采用類比法抓好初中物理課堂教學(xué)

張希原

物理學(xué)在自己的發(fā)展過程中要求物理思維要有嚴(yán)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(jié)合物理概念中的教學(xué)來討論。比較法是根據(jù)一定的標(biāo)準(zhǔn)對某類現(xiàn)象在不同情況的不同表現(xiàn)進(jìn)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(xiàn)象)之間異同關(guān)系的思維過程。凡是比較,都是在一定關(guān)系上根據(jù)一定的標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行的。

由于比較法很適合于初中生學(xué)習(xí)物理知識,所以教材中很多概念,如速度、慣性、比熱、密度、壓強(qiáng)、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(xué)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(diǎn)

初中物理概念的引入往往用實(shí)驗(yàn)的方法,然后對實(shí)驗(yàn)的現(xiàn)象和結(jié)果加以比較進(jìn)行的。比熱概念的引入就是一個(gè)典型的例子。教材為了研究物體的吸熱多少跟物質(zhì)種類的關(guān)系,就將不同物質(zhì)水和煤油的吸熱現(xiàn)象進(jìn)行比較;

由于比較必需在同一標(biāo)準(zhǔn)下才能進(jìn)行,就對實(shí)驗(yàn)的條件進(jìn)行了控制,使水和煤油質(zhì)量相等,初溫相同,吸收的熱量也相等,這樣,排除了質(zhì)量和溫度升高等方面的干擾,突出了吸熱和物質(zhì)種類的關(guān)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(diǎn)。

又如:在“電磁感應(yīng)”概念的教學(xué)中,教師先點(diǎn)明,在以下實(shí)驗(yàn)中,使用的靈敏電流計(jì)、導(dǎo)線、開關(guān)、磁場及磁場中運(yùn)動(dòng)的導(dǎo)體都是完全一樣的,現(xiàn)在,按下述步驟進(jìn)行演示:

(1)電路閉和,當(dāng)導(dǎo)體在磁場中不運(yùn)動(dòng)或平行于磁場線運(yùn)動(dòng)時(shí),電流計(jì)指針不偏轉(zhuǎn),表明導(dǎo)體中不產(chǎn)生電流。

(2)電路閉和,一部分導(dǎo)體在磁場中作切割磁場線運(yùn)動(dòng),電流計(jì)指針偏轉(zhuǎn),表明導(dǎo)體中產(chǎn)生了電流。

(3)在前步實(shí)驗(yàn)的基礎(chǔ)上,分別取磁場線方向相同而改換導(dǎo)體運(yùn)動(dòng)方向,再取導(dǎo)體運(yùn)動(dòng)方向相同而改換磁場線方向,觀察電流計(jì)指針偏轉(zhuǎn)方向有何不同。

(4)電路斷開,導(dǎo)體在磁場中作切割磁感線運(yùn)動(dòng),觀察電流計(jì)指針是否偏轉(zhuǎn)。在實(shí)驗(yàn)過程中,引導(dǎo)學(xué)生比較(1)、(2)兩步的差同,就可以建立電磁感應(yīng)這一現(xiàn)象的感性認(rèn)識,比較(2)、(4)兩步的差同,可以使這一感性認(rèn)識深化,即明確感應(yīng)電流產(chǎn)生的條件;比較(3)步實(shí)驗(yàn)的不同條件,不同現(xiàn)象,就可以理解決定感應(yīng)電流方向的兩個(gè)因素。

最后,教師指出聯(lián)系:左手定則。類似地,能否用什么方法來解決感應(yīng)電流方向、磁場線方向、導(dǎo)體運(yùn)動(dòng)方向這三者的關(guān)系呢?于是引出右手定則,并通過例題讓學(xué)生練習(xí)使用這一定則。這堂課,學(xué)生較牢固地掌握了電磁感應(yīng)這一重要物理現(xiàn)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(shí)驗(yàn)和學(xué)生實(shí)驗(yàn)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(fā)現(xiàn)物理定律的規(guī)律,也符合人們認(rèn)識事物的規(guī)律。

我們在教學(xué)時(shí),要有意識地傳授這一思維方法,并提醒學(xué)生注意:有些現(xiàn)象中,條件的改變,只使這一現(xiàn)象發(fā)生量的變化,如歐姆定律中,電壓、電阻的變化,只是使電流發(fā)生數(shù)值的變化;而有些現(xiàn)象因?yàn)橐粋€(gè)條件的改變,將發(fā)生質(zhì)的改變,如交、直流發(fā)電機(jī)模型,就因?yàn)殂~環(huán)和半徑的差異,導(dǎo)致外電路得到的電流在本質(zhì)上有很大的差異。

二、比較法可使學(xué)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(zhì)特征往往隱蔽在非本質(zhì)特征之中,概念和概念之間的聯(lián)系和區(qū)別易使學(xué)生混淆,影響著學(xué)生對所學(xué)概念深刻、準(zhǔn)確地把握。突出比較法,可使學(xué)生抓住概念的本質(zhì)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(xué)生極易混淆的概念,一些學(xué)生常將壓力和重力間的某些特殊情況下的關(guān)系一般化,往往認(rèn)為“壓力的大小總等于重力的大小”,甚至認(rèn)為“壓力就是重力“。為此,筆者在教學(xué)中,設(shè)置了能暴露和糾正學(xué)生這一錯(cuò)誤的比較性例題,將壓力和重力進(jìn)行比較,收到了明顯效果。

三、比較法可使學(xué)生靈活運(yùn)用概念,促使概念活化

一個(gè)物理概念的表達(dá)式中,包含了定義方式、物理意義、及單位等內(nèi)涵。將表達(dá)式間進(jìn)行橫向比較,能促使學(xué)生記憶概念、活化概念和深化概念。例如,速度概念的表達(dá)式V=S/t和功率的表達(dá)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(gè)物理量的單位復(fù)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(zhì)來說,它們的比值都一個(gè)“常數(shù)”,反映著物質(zhì)本身的屬性。這可消除諸如“電壓為零時(shí),導(dǎo)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(cuò)誤。

四、通過比較促進(jìn)知識的正遷移

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)行對比,學(xué)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?yuàn)W難懂,若將其與一些生活常識相比較,則能起到化難為易的較果。

如:由于“電壓”和電場力做功的概念有關(guān),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(xué)生掌握這一概念是不利的,有不少學(xué)生學(xué)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(xué)中有著突出作用。對教學(xué)難點(diǎn)的突破和對教學(xué)重點(diǎn)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(shí)還應(yīng)指出,比較方法的應(yīng)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(nèi)容和標(biāo)準(zhǔn),就沒有比較的各個(gè)方面;沒有綜合,就沒有比較的結(jié)果,就不能將比較內(nèi)容聯(lián)系起來形成結(jié)論。正因?yàn)楸容^與分析綜合有密不可分的關(guān)系,它才是思維的基礎(chǔ),使它在開始剛學(xué)習(xí)物理的初中教學(xué)中有廣泛的應(yīng)用。

(濮陽市第三中學(xué))