關于中職物理教學中比較思維方法的運用

陳紅梅

【摘 要】理解能力和分析能力是學好物理的基礎，擁有這兩種能力，才能發現不同概念之間的聯系與區別，才能善于找出題目的關鍵“詞”，才能將題中相關信息與對應的物理規律“牽線搭橋”，并發現彼此的異同，從而做到“舉一反三”和“觸類旁通”。本文就物理教學實踐中如何運用類比和對比的方法澄清物理概念，用準物理規律，記憶物理知識幾個方面作一些闡述。

【關鍵詞】教學實踐;比較思維;方法

一、運用類比和對比，辨別似是而非的概念

物理學中有許多用比值定義物理量的地方，如速度和加速度，電阻和電容，電場強度和磁感應強度等，中職學校有些學生不善于記憶，容易混淆。若采用比較記憶的思維方法，問題可以變得簡單很多。

例1：講電容的概念時，可以將電容器類比于水杯。對某一確定的電容器，若板間電壓U越大，則所儲存的電荷量Q就越多，而比值不變，這個比值反映了電容器儲存電荷的本領大小，由電容器本身決定;對某一確定的水杯，若倒入的水越多，即高度H越大，則所裝水的體積V越大，水杯的容積反映了杯子容納水的本領大小，由水杯本身決定。借此引出電容的概念和定義式C=，學生就容易接受些，且不易忘記。

例2：講速度與加速度時，學生不容易區分這兩個概念，總有學生認為速度V越大，其加速度a就越大;或是速度變化量ΔV越大，加速度a越大。實際上，速度是位移與時間的比值，是反映物體運動快慢的物理量;而加速度a=，是反映速度變化快慢的物理量，即速度變化率。速度大，速度變化量ΔV不一定大，加速度a不一定大;速度變化率大，加速度一定大。加速度 a與速度V和速度變化量ΔV之間并沒有直接的量值關系。

例3：在講動量與動能的關系時，總有學生誤認為：兩個物體如果動能相同，則動量一定相同，動量變了則動能一定變。事實上，動量是矢量，有大小和方向，當某一物體僅有速度方向變了而大小沒變時，其動量是變了的;而物體的動能是標量，只考慮速度大小不考慮速度方向。

像這樣類似的概念還有速度和速度變化量及速度變化率，動量及動量變化量、動量變化率等。要區分這些相近的物理概念，需要我們從多個角度來分析比較，如判斷它是標量或矢量，是狀態量或過程量，它在物理中的具體作用、地位是什么，通過比較加深理解。

二、運用類比和對比，記憶物理知識

有比較就有鑒別，有比較印象才會深刻。根據知識之間的聯系和區別，通過類比和對比來記憶物理知識，可以達到舉一反三，強化記憶的效果。

例1：在分析力和運動的關系時，根據加速度a、速度v是否共線，把運動分為直線運動和曲線運動;根據加速度a大小和方向是否恒定不變，直線和曲線運動又都可分為勻變速和非勻變速兩種。像“自由落體運動”和“平拋運動”就分別是重力作用下a=g的勻變速直線運動和勻變速曲線運動，“勻速圓周運動”則是非勻變速曲線運動，因為加速度方向在不斷變化。

例2：分析靜電力做功問題時，抓住與路徑無關的特點啟發學生與重力做功進行類比，重力做功會引起重力勢能的變化，所以學生容易想到靜電力做功必然引起某種能量變化。地球表面的物體處在重力場中都有重力勢能，這種勢能具有相對性和系統性。類似電場中的電荷應該具有電勢能，其大小也應具有相對性，靜電力做功會引起電勢能的變化。這種關系同樣可以類比分子力做功與分子勢能的變化等。

例3：在講電源在電路中的作用時，可將電源的作用與抽水機類比。現用一根水管將有一定高度差的A、B水池（A的水位較高，B的水位較低）的水面連起來，水在重力作用下從高往低處流，直至A、B水池液面相平，過程中會有一個短時的水流，要讓水管中有持續的水流，即要保持A、B水池中的高度差，就需要用抽水機將流入B池中的水不斷地抽到A池，這個抽水機的作用就相當于電源在電路中的用途。這樣類比，對初學的學生來說比較容易理解。

三、運用類比和對比，準確把握物理規律

要準確運用物理規律解決實際問題，就應把對應的物理定理、定律所研究對象的成立條件、適用范圍、解題步驟等問題進行比較、區別。

例1：動能定理和動量定理都揭示了力與運動的關系，它們都是對單個物體而言，均需對研究對象（單個物體）進行受力分析，都是重在抓物體的初、末兩狀態進行分析的，但也存在不同之處。動能定理是力對空間的積累，它討論的是合外力所做的功與物體初、末動能變化的關系，它是一個標量式，不管速度方向，與路徑無關，不管是直線還是曲線，也不管是恒力還是變力，是一個力做功還是多個力做功;而動量定理是矢量計算式，是力對時間的積累，討論的是合外力的沖量與物體動量變化的關系，與速度的大小、方向都有關。明白二者的異同，就能根據題意選擇正確的方法，列式計算。

例2：對于洛倫茲力和電場力做功的問題。洛倫茲力和電場力，都是磁場對電荷的作用力。由于靜止的電荷只能產生電場，而運動電荷既能產生電場又能產生磁場，洛倫茲力的對象是運動電荷，不是靜止電荷。電荷在電場中某點受到的電場力為零時，該點的電場強度一定為0，但運動電荷若受到的洛倫茲力為零時，該點的磁感應強度不一定為0。運動電荷在洛倫茲力作用下做勻速圓周運動，速度方向不斷變化，大小不變，洛倫茲力與運動方向垂直，不做功;而電荷在電場力作用下其速度方向和大小均可變化，在電場中移動電荷時電場力是做功的。

四、運用類比和對比，拓展思路

例1：渡河問題中，對于船在靜水中的速度即船在水中，船對水的速度，很多學生不理解，采用類比方法則能很形象地說明問題。假想水面是一塊以流速順流而下的大木板，人在木板上行走，類比船在水中劃行。當人垂直河岸在木板上步行到對岸時，同時也會隨木板向下游流過一段位移;與船頭垂直河岸劃行同時隨水流向下游的速度都一樣，即不管大木板流不流動，在上面動的人對板的速度是一樣的。這樣類比，可以使問題更具體易懂，學生也會感到茅塞頓開。

例2：對于圖像問題。如s-t圖像，橫軸表示時間，縱軸表示位移時，斜率則表示速度;相交則表示相遇，即位移相同;與橫軸交叉，則表示方向改變;而對于v-t圖像，橫軸表示時間，縱軸表示速度時，斜率則表示加速度，圖線和時間軸所圍面積表示位移（有正負），相交表示速度相同;與橫軸相交表示速度反向。另如，將帶電粒子在勻強電場中的偏轉運動類比平拋運動，二者都是勻變速曲線運動，只是加速度的提供者不同，二者都可以分解為勻速直線運動和勻加速直線運動兩個運動來處理。

巧妙、恰當地運用比較思維來理解物理知識，可以激發學生的學習興趣和提高學習效率。教學過程中，教師要適當指導學生如何作比較，比較什么。

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（湖南輕工高級技工學校，湖南? 株洲? 412200）