多元比較，發(fā)展物理思維

匡靜

高中物理知識之間的聯(lián)系性非常緊密，所以學(xué)生們?nèi)菀桩a(chǎn)生記憶混亂的現(xiàn)象。教師需要就這一問題，對教學(xué)設(shè)計(jì)進(jìn)行調(diào)整，幫助學(xué)生理解不同知識點(diǎn)的相似性質(zhì)。比較法在這里運(yùn)用非常適用，教師和學(xué)生通過比較知識點(diǎn)的共同點(diǎn)和差異點(diǎn)，來揭示事物的本質(zhì)和區(qū)別，讓學(xué)生更加容易理解易混點(diǎn)。教師可以運(yùn)用橫向比較、縱向比較和整體比較的方法，展現(xiàn)出各種比較方法的優(yōu)點(diǎn)，讓枯燥的內(nèi)容變得形象。在教學(xué)過程中，通過運(yùn)用比較法，將各自的變化放大，比較條件來驗(yàn)證推理，進(jìn)而提升教學(xué)效果。

一、橫向比較，新舊銜接

“橫向比較”的特點(diǎn)就是要將知識進(jìn)行平移擴(kuò)展，通常用在新知識與舊知識之間的連接。教師引導(dǎo)學(xué)生掌握這樣的學(xué)習(xí)技巧，讓學(xué)生懂得運(yùn)用這種方法來解決新知識里面出現(xiàn)的舊問題，達(dá)到知識連接為一體的效果。

動量的內(nèi)容比動能的學(xué)習(xí)教晚，但是兩部分的內(nèi)容緊密的結(jié)合在一起，教師可以通過橫向比較的方法，讓學(xué)生更清晰的理解動量的知識。動量的公式為mv，動能的公式為 mv2，從物理公式上就有相似性。“在光滑的水平面上有A、B、C三個物體，質(zhì)量分別為m、2m、3m，A以初速度v0向B運(yùn)動，A、B相碰后不分開，一同向C運(yùn)動，和C相碰后也不再分開?！备鶕?jù)動量守恒定律，很容易寫出mv0=（m+2m+3m）v1，mv0=（m+2m）v2，這樣就能寫出當(dāng)A與B相碰后的動能為 （m+2m）v12，這樣就能比較相碰后動能和開始的動能 mv02 的關(guān)系。當(dāng)物體相碰后，A、B連在一起，肯定會有能量的損失，通過這道題，讓學(xué)生們發(fā)現(xiàn)動量守恒是可以用的，但是能量守恒定律是不能隨便用的。如果學(xué)生開始的時候，是用能量守恒的關(guān)系來求解這道題的話，很可能會寫成 mv02= （m+2m）v12，這樣解出的答案顯然是錯誤的。學(xué)生是因?yàn)闆]有考慮到，這種碰撞是非彈性碰撞，會有能量損失的，這樣得出的速度會偏大。我告訴學(xué)生，必須要分清“動量”和“動能”的關(guān)系，動量是質(zhì)量m和速度v的乘積，具有矢量性，動能不具有矢量性。在記憶“動量守恒定律”的時候，可以結(jié)合“能量守恒定律”來記憶。動量在物體之間傳遞，物體1失去的動量會傳遞給物體2，只要理清發(fā)生速度傳遞之后，各個物體的狀態(tài)即可，“能量守恒定律”就是物體損失的能量以另外一種形式表現(xiàn)出來。

通過讓學(xué)生對所學(xué)知識進(jìn)行比較認(rèn)識，能夠?qū)⑺麄冊瓉淼闹R進(jìn)行拓展，幫助他們區(qū)分概念，進(jìn)行重點(diǎn)記憶。這樣的教學(xué)方法，可以和以前的知識聯(lián)系到一起，幫助學(xué)生復(fù)習(xí)鞏固，并且讓教學(xué)難度降低。

二、縱向比較，拓展外延

縱向比較是建立在已有知識的基礎(chǔ)上，然后通過教學(xué)，讓學(xué)生去拓展自身的知識構(gòu)建，將此前學(xué)過的知識進(jìn)行更深層次的挖掘。這樣的方式，能夠幫助學(xué)生理解更深層次的知識，加深對學(xué)習(xí)物理知識的思維方法。

初中就有電路的知識，高中也涉及到了這部分的內(nèi)容，這就需要學(xué)生將之前的所學(xué)內(nèi)容延伸到這里。在初中的學(xué)習(xí)中，一般認(rèn)為電壓表和電流表是沒有電阻的，但是在高中物理中的“測定電源電動勢和內(nèi)阻”的內(nèi)容里，就不能去忽略電流表和電壓表內(nèi)阻對實(shí)驗(yàn)結(jié)果的影響了。電源的電動勢為E，內(nèi)阻為r，當(dāng)電流表采用外接式的時候，需要通過調(diào)解滑動電阻器來進(jìn)行多組測量，即U1=E-I1r，U2=E-I2r。通過這樣兩個式子就能得出電動勢和內(nèi)阻的表達(dá)式為E=

、r= 。當(dāng)做出U-I的圖像后，就可以通過圖像來確定E與r的大小，當(dāng)電流為0的時候，電路為斷開的狀態(tài)，此時U軸的截距即為電源的電動勢，直線的斜率也就是電源的內(nèi)阻。測得電流是流經(jīng)電源減去流經(jīng)電壓表的值，也就是說記錄的電流偏小了，算出的內(nèi)阻偏大。I=I測+IV，此時電壓表的內(nèi)阻和電源的內(nèi)阻是并聯(lián)的關(guān)系，可以看做是一個電阻R，阻值為 ，內(nèi)阻的相對誤差就為 。實(shí)驗(yàn)測得的電動勢的數(shù)據(jù)是小于實(shí)際值的，測得的電動勢實(shí)際為 ，相對誤差為 。通過計(jì)算可知電動勢和電源內(nèi)阻均小于真實(shí)的數(shù)值，實(shí)際情況下電壓表的電阻是遠(yuǎn)遠(yuǎn)大于電源的內(nèi)阻，所以這樣的測量方式的誤差是比較小的。

讓學(xué)生進(jìn)行縱向比較，是為了打開學(xué)生的思維，幫助他們進(jìn)行更深入的探求。在原先簡單的內(nèi)容里加上一些條件，這樣更加的符合實(shí)際情況，也是為了讓學(xué)生準(zhǔn)確的把握好物理知識的基本概念和內(nèi)涵。

三、整體比較，建構(gòu)體系

整體比較是很常見的比較方法，通過讓學(xué)生們觀察物理現(xiàn)象，進(jìn)而發(fā)現(xiàn)其本質(zhì)，讓學(xué)生在大腦里構(gòu)建出知識體系。

“單擺”的內(nèi)容是非常適合比較法的運(yùn)用，讓學(xué)生去觀察、比較實(shí)驗(yàn)過程中單擺的擺動情況。根據(jù)單擺的擺動周期進(jìn)T=2π 行設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)。我讓兩個擺長相同，小球質(zhì)量相同，但是下落高度不同的單擺進(jìn)行同時擺動，學(xué)生們觀察這兩個單擺是同步的，這就說明周期T是與擺動的角度沒有關(guān)系的。然后控制單擺的長度相同，小球質(zhì)量不同，下落高度相同的單擺進(jìn)行同時擺動，學(xué)生們發(fā)現(xiàn)兩個單擺也是同步的，說明周期T與擺球的質(zhì)量m也沒有關(guān)系。當(dāng)我控制擺球的質(zhì)量m相同，下落高度相同，但是改變擺長，這是就發(fā)現(xiàn)很明顯的變化，學(xué)生們發(fā)現(xiàn)擺長L長的單擺，擺動的周期長，結(jié)合公式T=2π ，周期T是與擺線的長度成正比的，擺線越長，單擺的周期越長。

通過整體比較法的運(yùn)用，將可以會影響實(shí)驗(yàn)結(jié)果的因素都考慮進(jìn)去，最終探索出真正的影響點(diǎn)，讓學(xué)生對知識有新的認(rèn)識。

通過讓學(xué)生領(lǐng)會知識之間的不同點(diǎn)和相同點(diǎn)，進(jìn)而提高他們的學(xué)習(xí)質(zhì)量和學(xué)習(xí)能力。比較法的運(yùn)用，讓學(xué)生能夠更好的將學(xué)習(xí)和方法結(jié)合在一起。

（作者單位：遼寧省撫順市第二中學(xué)）