）F1、F2二力：同物、同線、F1≠F2、反向——二力不平衡，F合≠0。

邏輯關系：

場合 被研究現象 差異性

差異性：二力平衡與二力合成差異在二力的“方向和大小”。

二力平衡必須同時滿足同物、同線、等大、反向的條件。

此處所用即存同求異法。通過進行對比教學，學生自然會清晰地認識到二力平衡是同一直線二力合成為零的特殊情況。

對比法中還有求同求異法，這對學生基礎知識的要求較高。（這里不贅述）

從上面討論可知，使用不同的對比法，其所需條件和邏輯形式各不相同，但進行歸納的行為都基本相同，即都需要：

（1）觀察、分析被對比的差異性元素和共性元素，以獲得共性元素或差異性元素。

（2）對獲取到的被對比現象的差異性元素或共性元素進行概括性的整理。

二、“對比啟發式教學”的定義

啟發式教學，是教師遵循學生的認識規律，激發學生的求知欲和學習興趣，引導學生積極開展思維活動，主動獲得知識的一種有效教學方法。“對比啟發式教學”就是教師引導學生對知識進行對比探究的學習活動，通過對比由學生自己去獲取有關的知識。

如果學生想要運用知識進行對比學習，學生就必須具有形式正確可對比的條件。啟發式教學中這些條件應在教師的引導下，由學生自己分析獲得。因為這些條件可以通過分析引起被研究現象變化的內因和外因而獲得。

因而進行“對比啟發式教學”時，教師應：

（一）引導學生觀察分析，獲得正確對比的條件

1.引導學生觀察、分析研究現象的場合，由學生自己獲得可對比的差異性元素、共性元素。

引導學生觀察分析被對比現象中的差異元素和共性元素，或兩者都要分析，應視運用的不同對比法而定。引導語言諸如：“這兩（幾）次實驗中，得到哪兩（幾）個實驗結果，請比較這些結果”“定律1與定律2相同（或相似）嗎”等等。

2.引導學生由觀察分析結果中獲取所需的差異性元素或共性元素。

引導語言諸如：“這兩（幾）次實驗中，有哪些不同”“這兩（幾）次實驗中，有哪些共同的地方”“此次實驗與前次實驗，有哪些共同點（或不同點）”“概念1與概念2又有哪幾點區別”……

（二）在條件具備后，引導學生對獲取到的被對比現象的差異性元素和共性元素進行概括的整理。

如上面講解“力”時，概括出“力是物體對物體的作用”；二力平衡教學時，概括整理出“二力平衡是同一直線二力合成為零的特殊情況”。

三、“對比啟發式教學”的常用對比方式

（一）列表對比

列表對比是將要進行對比的教學內容列成表格形式，引導學生求同存異。

例如：汽化現象的教學中，可引導學生列出下表進行對比：

蒸發 沸騰相同點 都是汽化現象，都要吸熱區別發生地點 只在液體表面緩慢進行 在液體表面和內部同時劇烈進行溫度條件 在任何溫度下都可發生 只在一定溫度（沸點）下發生溫度變化 蒸發時液體溫度降低 液體溫度保持不變影響因素①與液體溫度高低有關②與液體表面積大小有關③與液體表面氣流速度快慢有關

這種對比方式還可以用在平衡力和相互作用力、光的反射規律和光的折射規律、質量（重量）和重力、動能和勢能、串聯電路和并聯電路等教學中。

該方式不僅強化了學生對相應知識的理解，而且在引導學生列表的過程中，進行了求同或存異的步驟，既培養了學生思維的聚合性，又培養了思維的發散性。

（二）圖象對比

物理圖象具有直觀性、高度抽象化的教學語言等特點，學生對其的認識往往比較少，對學習造成阻礙。通過對比，不僅可以使學生更好地認識物理圖象本身，重要的是更能幫助學生理解物理規律，也有利于訓練學生的抽象思維能力。

例如，晶體熔化圖象和凝固圖象的對比。

熔化圖象

凝固圖象

這種對比方式還可以在光的反射和光的折射、三種杠桿、并聯、串聯電路圖等教學中運用。

（三）實驗對比

實驗是物理學科教學的主要手段。對一些易混淆的現象、概念等物理知識可采用對比性實驗教學，直觀、生動的實驗對比，既提高了學生的學習興趣，又可使學生深刻、準確地掌握知識，更能培養學生的觀察、分析概括能力，從而提高教學效率。

如：八年級第十二章第2節“滑輪”教學中，引導學生認識定滑輪和動滑輪、滑輪組的特點是本節的重要內容。

識別：“定”與“動”

用力情況：“省力”與“不省力”施力方向：“改變”與“不改變”

繩子自由端移動的距離s與物體升高的高度h的關系。

通過演示操作，可將以上特點直觀、生動地讓學生觀察、分析，令學生更深刻地掌握知識。

這樣的例子，在初中物理教學中還有：影響摩擦力大小的因素，液體內部壓強的特點、物體浮沉的條件、三種杠桿的特點等。

（四）習題對比

通過習題對比練習可以鞏固和加深學生對知識的理解和掌握，可以引導學生靈活應用物理知識。如：在“浮力”的教學中，本人設計了如下一組題，引導學生講題。（1）同一實心鐵塊，先后投入鹽水、水和煤油中，它們所受到的浮力大小是：

A.投進鹽水時浮力大；B.投進水時浮力大；C.投進煤油時浮力大；D.都一樣大

分析：V排不變，ρ鹽水＞ρ水＞ρ煤油，F鹽水＞F水＞F煤油

（2）體積相同實心的銅塊、鐵塊和鋁塊浸沒于同一種液體內，它們所受浮力的大小是：

A.銅塊受浮力大；B.鐵塊受浮力大；C.鋁塊受浮力大；D.都一樣分析：V排不變，ρ液不變，F浮相等

（3）把質量相等、實心的銅塊、鐵塊和鋁塊浸沒在同種液體內，它們所受的浮力是：

A.銅塊受浮力大；B.鐵塊受浮力大；C.鋁塊受浮力大；D.都一樣

分析：ρ液不變，V銅＜V鐵＜V鋁，F鋁最大

通過題組練習可以強化學生理解阿基米德原理：F浮＝ρ液gV排,也可以加深學生對“浮力的大小只與液體的密度ρ液和排開液體的體積V排有關”的認識。

除設計題組外，還可以設計“一題多解”的練習，這樣可以培養學生的思維發散性和創造性，一題多解的對比，是選取最佳解法的有效途徑。

綜上所述，“對比啟發式教學”在學習某些相似或相同、學生容易混淆的物理知識時，是一種很有效的教學行為，尤其在系統復習課中，更能顯示出它的優越性。在教學中利用對比“求同或存異”，幫助學生掌握物理概念的內涵和外延，認識現象的本質，掌握規律的實質、適用范圍、使用方法都很有用。恰當選用對比方法、方式，可以培養學生的思維能力，定能增強教學效果，提高教學效率，起到事半功倍的作用。