（精選）比較法在高中物理教學(xué)中的應(yīng)用

1、比較法在高中物理教學(xué)中的應(yīng)用河北昌黎匯文二中 張青梅 郵編：066600摘要本文詳細(xì)介紹了比較法在高中物理概念教學(xué)的引入、深化、辨析方面的應(yīng)用以及在物理實(shí)驗(yàn)教學(xué)中利用比較法提高學(xué)生研究、提高實(shí)驗(yàn)效果、提升課堂效益和提高知識(shí)的正遷移能力，防止負(fù)遷移方面的具體應(yīng)用。關(guān)鍵詞比較法 高中物理 概念教學(xué) 實(shí)驗(yàn)教學(xué)高中物理難學(xué)這已經(jīng)是大家公認(rèn)的，所以我們物理教師要進(jìn)行及時(shí)深入地思考并采取相應(yīng)有效的對(duì)策，讓物理教學(xué)盡快改變現(xiàn)狀，提高效率，迎接世紀(jì)中國發(fā)展對(duì)教育教學(xué)人才需求的挑戰(zhàn)。物理學(xué)科與其它各門學(xué)科一樣，都有一系列作為理論出發(fā)點(diǎn)的基本概念和由推理形式導(dǎo)出的定律理論。物理思維的方法很多，這里僅就其中最典型的

2、，最常用的比較法來結(jié)合物理學(xué)的實(shí)際進(jìn)行討論。一、比較法概念教學(xué)“比較”是人們常用的思維方法，是找出事物之間的差異點(diǎn)和共同點(diǎn)的思維方法，通過事物間相同特征或相異特征的比較，提示事物的本質(zhì)和區(qū)別。事物之間在現(xiàn)象上和本質(zhì)上都存在著同一性和差異性。現(xiàn)象上的同一和差異，一般來說是容易識(shí)別的，而本質(zhì)上的同一和差異就不那么容易識(shí)別。物理學(xué)中有許多物理思維和物理規(guī)律具有可比性，運(yùn)用比較法可幫助學(xué)生接受新概念并加深對(duì)概念的理解。首先，是用“比較”引入新概念。有些物理概念間有許多相似之處，講解一些概念之后，另一些概念可用比較法引入，使教學(xué)難度降低，并能把規(guī)律提示出來。例如：“動(dòng)量”和“動(dòng)能”這兩個(gè)概念，它們都是用

3、來描述機(jī)械運(yùn)動(dòng)的物理量，都是與物體質(zhì)量和物體運(yùn)動(dòng)速度有關(guān)的物理量。這些是它們的共同點(diǎn)。然而，在本質(zhì)上它們又有著質(zhì)的差異，動(dòng)量是以機(jī)械運(yùn)動(dòng)形式來量度機(jī)械運(yùn)動(dòng)的，動(dòng)能是以機(jī)械運(yùn)動(dòng)轉(zhuǎn)換為一定量的其它能量的能力來量度機(jī)械運(yùn)動(dòng)的。動(dòng)量守恒不一定動(dòng)能守恒，比如：非彈性碰撞的系統(tǒng)。其次，用“比較”可以深化概念。在上新課時(shí)，知識(shí)往往比較分散，復(fù)習(xí)課上教師要幫助學(xué)生通過比較，把一些有內(nèi)在了解的知識(shí)串聯(lián)起來，以深化概念。例如在講解了“動(dòng)量，沖量”和“功和能”后，可向?qū)W生提問，對(duì)于以下兩組物理量，動(dòng)量和動(dòng)能，沖量和功，前一組都是描寫物體“運(yùn)動(dòng)量”的大小，與質(zhì)量及速度有關(guān)，是狀態(tài)量。后一組沖量是描寫力對(duì)時(shí)間的積累效應(yīng)

4、的過程量，功是描寫力對(duì)位移積累效應(yīng)的過程量。再次，用“比較”區(qū)分概念。有些相反性質(zhì)的物理概念也可用比較法講解，著重區(qū)分兩個(gè)概念的相異之處，抓住事物個(gè)性加以區(qū)別，從而分清概念。在電磁學(xué)中應(yīng)用左、右手定則往往會(huì)引起混淆。教師在評(píng)講時(shí)要比較異同，著重突出應(yīng)用條件上的差異，以免弄錯(cuò)。左、右手定則有許多類同之處：在應(yīng)用時(shí)分別伸開左右手掌，都并攏四指，拇指與四指垂直：表示的物理性也類同：磁感線穿過手心，四指指向表示電流方向，拇指表示受力運(yùn)動(dòng)的方向。用左手還是用右手判定，關(guān)鍵不在于求哪個(gè)量的方向，而在于條件。另外，將物理概念與生活知識(shí)相比較。有些物理概念看似深?yuàn)W難懂，若將其與一些生活常識(shí)相比較，則能起到化難

5、為易的效果。如在講解電場強(qiáng)度定義時(shí)，檢驗(yàn)電荷放入電場中，與某一點(diǎn)受力來說是定律，并可定義為電場強(qiáng)度，它是電場的屬性，與是否放入電荷及電荷的電量大小無關(guān)，對(duì)這一點(diǎn)，學(xué)生不容易理解。如果把這一定義與鉛筆單價(jià)相比。購買鉛筆的單價(jià)不變，而且單價(jià)與購買的支數(shù)無關(guān)，與是否購買也無關(guān)，這是鉛筆本身價(jià)值的反映。這是常識(shí)所能理解的。將電荷電量與支數(shù)相比，受力與付款相比。電量越大受力越大，但二者之比不變，它是電場屬性，放入電荷只是讓其表現(xiàn)出來而已?？傊?，通過這樣的比較，學(xué)生較快地接受了新概念?？梢娺\(yùn)用“比較法教學(xué)”對(duì)解決教學(xué)難點(diǎn)是很有益處的。二、比較法實(shí)驗(yàn)教學(xué)比較實(shí)驗(yàn)可以加強(qiáng)直觀教學(xué)，有助于學(xué)生建立概念，理解規(guī)律

6、，突破難點(diǎn)，因此對(duì)比實(shí)驗(yàn)在物理教學(xué)中被廣泛應(yīng)用。首先，運(yùn)用對(duì)比實(shí)驗(yàn)引入新課，激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣。教師從啟發(fā)性對(duì)比實(shí)驗(yàn)開始引入新課，有利于向?qū)W生顯示新課題的目的性。例如，在講解“短路”概念時(shí)，可利用對(duì)比實(shí)驗(yàn)。先使學(xué)生看到燈泡正常發(fā)光，電流表發(fā)生偏轉(zhuǎn)。然后再用一截電線讓電路短路，比較兩次實(shí)驗(yàn)的結(jié)果。自然引出“短路”的概念。這樣，學(xué)生不會(huì)感到抽象，為學(xué)生準(zhǔn)確的掌握“短路”概念打下基礎(chǔ)。其次，用比較的方法可以放大感知的微觀變化，提高實(shí)驗(yàn)的可見度。有些物理現(xiàn)象觀察起來不明顯，尤其是在演示實(shí)驗(yàn)時(shí)，很難使全體學(xué)生都看到實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象，這時(shí)運(yùn)用對(duì)比實(shí)驗(yàn)對(duì)微量變化進(jìn)行“放大”，能提高實(shí)驗(yàn)的可信度。例如，演示雙金屬片的

7、實(shí)驗(yàn)時(shí)，在對(duì)雙金屬片的一面加熱以后，要把雙金屬片翻轉(zhuǎn)過來，再對(duì)另一面加熱。若只對(duì)其中一面加熱，如果金屬片向下彎曲，學(xué)生可能認(rèn)為這是下面的金屬片受熱多，膨脹大引起的，若正反兩面各燒一次，結(jié)果都向鐵片的一面彎曲，這樣通過兩次實(shí)驗(yàn)的對(duì)比，有力的說明了雙金屬片的彎曲是由于銅片膨脹較大。另外，運(yùn)用“同時(shí)比較”的實(shí)驗(yàn)，可以提高課堂效益。例如，在研究單擺振動(dòng)的周期時(shí)，教材介紹了三對(duì)“差時(shí)比較”的對(duì)比實(shí)驗(yàn)。這些實(shí)驗(yàn)雖然使學(xué)生反復(fù)練習(xí)了振動(dòng)周期的測定，但每次測出至少要3到4分鐘，共需20多分鐘。這樣，單擺這節(jié)就不可能用一個(gè)課時(shí)完成。若運(yùn)用下列三對(duì)“同時(shí)比較”的對(duì)比實(shí)驗(yàn)問題就迎刃而解了。1取兩個(gè)擺長相同、擺球相同

8、的單擺，同時(shí)在不同的偏角下(偏角小于50)擺動(dòng)，可看到兩個(gè)單擺是同步進(jìn)行的。2取兩個(gè)擺長相同，擺球質(zhì)量不等的單擺，同時(shí)在相同的偏角下(偏角小于50)擺動(dòng)，可看到兩單擺是同步進(jìn)行的。3取兩個(gè)擺長不同的單擺，同時(shí)開始擺動(dòng)，可以看到擺長短的單擺擺動(dòng)快而且周期小。通過改進(jìn)無需做6次實(shí)驗(yàn)，只需做3次就可以了。且每次實(shí)驗(yàn)無需測出單擺的周期，這樣不需10分鐘就可以得出結(jié)論。因此用“同時(shí)比較”實(shí)驗(yàn)，提高了課堂效益，且現(xiàn)象直觀，可比性強(qiáng)。最后，可以通過比較法來驗(yàn)證理論推理，做好新舊知識(shí)的銜接，促進(jìn)知識(shí)的正遷移。例如：把兩只標(biāo)有220V、40W和220V，100W字樣的白熾電燈分別進(jìn)行并聯(lián)或串聯(lián)后，接入220V的

9、電路中，判斷這兩種情況哪個(gè)燈泡較亮?根據(jù)平時(shí)的經(jīng)驗(yàn)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(lián)時(shí)40W較亮，并聯(lián)時(shí)100W的較亮。但仍有一部分同學(xué)對(duì)分析感到不可靠，但如果我們通過可控實(shí)驗(yàn)來進(jìn)行對(duì)比，學(xué)生就會(huì)信服了。同樣，利用比較也可以防止知識(shí)的負(fù)遷移。例如：高一學(xué)生在學(xué)習(xí)力的分解時(shí)，由于受到初中物理“動(dòng)滑輪的拉力是重物和滑輪總重的一半”的影響，他們會(huì)認(rèn)為：“向上的兩個(gè)拉力之和一定等于向下的總重”。為了解決這個(gè)問題，可利用對(duì)比實(shí)驗(yàn)，第一次將線沿豎直方向掛，此時(shí)兩彈簧秤所示的拉力之和等于總重，第二次拉開一定角度，此時(shí)兩彈簧秤所示的拉力之和遠(yuǎn)大于總重。通過對(duì)比實(shí)驗(yàn)，使學(xué)生懂得了結(jié)論的適用條件，有效的防止了知識(shí)的負(fù)遷移。