淺談在中學(xué)物理教學(xué)中比較思維的培養(yǎng)

葉登樣

所謂比較是對(duì)兩個(gè)或兩個(gè)以上事物進(jìn)行研究，找到其相似或區(qū)別之點(diǎn)，找出異中之同或同中之異，從而發(fā)現(xiàn)和揭示事物的內(nèi)在本質(zhì)。這種比較的方法是人們認(rèn)識(shí)客觀世界的基本方法，它不僅廣泛地運(yùn)用于物理學(xué)研究之中，也經(jīng)常用于物理教學(xué)之中。引導(dǎo)學(xué)生善于比較，可以讓學(xué)生從紛繁的知識(shí)中解脫出來，在知識(shí)積累增多時(shí)抓住主要脈絡(luò)，理清知識(shí)之間的關(guān)系，保持清晰的思路，以融會(huì)貫通，更好地掌握物理知識(shí)。下面就如何在教學(xué)中進(jìn)行物理比較思維培養(yǎng)，談?wù)剮c(diǎn)淺見。

1、物理概念的比較

1.1將物理概念與以前的物理觀念進(jìn)行比較。

在學(xué)習(xí)正規(guī)的物理教育前，人們已經(jīng)長(zhǎng)時(shí)間地接觸大量的物理現(xiàn)象，積累了許多物理經(jīng)驗(yàn)，這些通過自己的觀察、體驗(yàn)與思考，對(duì)物理現(xiàn)象與物理過程的理解和認(rèn)識(shí)就是通常所說的前物理觀念。那些正確的觀念猶如半成品，只需經(jīng)過正確的思維加工，便可以形成科學(xué)概念。例如力的概念是在推、拉、提、壓等觀念基礎(chǔ)上形成的；速度的概念是在快、慢的觀念上形成的；電學(xué)中的電的概念是在閃電、摩擦起電等經(jīng)驗(yàn)基礎(chǔ)上形成的。教學(xué)中要充分運(yùn)用學(xué)生的這些前物理觀念，通過比較分析、歸納概括抽象出物理概念來。

1.2將后學(xué)概念與前面有聯(lián)系的概念比較

在新的物理概念教學(xué)過程中，很多是以已經(jīng)掌握的概念為基礎(chǔ)，但同時(shí)還應(yīng)明確新的概念與已經(jīng)學(xué)過的概念之間的區(qū)別和聯(lián)系。例如加速度概念的形成是以速度的概念為基礎(chǔ)的，但學(xué)生學(xué)完了加速度概念又常與速度、速度變化概念相混淆，一些學(xué)生總認(rèn)為加速度大速度自然大，或者速度大加速度自然大，分不清兩個(gè)不同概念在數(shù)值上是沒有直接聯(lián)系的。為了讓學(xué)生真正理解加速度概念，就應(yīng)在教學(xué)時(shí)將兩個(gè)概念加以比較。還有比如動(dòng)量與沖量、機(jī)械振動(dòng)和機(jī)械波等等。

1.3相似概念的比較

隨著學(xué)習(xí)內(nèi)容的增多，學(xué)生需要掌握眾多的物理概念和規(guī)律，有的本質(zhì)上相似，有的形式上相似。如果處理得好，往往能使學(xué)生觸類旁通，啟發(fā)思維，便于理解和記憶，反之，則容易產(chǎn)生混淆。在教學(xué)中要引導(dǎo)學(xué)生運(yùn)用比較思維，讓學(xué)生將可能發(fā)生混淆的有關(guān)知識(shí)進(jìn)行認(rèn)真地比較，使學(xué)生在比較中弄清每一個(gè)概念準(zhǔn)確的內(nèi)涵、外延、使用范圍，把握其區(qū)別于其它概念的本質(zhì)特征。如“二力平衡”跟“一對(duì)作用力和反作用力”的比較，學(xué)生往往錯(cuò)誤認(rèn)為既然馬拉車的力等于車?yán)R的反作用力，這兩個(gè)力就相互抵消了。

1.4不同概念比較尋找共性

有一些概念看起來沒有任何聯(lián)系。例如靜電場(chǎng)和重力場(chǎng)從表面上看來毫無聯(lián)系，一個(gè)屬于力學(xué)范疇，一個(gè)屬于電學(xué)范疇，但它們?cè)诒举|(zhì)上卻有共同點(diǎn)，即場(chǎng)力做功與路徑無關(guān)，都可以引進(jìn)勢(shì)能的概念。所以學(xué)習(xí)靜電場(chǎng)時(shí)，為了使學(xué)生盡快接受，可以讓學(xué)生回憶早已學(xué)過且非常熟悉的重力場(chǎng)，回憶重力勢(shì)能的知識(shí)，將兩者加以聯(lián)系，進(jìn)行比較，則能讓學(xué)生較快地理解了。只有善于不斷的挖掘和比較，才能真正的理解物理概念的內(nèi)涵。

2、物理規(guī)律的比較

同樣隨著學(xué)習(xí)內(nèi)容的增多，學(xué)生接觸的物理規(guī)律不斷增加。面對(duì)眾多的物理規(guī)律，學(xué)生往往產(chǎn)生一種不知如何選擇的地步，這里就需要對(duì)不同的物理規(guī)律進(jìn)行比較。如學(xué)生學(xué)習(xí)完功和能的關(guān)系，知道做功的過程是能量轉(zhuǎn)化的過程。能量轉(zhuǎn)化的多少可以用做功的多少來衡量。 但不同形式的能的轉(zhuǎn)化又與不同形式的功相聯(lián)系，例在動(dòng)能的變化等于合外力做功，重力勢(shì)能的增量等于重力做的功，而系統(tǒng)機(jī)械能變化等于除系統(tǒng)內(nèi)的重力和彈力以外的其它力做的總功；電勢(shì)能的變化等于電場(chǎng)力做的功。

3、物理公式的比較

隨著物理概念和規(guī)律的增多，需要理解和應(yīng)用的物理公式也在增多，學(xué)生在解題中經(jīng)常出現(xiàn)亂套公式或者亂套數(shù)據(jù)的情況，這實(shí)際是對(duì)物理概念、規(guī)律的不理解引起。對(duì)概念或者規(guī)律配套的物理公式進(jìn)行比較，對(duì)于學(xué)生進(jìn)一步理解和應(yīng)用概念、規(guī)律會(huì)有很大的幫助。

3.1同一物理量的公式比較

4、物理圖象的比較

在物理學(xué)中，物理量之間的關(guān)系可以用公式表示，也可以用圖象表示。圖象可以清楚的表示出物理量的變化情況，便于從總體上認(rèn)識(shí)過程的特點(diǎn)。但圖象是學(xué)生進(jìn)入高中以后新接觸的一種研究物理的方法。而相似的圖象比較多，學(xué)生一不小心可能就要出現(xiàn)錯(cuò)誤。所以對(duì)于相似的圖象之間進(jìn)行比較也是很重要的。比如S—t與V—t，振動(dòng)圖象和波動(dòng)圖象。閉合電路歐姆定律實(shí)驗(yàn)中的路端電壓U隨電流I變化的圖象與描繪小燈泡的伏安特性曲線圖象的比較。找出不同不像的共同點(diǎn)和不同。

5、實(shí)驗(yàn)思想、現(xiàn)象、結(jié)果的比較

物理實(shí)驗(yàn)中常通過對(duì)一些物理現(xiàn)象或物理量的比較，來達(dá)到異中求同或同中求異的實(shí)驗(yàn)?zāi)康模幢容^法。它是物理實(shí)驗(yàn)中最基本的方法。例如，測(cè)量某一物體長(zhǎng)度時(shí)，可用米尺和物體長(zhǎng)度進(jìn)行比較，得出物體長(zhǎng)度的測(cè)量值。天平也是一種典型的利用比較方法測(cè)量的儀器。

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”，往往可以大大提高實(shí)驗(yàn)的可見度，也能大大提高實(shí)驗(yàn)的可信度。如，玻璃瓶受力形變的演示實(shí)驗(yàn)。

6、解題思路方法的比較

一題多解，就是廣開思路，用多個(gè)物理規(guī)律去處理同一物理問題，這樣，腦海中儲(chǔ)存的大量信息會(huì)充分調(diào)動(dòng)起來，在探求問題的解法方案中，使思維極大地得到發(fā)散。有些題目可以一題多解，但用不同的方法解決，可能難易、快慢不同。在鼓勵(lì)學(xué)生一題多解的前提下，也要引導(dǎo)學(xué)生將各種不同的解題方法進(jìn)行比較。尋找一種最簡(jiǎn)單、快截的解題思路。

以上只是筆者在教學(xué)中進(jìn)行的比較思維培養(yǎng)的一部分，應(yīng)該說，在物理教學(xué)中，善于用比較的思維去培養(yǎng)學(xué)生的能力比單獨(dú)的講清某個(gè)概念、規(guī)律要有效的多。我們期待，通過這樣的比較，可以使學(xué)生學(xué)習(xí)物理的困難低一點(diǎn)，學(xué)習(xí)物理能輕松一點(diǎn)，真正做到“減負(fù)不減效”。