“對(duì)比啟發(fā)式教學(xué)”在物理教學(xué)中的應(yīng)用

黎錦榮

（廣東省廣州市番禺區(qū)石樓鎮(zhèn)海鷗學(xué)校）

物理教學(xué)，重在啟發(fā)。對(duì)比推理，又稱(chēng)對(duì)比法。物理教材的素材中存在具有某些相同或相似點(diǎn)的不同現(xiàn)象、概念、規(guī)律等，這些相似或相同點(diǎn)，學(xué)生易混淆、不易掌握。搞清現(xiàn)象，掌握概念、定律和定理是學(xué)生學(xué)習(xí)物理知識(shí)的基礎(chǔ)。老師通過(guò)對(duì)比，區(qū)分易混淆的現(xiàn)象、概念、定律和定理，是物理教學(xué)中常用的方法之一。中學(xué)物理教材內(nèi)容的編寫(xiě)亦為教師們?cè)诮虒W(xué)中采用“對(duì)比啟發(fā)式教學(xué)”提供了可觀的素材。

一、常用的兩種對(duì)比方法

（一）存異求同法

考察被研究現(xiàn)象的若干差異性，認(rèn)識(shí)、歸納出它們共性的一面，從而認(rèn)識(shí)到被研究現(xiàn)象間的聯(lián)系。

所以 A1、A2、A3是 a、b、c 的共性。

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

正確運(yùn)用存異求同法，必須：

（1）分析、確定被研究現(xiàn)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(xiàn)象的共同元素。

例如：教師在教學(xué)中講解力的概念時(shí)，首先給出有力存在的具體實(shí)例，如“人推車(chē)”“人提水桶”“馬拉車(chē)”“人壓桌子”“磁鐵吸引鐵釘”等，然后對(duì)上述實(shí)例進(jìn)行對(duì)比得出結(jié)論：力是物體對(duì)物體的作用。它們的邏輯關(guān)系式是：

概括整理：力是物體對(duì)物體的作用。

（二）存同求異法：

從被研究現(xiàn)象的共性元素出發(fā)，通過(guò)對(duì)被考察現(xiàn)象的若干共性進(jìn)行對(duì)比分析，從而認(rèn)識(shí)歸納出它們之間的差異性，達(dá)到對(duì)被研究現(xiàn)象的清晰與深層認(rèn)識(shí)。

所以 C1、C2、C3是 a、b、c 的差異性。

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

正確運(yùn)用存同求異法必須：

（1）確立被研究現(xiàn)象在同一場(chǎng)合或不同場(chǎng)合的若干共性元素。

（2）分析被研究現(xiàn)象的共性元素和差異元素，并概括被研究現(xiàn)象間的差異（或說(shuō)是本質(zhì)上的區(qū)別）。

如：在二力平衡的教學(xué)中，可通過(guò)與同一直線二力合成的對(duì)比進(jìn)行（初中不要求掌握同一直線二力的合成）。兩個(gè)力滿(mǎn)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(jié)合三種情況進(jìn)行對(duì)比：

（1）F1、F2二力：同物、同線、等大、反向——二力平衡，F(xiàn)合＝0。

（2）F1、F2二力：同物、同線、等大、同向——二力不平衡，F(xiàn)合≠0。

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

邏輯關(guān)系：

場(chǎng)合 被研究現(xiàn)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(shí)滿(mǎn)足同物、同線、等大、反向的條件。

此處所用即存同求異法。通過(guò)進(jìn)行對(duì)比教學(xué)，學(xué)生自然會(huì)清晰地認(rèn)識(shí)到二力平衡是同一直線二力合成為零的特殊情況。

對(duì)比法中還有求同求異法，這對(duì)學(xué)生基礎(chǔ)知識(shí)的要求較高。（這里不贅述）

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

（1）觀察、分析被對(duì)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(duì)獲取到的被對(duì)比現(xiàn)象的差異性元素或共性元素進(jìn)行概括性的整理。

二、“對(duì)比啟發(fā)式教學(xué)”的定義

啟發(fā)式教學(xué)，是教師遵循學(xué)生的認(rèn)識(shí)規(guī)律，激發(fā)學(xué)生的求知欲和學(xué)習(xí)興趣，引導(dǎo)學(xué)生積極開(kāi)展思維活動(dòng)，主動(dòng)獲得知識(shí)的一種有效教學(xué)方法?！皩?duì)比啟發(fā)式教學(xué)”就是教師引導(dǎo)學(xué)生對(duì)知識(shí)進(jìn)行對(duì)比探究的學(xué)習(xí)活動(dòng)，通過(guò)對(duì)比由學(xué)生自己去獲取有關(guān)的知識(shí)。

如果學(xué)生想要運(yùn)用知識(shí)進(jìn)行對(duì)比學(xué)習(xí)，學(xué)生就必須具有形式正確可對(duì)比的條件。啟發(fā)式教學(xué)中這些條件應(yīng)在教師的引導(dǎo)下，由學(xué)生自己分析獲得。因?yàn)檫@些條件可以通過(guò)分析引起被研究現(xiàn)象變化的內(nèi)因和外因而獲得。

因而進(jìn)行“對(duì)比啟發(fā)式教學(xué)”時(shí)，教師應(yīng)：

（一）引導(dǎo)學(xué)生觀察分析，獲得正確對(duì)比的條件

1.引導(dǎo)學(xué)生觀察、分析研究現(xiàn)象的場(chǎng)合，由學(xué)生自己獲得可對(duì)比的差異性元素、共性元素。

引導(dǎo)學(xué)生觀察分析被對(duì)比現(xiàn)象中的差異元素和共性元素，或兩者都要分析，應(yīng)視運(yùn)用的不同對(duì)比法而定。引導(dǎo)語(yǔ)言諸如：“這兩（幾）次實(shí)驗(yàn)中，得到哪兩（幾）個(gè)實(shí)驗(yàn)結(jié)果，請(qǐng)比較這些結(jié)果”“定律1與定律2相同（或相似）嗎”等等。

2.引導(dǎo)學(xué)生由觀察分析結(jié)果中獲取所需的差異性元素或共性元素。

引導(dǎo)語(yǔ)言諸如：“這兩（幾）次實(shí)驗(yàn)中，有哪些不同”“這兩（幾）次實(shí)驗(yàn)中，有哪些共同的地方”“此次實(shí)驗(yàn)與前次實(shí)驗(yàn)，有哪些共同點(diǎn)（或不同點(diǎn)）”“概念1與概念2又有哪幾點(diǎn)區(qū)別”……

（二）在條件具備后，引導(dǎo)學(xué)生對(duì)獲取到的被對(duì)比現(xiàn)象的差異性元素和共性元素進(jìn)行概括的整理。

如上面講解“力”時(shí)，概括出“力是物體對(duì)物體的作用”；二力平衡教學(xué)時(shí)，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(duì)比啟發(fā)式教學(xué)”的常用對(duì)比方式

（一）列表對(duì)比

列表對(duì)比是將要進(jìn)行對(duì)比的教學(xué)內(nèi)容列成表格形式，引導(dǎo)學(xué)生求同存異。

例如：汽化現(xiàn)象的教學(xué)中，可引導(dǎo)學(xué)生列出下表進(jìn)行對(duì)比：

蒸發(fā) 沸騰相同點(diǎn) 都是汽化現(xiàn)象，都要吸熱區(qū)別發(fā)生地點(diǎn) 只在液體表面緩慢進(jìn)行 在液體表面和內(nèi)部同時(shí)劇烈進(jìn)行溫度條件 在任何溫度下都可發(fā)生 只在一定溫度（沸點(diǎn)）下發(fā)生溫度變化 蒸發(fā)時(shí)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(guān)②與液體表面積大小有關(guān)③與液體表面氣流速度快慢有關(guān)

這種對(duì)比方式還可以用在平衡力和相互作用力、光的反射規(guī)律和光的折射規(guī)律、質(zhì)量（重量）和重力、動(dòng)能和勢(shì)能、串聯(lián)電路和并聯(lián)電路等教學(xué)中。

該方式不僅強(qiáng)化了學(xué)生對(duì)相應(yīng)知識(shí)的理解，而且在引導(dǎo)學(xué)生列表的過(guò)程中，進(jìn)行了求同或存異的步驟，既培養(yǎng)了學(xué)生思維的聚合性，又培養(yǎng)了思維的發(fā)散性。

（二）圖象對(duì)比

物理圖象具有直觀性、高度抽象化的教學(xué)語(yǔ)言等特點(diǎn)，學(xué)生對(duì)其的認(rèn)識(shí)往往比較少，對(duì)學(xué)習(xí)造成阻礙。通過(guò)對(duì)比，不僅可以使學(xué)生更好地認(rèn)識(shí)物理圖象本身，重要的是更能幫助學(xué)生理解物理規(guī)律，也有利于訓(xùn)練學(xué)生的抽象思維能力。

例如，晶體熔化圖象和凝固圖象的對(duì)比。

熔化圖象

凝固圖象

這種對(duì)比方式還可以在光的反射和光的折射、三種杠桿、并聯(lián)、串聯(lián)電路圖等教學(xué)中運(yùn)用。

（三）實(shí)驗(yàn)對(duì)比

實(shí)驗(yàn)是物理學(xué)科教學(xué)的主要手段。對(duì)一些易混淆的現(xiàn)象、概念等物理知識(shí)可采用對(duì)比性實(shí)驗(yàn)教學(xué)，直觀、生動(dòng)的實(shí)驗(yàn)對(duì)比，既提高了學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣，又可使學(xué)生深刻、準(zhǔn)確地掌握知識(shí)，更能培養(yǎng)學(xué)生的觀察、分析概括能力，從而提高教學(xué)效率。

如：八年級(jí)第十二章第2節(jié)“滑輪”教學(xué)中，引導(dǎo)學(xué)生認(rèn)識(shí)定滑輪和動(dòng)滑輪、滑輪組的特點(diǎn)是本節(jié)的重要內(nèi)容。

識(shí)別：“定”與“動(dòng)”

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(dòng)的距離s與物體升高的高度h的關(guān)系。

通過(guò)演示操作，可將以上特點(diǎn)直觀、生動(dòng)地讓學(xué)生觀察、分析，令學(xué)生更深刻地掌握知識(shí)。

這樣的例子，在初中物理教學(xué)中還有：影響摩擦力大小的因素，液體內(nèi)部壓強(qiáng)的特點(diǎn)、物體浮沉的條件、三種杠桿的特點(diǎn)等。

（四）習(xí)題對(duì)比

通過(guò)習(xí)題對(duì)比練習(xí)可以鞏固和加深學(xué)生對(duì)知識(shí)的理解和掌握，可以引導(dǎo)學(xué)生靈活應(yīng)用物理知識(shí)。如：在“浮力”的教學(xué)中，本人設(shè)計(jì)了如下一組題，引導(dǎo)學(xué)生講題。（1）同一實(shí)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(jìn)鹽水時(shí)浮力大；B.投進(jìn)水時(shí)浮力大；C.投進(jìn)煤油時(shí)浮力大；D.都一樣大

分析：V排不變，ρ鹽水＞ρ水＞ρ煤油，F(xiàn)鹽水＞F水＞F煤油

（2）體積相同實(shí)心的銅塊、鐵塊和鋁塊浸沒(méi)于同一種液體內(nèi)，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(xiàn)浮相等

（3）把質(zhì)量相等、實(shí)心的銅塊、鐵塊和鋁塊浸沒(méi)在同種液體內(nèi)，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(xiàn)鋁最大

通過(guò)題組練習(xí)可以強(qiáng)化學(xué)生理解阿基米德原理：F?。溅岩篻V排,也可以加深學(xué)生對(duì)“浮力的大小只與液體的密度ρ液和排開(kāi)液體的體積V排有關(guān)”的認(rèn)識(shí)。

除設(shè)計(jì)題組外，還可以設(shè)計(jì)“一題多解”的練習(xí)，這樣可以培養(yǎng)學(xué)生的思維發(fā)散性和創(chuàng)造性，一題多解的對(duì)比，是選取最佳解法的有效途徑。

綜上所述，“對(duì)比啟發(fā)式教學(xué)”在學(xué)習(xí)某些相似或相同、學(xué)生容易混淆的物理知識(shí)時(shí)，是一種很有效的教學(xué)行為，尤其在系統(tǒng)復(fù)習(xí)課中，更能顯示出它的優(yōu)越性。在教學(xué)中利用對(duì)比“求同或存異”，幫助學(xué)生掌握物理概念的內(nèi)涵和外延，認(rèn)識(shí)現(xiàn)象的本質(zhì)，掌握規(guī)律的實(shí)質(zhì)、適用范圍、使用方法都很有用。恰當(dāng)選用對(duì)比方法、方式，可以培養(yǎng)學(xué)生的思維能力，定能增強(qiáng)教學(xué)效果，提高教學(xué)效率，起到事半功倍的作用。