關(guān)于中職物理教學(xué)中比較思維方法的運(yùn)用

陳紅梅

【摘 要】理解能力和分析能力是學(xué)好物理的基礎(chǔ)，擁有這兩種能力，才能發(fā)現(xiàn)不同概念之間的聯(lián)系與區(qū)別，才能善于找出題目的關(guān)鍵“詞”，才能將題中相關(guān)信息與對(duì)應(yīng)的物理規(guī)律“牽線搭橋”，并發(fā)現(xiàn)彼此的異同，從而做到“舉一反三”和“觸類旁通”。本文就物理教學(xué)實(shí)踐中如何運(yùn)用類比和對(duì)比的方法澄清物理概念，用準(zhǔn)物理規(guī)律，記憶物理知識(shí)幾個(gè)方面作一些闡述。

【關(guān)鍵詞】教學(xué)實(shí)踐;比較思維;方法

一、運(yùn)用類比和對(duì)比，辨別似是而非的概念

物理學(xué)中有許多用比值定義物理量的地方，如速度和加速度，電阻和電容，電場(chǎng)強(qiáng)度和磁感應(yīng)強(qiáng)度等，中職學(xué)校有些學(xué)生不善于記憶，容易混淆。若采用比較記憶的思維方法，問(wèn)題可以變得簡(jiǎn)單很多。

例1：講電容的概念時(shí)，可以將電容器類比于水杯。對(duì)某一確定的電容器，若板間電壓U越大，則所儲(chǔ)存的電荷量Q就越多，而比值不變，這個(gè)比值反映了電容器儲(chǔ)存電荷的本領(lǐng)大小，由電容器本身決定;對(duì)某一確定的水杯，若倒入的水越多，即高度H越大，則所裝水的體積V越大，水杯的容積反映了杯子容納水的本領(lǐng)大小，由水杯本身決定。借此引出電容的概念和定義式C=，學(xué)生就容易接受些，且不易忘記。

例2：講速度與加速度時(shí)，學(xué)生不容易區(qū)分這兩個(gè)概念，總有學(xué)生認(rèn)為速度V越大，其加速度a就越大;或是速度變化量ΔV越大，加速度a越大。實(shí)際上，速度是位移與時(shí)間的比值，是反映物體運(yùn)動(dòng)快慢的物理量;而加速度a=，是反映速度變化快慢的物理量，即速度變化率。速度大，速度變化量ΔV不一定大，加速度a不一定大;速度變化率大，加速度一定大。加速度 a與速度V和速度變化量ΔV之間并沒(méi)有直接的量值關(guān)系。

例3：在講動(dòng)量與動(dòng)能的關(guān)系時(shí)，總有學(xué)生誤認(rèn)為：兩個(gè)物體如果動(dòng)能相同，則動(dòng)量一定相同，動(dòng)量變了則動(dòng)能一定變。事實(shí)上，動(dòng)量是矢量，有大小和方向，當(dāng)某一物體僅有速度方向變了而大小沒(méi)變時(shí)，其動(dòng)量是變了的;而物體的動(dòng)能是標(biāo)量，只考慮速度大小不考慮速度方向。

像這樣類似的概念還有速度和速度變化量及速度變化率，動(dòng)量及動(dòng)量變化量、動(dòng)量變化率等。要區(qū)分這些相近的物理概念，需要我們從多個(gè)角度來(lái)分析比較，如判斷它是標(biāo)量或矢量，是狀態(tài)量或過(guò)程量，它在物理中的具體作用、地位是什么，通過(guò)比較加深理解。

二、運(yùn)用類比和對(duì)比，記憶物理知識(shí)

有比較就有鑒別，有比較印象才會(huì)深刻。根據(jù)知識(shí)之間的聯(lián)系和區(qū)別，通過(guò)類比和對(duì)比來(lái)記憶物理知識(shí)，可以達(dá)到舉一反三，強(qiáng)化記憶的效果。

例1：在分析力和運(yùn)動(dòng)的關(guān)系時(shí)，根據(jù)加速度a、速度v是否共線，把運(yùn)動(dòng)分為直線運(yùn)動(dòng)和曲線運(yùn)動(dòng);根據(jù)加速度a大小和方向是否恒定不變，直線和曲線運(yùn)動(dòng)又都可分為勻變速和非勻變速兩種。像“自由落體運(yùn)動(dòng)”和“平拋運(yùn)動(dòng)”就分別是重力作用下a=g的勻變速直線運(yùn)動(dòng)和勻變速曲線運(yùn)動(dòng)，“勻速圓周運(yùn)動(dòng)”則是非勻變速曲線運(yùn)動(dòng)，因?yàn)榧铀俣确较蛟诓粩嘧兓?/p>

例2：分析靜電力做功問(wèn)題時(shí)，抓住與路徑無(wú)關(guān)的特點(diǎn)啟發(fā)學(xué)生與重力做功進(jìn)行類比，重力做功會(huì)引起重力勢(shì)能的變化，所以學(xué)生容易想到靜電力做功必然引起某種能量變化。地球表面的物體處在重力場(chǎng)中都有重力勢(shì)能，這種勢(shì)能具有相對(duì)性和系統(tǒng)性。類似電場(chǎng)中的電荷應(yīng)該具有電勢(shì)能，其大小也應(yīng)具有相對(duì)性，靜電力做功會(huì)引起電勢(shì)能的變化。這種關(guān)系同樣可以類比分子力做功與分子勢(shì)能的變化等。

例3：在講電源在電路中的作用時(shí)，可將電源的作用與抽水機(jī)類比。現(xiàn)用一根水管將有一定高度差的A、B水池（A的水位較高，B的水位較低）的水面連起來(lái)，水在重力作用下從高往低處流，直至A、B水池液面相平，過(guò)程中會(huì)有一個(gè)短時(shí)的水流，要讓水管中有持續(xù)的水流，即要保持A、B水池中的高度差，就需要用抽水機(jī)將流入B池中的水不斷地抽到A池，這個(gè)抽水機(jī)的作用就相當(dāng)于電源在電路中的用途。這樣類比，對(duì)初學(xué)的學(xué)生來(lái)說(shuō)比較容易理解。

三、運(yùn)用類比和對(duì)比，準(zhǔn)確把握物理規(guī)律

要準(zhǔn)確運(yùn)用物理規(guī)律解決實(shí)際問(wèn)題，就應(yīng)把對(duì)應(yīng)的物理定理、定律所研究對(duì)象的成立條件、適用范圍、解題步驟等問(wèn)題進(jìn)行比較、區(qū)別。

例1：動(dòng)能定理和動(dòng)量定理都揭示了力與運(yùn)動(dòng)的關(guān)系，它們都是對(duì)單個(gè)物體而言，均需對(duì)研究對(duì)象（單個(gè)物體）進(jìn)行受力分析，都是重在抓物體的初、末兩狀態(tài)進(jìn)行分析的，但也存在不同之處。動(dòng)能定理是力對(duì)空間的積累，它討論的是合外力所做的功與物體初、末動(dòng)能變化的關(guān)系，它是一個(gè)標(biāo)量式，不管速度方向，與路徑無(wú)關(guān)，不管是直線還是曲線，也不管是恒力還是變力，是一個(gè)力做功還是多個(gè)力做功;而動(dòng)量定理是矢量計(jì)算式，是力對(duì)時(shí)間的積累，討論的是合外力的沖量與物體動(dòng)量變化的關(guān)系，與速度的大小、方向都有關(guān)。明白二者的異同，就能根據(jù)題意選擇正確的方法，列式計(jì)算。

例2：對(duì)于洛倫茲力和電場(chǎng)力做功的問(wèn)題。洛倫茲力和電場(chǎng)力，都是磁場(chǎng)對(duì)電荷的作用力。由于靜止的電荷只能產(chǎn)生電場(chǎng)，而運(yùn)動(dòng)電荷既能產(chǎn)生電場(chǎng)又能產(chǎn)生磁場(chǎng)，洛倫茲力的對(duì)象是運(yùn)動(dòng)電荷，不是靜止電荷。電荷在電場(chǎng)中某點(diǎn)受到的電場(chǎng)力為零時(shí)，該點(diǎn)的電場(chǎng)強(qiáng)度一定為0，但運(yùn)動(dòng)電荷若受到的洛倫茲力為零時(shí)，該點(diǎn)的磁感應(yīng)強(qiáng)度不一定為0。運(yùn)動(dòng)電荷在洛倫茲力作用下做勻速圓周運(yùn)動(dòng)，速度方向不斷變化，大小不變，洛倫茲力與運(yùn)動(dòng)方向垂直，不做功;而電荷在電場(chǎng)力作用下其速度方向和大小均可變化，在電場(chǎng)中移動(dòng)電荷時(shí)電場(chǎng)力是做功的。

四、運(yùn)用類比和對(duì)比，拓展思路

例1：渡河問(wèn)題中，對(duì)于船在靜水中的速度即船在水中，船對(duì)水的速度，很多學(xué)生不理解，采用類比方法則能很形象地說(shuō)明問(wèn)題。假想水面是一塊以流速順流而下的大木板，人在木板上行走，類比船在水中劃行。當(dāng)人垂直河岸在木板上步行到對(duì)岸時(shí)，同時(shí)也會(huì)隨木板向下游流過(guò)一段位移;與船頭垂直河岸劃行同時(shí)隨水流向下游的速度都一樣，即不管大木板流不流動(dòng)，在上面動(dòng)的人對(duì)板的速度是一樣的。這樣類比，可以使問(wèn)題更具體易懂，學(xué)生也會(huì)感到茅塞頓開。

例2：對(duì)于圖像問(wèn)題。如s-t圖像，橫軸表示時(shí)間，縱軸表示位移時(shí)，斜率則表示速度;相交則表示相遇，即位移相同;與橫軸交叉，則表示方向改變;而對(duì)于v-t圖像，橫軸表示時(shí)間，縱軸表示速度時(shí)，斜率則表示加速度，圖線和時(shí)間軸所圍面積表示位移（有正負(fù)），相交表示速度相同;與橫軸相交表示速度反向。另如，將帶電粒子在勻強(qiáng)電場(chǎng)中的偏轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)類比平拋運(yùn)動(dòng)，二者都是勻變速曲線運(yùn)動(dòng)，只是加速度的提供者不同，二者都可以分解為勻速直線運(yùn)動(dòng)和勻加速直線運(yùn)動(dòng)兩個(gè)運(yùn)動(dòng)來(lái)處理。

巧妙、恰當(dāng)?shù)剡\(yùn)用比較思維來(lái)理解物理知識(shí)，可以激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣和提高學(xué)習(xí)效率。教學(xué)過(guò)程中，教師要適當(dāng)指導(dǎo)學(xué)生如何作比較，比較什么。

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（湖南輕工高級(jí)技工學(xué)校，湖南? 株洲? 412200）