論比較學(xué)習(xí)法在高中物理教學(xué)中的嘗試

◇ 山東 李 娟 王絲月

為了加強(qiáng)學(xué)生對(duì)知識(shí)的理解和掌握，教師可以引導(dǎo)學(xué)生采用比較學(xué)習(xí)法，通過與物理規(guī)律和概念相對(duì)或相近的物理知識(shí)點(diǎn)的對(duì)比，讓學(xué)生順利掌握知識(shí)內(nèi)容，提高學(xué)習(xí)效率.

1 通過比較理解相近的物理概念和規(guī)律

高中物理的很多概念和規(guī)律都非常相近，學(xué)生如果不理解知識(shí)本質(zhì)，就可能出現(xiàn)混淆的情況.所以，為了區(qū)分這些內(nèi)容，教師需要引導(dǎo)學(xué)生對(duì)比與物理概念和物理規(guī)律相近的知識(shí)點(diǎn)，幫助學(xué)生形成有效的理解和記憶，提高學(xué)習(xí)效率.另外，物理知識(shí)在公式形式上也有著相似之處，如果不能正確區(qū)分就會(huì)出現(xiàn)公式運(yùn)用混亂的情況.例如，在學(xué)習(xí)電學(xué)和力學(xué)這兩部分知識(shí)內(nèi)容時(shí)，涉及庫侖定律和萬有引力定律，二者的公式極為相似，卻存在本質(zhì)的區(qū)別.電學(xué)中庫侖定律的表達(dá)公式為F=k（q1q2）／r2，力學(xué)中萬有引力定律的表達(dá)公式為F=G（m1m2）／r2，從中我們可以看出，庫侖定律和萬有引力定律都和距離平方成反比關(guān)系，不同的是萬有引力定律中出現(xiàn)的性質(zhì)相同的兩個(gè)量是物體質(zhì)量，庫侖定律中出現(xiàn)的性質(zhì)相同的兩個(gè)量是電荷量.

2 通過比較提高學(xué)生思辨能力和創(chuàng)新精神

為了鍛煉學(xué)生多角度思考問題的能力，教師可以引導(dǎo)學(xué)生設(shè)計(jì)不同的實(shí)驗(yàn)方案，并通過不同的方案對(duì)比，培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新意識(shí)和科研精神，提高學(xué)生的思辨能力.例如，在學(xué)習(xí)測(cè)定動(dòng)摩擦因數(shù)μ 的時(shí)候，教師可以讓學(xué)生在完成教材內(nèi)容后自主設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)方案，然后大家一起交流討論，與其他人分享自己的想法，最后總結(jié)出最佳實(shí)驗(yàn)方案.

方案1：將物體放置于水平地面上，用彈簧測(cè)力計(jì)拉動(dòng)物體，使物體做勻速直線運(yùn)動(dòng)，記錄下此時(shí)彈簧測(cè)力計(jì)的示數(shù)，然后將示數(shù)和物體質(zhì)量代入動(dòng)摩擦因數(shù)的計(jì)算公式中，計(jì)算出動(dòng)摩擦因數(shù).經(jīng)過討論，學(xué)生認(rèn)為這個(gè)方法的優(yōu)點(diǎn)是原理簡(jiǎn)單，計(jì)算方便，但缺點(diǎn)也很明顯，即無法保證物體一直做勻速直線運(yùn)動(dòng)，操作非常困難.

方案2：準(zhǔn)備一塊木板，將物體放置于木板之上，然后用彈簧測(cè)力計(jì)連接物體，將木板從物體下方勻速抽出，記錄這時(shí)彈簧測(cè)力計(jì)的示數(shù)，利用公式計(jì)算出動(dòng)摩擦因數(shù).經(jīng)過討論，學(xué)生認(rèn)為這個(gè)方案比第一個(gè)方案操作更加簡(jiǎn)單，但是仍然無法保證彈簧測(cè)力計(jì)示數(shù)的穩(wěn)定性，誤差較大.

方案3：借助“探究加速度與質(zhì)量和力的關(guān)系”的實(shí)驗(yàn)裝置，記錄小車在木板上做勻加速直線運(yùn)動(dòng)時(shí)不同拉力下的小車加速度，繪制a-F 圖象，利用橫軸截距計(jì)算出動(dòng)摩擦因數(shù).這個(gè)方案運(yùn)用了公式μg，根據(jù)已知拉力和小車加速度求解μ，操作簡(jiǎn)單，原理清晰，但是處理數(shù)據(jù)和測(cè)定拉力數(shù)值較為煩瑣.

方案4：無縫連接水平面和光滑斜面，在水平面上平鋪待測(cè)表面，然后將物體從斜面的頂端無初速釋放，使之下滑，直到小車在水平面自動(dòng)停止，然后記錄小車的水平位移x 和斜面高度h，利用公式計(jì)算動(dòng)摩擦因數(shù).這個(gè)方案的缺點(diǎn)是很難保證斜面光滑以及水平面和斜面完全無縫連接，容易出現(xiàn)能量損失的情況，優(yōu)點(diǎn)是容易測(cè)量數(shù)據(jù)，操作簡(jiǎn)便.

3 通過比較進(jìn)一步加強(qiáng)學(xué)生對(duì)情境的認(rèn)知

在面對(duì)似是而非的物理情境時(shí)，學(xué)生很難把握情境本質(zhì)，為此，教師要引導(dǎo)學(xué)生開展比較學(xué)習(xí)，通過對(duì)比分析打破思維定勢(shì)，加強(qiáng)學(xué)生對(duì)情境的認(rèn)知.例如，在學(xué)習(xí)豎直平面圓周運(yùn)動(dòng)的時(shí)候，學(xué)生會(huì)遇到兩種模型，一種是“桿”模型，一種是“繩”模型，兩種模型的圖形繪制基本相同，都是用線段表示，但是兩種模型蘊(yùn)含的力學(xué)性質(zhì)卻千差萬別，分析問題的時(shí)候要結(jié)合實(shí)際情況代入正確情境，否則就會(huì)造成分析出錯(cuò).因此，教師要引導(dǎo)學(xué)生分析比較兩個(gè)情境的特點(diǎn)，正確區(qū)分模型的差異.“桿”和“繩”的最大差別就是“繩”只能提供拉力，但是“桿”既能提供拉力，也能提供推力.在豎直平面圓周運(yùn)動(dòng)中，“繩”無法對(duì)小球提供支撐力，如果小球速度達(dá)不到要求就會(huì)偏離圓周運(yùn)動(dòng)的軌道，但是“桿”模型則不會(huì)出現(xiàn)這種情況，所以，使用桿連接的小球可以在豎直平面內(nèi)做速度較小的勻速圓周運(yùn)動(dòng).

總之，比較學(xué)習(xí)法不僅可以加深學(xué)生對(duì)所學(xué)物理知識(shí)的理解，強(qiáng)化知識(shí)鞏固效果，還可以鍛煉學(xué)生的邏輯思維能力，提高學(xué)生的物理學(xué)科核心素養(yǎng)，從而達(dá)到事半功倍的教學(xué)效果.