比較法在初中物理概念教學(xué)中的應(yīng)用

1、比擬法在初中物理概念教學(xué)中的應(yīng)用物理學(xué)科與其它各門(mén)學(xué)科一樣 ,都有一系列作為理論出發(fā)點(diǎn)的根本概念 ,和由推理形式導(dǎo)出的定律理論。物理學(xué)在自己的開(kāi)展過(guò)程中要求物理思維要有嚴(yán)密的邏輯性 ,要符合邏輯規(guī)律。物理思維的方法很多 ,這里僅就其中最典型的比擬法來(lái)結(jié)合物理概念中的教學(xué)來(lái)討論?！氨葦M的方法 ,是物理學(xué)研究中一種常用的思維方法 ,也是我們經(jīng)常運(yùn)用的一種最根本的教學(xué)方法。這種方法的實(shí)質(zhì)就是辨析物理現(xiàn)象 ,概念 ,規(guī)律的同中之異 ,異中之同 ,以把握其本質(zhì)屬性。正如黑格爾所指出的“假設(shè)一個(gè)人能看出顯而易見(jiàn)的差異 ,例如 ,能區(qū)別一支筆與一個(gè)駱駝 ,那么我們不會(huì)說(shuō)這個(gè)人有什么了不起的聰明。同樣另一方面

2、 ,一個(gè)人能比擬兩個(gè)近似的東西 ,如橡樹(shù)與槐樹(shù) ,或寺院與教學(xué) ,而知其相似 ,我們也不能說(shuō)他有很高的比擬能力。我們所要求的是要看出異中之同或同中之異。比擬法是根據(jù)一定的標(biāo)準(zhǔn)對(duì)某類(lèi)現(xiàn)象在不同情況的不同表現(xiàn)進(jìn)行比擬的一種研究方法。比擬的過(guò)程是使人在思想上確定事物現(xiàn)象之間異同關(guān)系的思維過(guò)程。但凡比擬 ,都是在一定關(guān)系上根據(jù)一定的標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行的。由于比擬法很適合于初中生學(xué)習(xí)物理知識(shí) ,所以教材中很多概念 ,如速度、慣性、比熱、密度、壓強(qiáng)、等等 ,都是用比擬法引出的 ,這種方法的作用應(yīng)引起各位同仁的足夠重視。本文就比擬法在初中物理概念教學(xué)中的突出作用 ,談一些粗淺的看法。一、比擬法為概念的引入提供了思維的

3、支撐點(diǎn)初中物理概念的引入往往用實(shí)驗(yàn)的方法 ,然后對(duì)實(shí)驗(yàn)的現(xiàn)象和結(jié)果加以比擬進(jìn)行的。比熱概念的引入就是一個(gè)典型的例子。教材為了研究物體的吸熱多少跟物質(zhì)種類(lèi)的關(guān)系 ,就將不同物質(zhì)水和煤油的吸熱現(xiàn)象進(jìn)行比擬；由于比擬必需在同一標(biāo)準(zhǔn)下才能進(jìn)行 ,就對(duì)實(shí)驗(yàn)的條件進(jìn)行了控制 ,使水和煤油質(zhì)量相等 ,初溫相同 ,吸收的熱量也相等 ,以實(shí)現(xiàn)“單因子實(shí)驗(yàn)；這樣 ,排除了質(zhì)量和溫度升高等方面的干擾 ,突出了吸熱和物質(zhì)種類(lèi)的關(guān)系 ,通過(guò)水和煤油在同等條件下吸熱情況的比擬 ,為“比熱的引出提供了思維的支撐點(diǎn)。又如：在“電磁感應(yīng)概念的教學(xué)中 ,教師先點(diǎn)明 ,在以下實(shí)驗(yàn)中 ,使用的靈敏電流計(jì)、導(dǎo)線、開(kāi)關(guān)、磁場(chǎng)及磁場(chǎng)中運(yùn)動(dòng)

4、的導(dǎo)體都是完全一樣的 ,現(xiàn)在 ,按下述步驟進(jìn)行演示：1電路閉和 ,當(dāng)導(dǎo)體在磁場(chǎng)中不運(yùn)動(dòng)或平行于磁場(chǎng)線運(yùn)動(dòng)時(shí) ,電流計(jì)指針不偏轉(zhuǎn) ,說(shuō)明導(dǎo)體中不產(chǎn)生電流。2電路閉和 ,一局部導(dǎo)體在磁場(chǎng)中作切割磁場(chǎng)線運(yùn)動(dòng) ,電流計(jì)指針偏轉(zhuǎn) ,說(shuō)明導(dǎo)體中產(chǎn)生了電流。3在前步實(shí)驗(yàn)的根底上 ,分別取磁場(chǎng)線方向相同而改換導(dǎo)體運(yùn)動(dòng)方向 ,再取導(dǎo)體運(yùn)動(dòng)方向相同而改換磁場(chǎng)線方向 ,觀察電流計(jì)指針偏轉(zhuǎn)方向有何不同。4電路斷開(kāi) ,導(dǎo)體在磁場(chǎng)中作切割磁感線運(yùn)動(dòng) ,觀察電流計(jì)指針是否偏轉(zhuǎn)。在實(shí)驗(yàn)過(guò)程中 ,引導(dǎo)學(xué)生比擬1、2兩步的差同 ,就可以建立電磁感應(yīng)這一現(xiàn)象的感性熟悉 ,比擬2、4兩步的差同 ,可以使這一感性熟悉深化 ,即明確感應(yīng)

5、電流產(chǎn)生的條件；比擬3步實(shí)驗(yàn)的不同條件 ,不同現(xiàn)象 ,就可以理解決定感應(yīng)電流方向的兩個(gè)因素。最后 ,教師指出聯(lián)系：左手定那么。類(lèi)似地 ,能否用什么方法來(lái)解決感應(yīng)電流方向、磁場(chǎng)線方向、導(dǎo)體運(yùn)動(dòng)方向這三者的關(guān)系呢？于是引出右手定那么 ,并通過(guò)例題讓學(xué)生練習(xí)使用這一定那么。這堂課 ,學(xué)生較牢固地把握了電磁感應(yīng)這一重要物理現(xiàn)象 ,并能用定那么分析具體問(wèn)題 ,更重要的是 ,他們又一次體會(huì)到比擬法在物理概念中的重要作用。物理教材中有很多重要的演示實(shí)驗(yàn)和學(xué)生實(shí)驗(yàn)都是按比擬法來(lái)編寫(xiě)的 ,如歐姆定律、電功、凸透鏡成像等等。這既符合發(fā)現(xiàn)物理定律的規(guī)律 ,也符合人們熟悉事物的規(guī)律。我們?cè)诮虒W(xué)時(shí) ,要有意識(shí)地傳授這一

6、思維方法 ,并提醒學(xué)生注重：有些現(xiàn)象中 ,條件的改變 ,只使這一現(xiàn)象發(fā)生量的變化 ,如歐姆定律中 ,電壓、電阻的變化 ,只是使電流發(fā)生數(shù)值的變化；而有些現(xiàn)象因?yàn)橐粋€(gè)條件的改變 ,將發(fā)生質(zhì)的改變 ,如交、直流發(fā)電機(jī)模型 ,就因?yàn)殂~環(huán)和半徑的差異 ,導(dǎo)致外電路得到的電流在本質(zhì)上有很大的差異。二、比擬法可使學(xué)生對(duì)概念的理解和把握更加深刻由于概念所反映的事物的本質(zhì)特征往往隱蔽在非本質(zhì)特征之中 ,概念和概念之間的聯(lián)系和區(qū)別易使學(xué)生混淆 ,影響著學(xué)生對(duì)所學(xué)概念深刻、準(zhǔn)確地把握。突出比擬法 ,可使學(xué)生抓住概念的本質(zhì)特征 ,對(duì)概念有更全面、更深刻的理解和把握。例如 ,重力和壓力 ,是學(xué)生極易混淆的概念 ,一些

7、學(xué)生常將壓力和重力間的某些非凡情況下的關(guān)系一般化 ,往往認(rèn)為“壓力的大小總等于重力的大小甚至認(rèn)為“壓力就是重力。為此 ,筆者在教學(xué)中 ,設(shè)置了能暴露和糾正學(xué)生這一錯(cuò)誤的比擬性例題如下 ,通過(guò)做題 ,將壓力和重力進(jìn)行比擬 ,收到了明顯效果。例：在以下各圖中 ,物體A重15牛 ,力F=7牛 ,求物體對(duì)各接觸面的壓力各是多少？這樣 ,通過(guò)該題中對(duì)各種情況下壓力的求解 ,能夠從定義、力的三要素角度對(duì)壓力和重力進(jìn)行比擬 ,使它們間的區(qū)別和聯(lián)系有一更深刻的揭示?？梢?jiàn) ,抓住概念的本質(zhì)特征進(jìn)行比擬是使學(xué)生理解和把握概念的有效果方法。三、比擬法可使學(xué)生靈活運(yùn)用概念 ,促使概念活化一個(gè)物理概念的表達(dá)式中 ,包含

8、了定義方式、物理意義、及單位等內(nèi)涵。將表達(dá)式間進(jìn)行橫向比擬 ,能促使學(xué)生記憶概念、活化概念和深化概念。例如 ,速度概念的表達(dá)式V=S/t和功率的表達(dá)式P=W/t相比擬 ,它們都有反映了另一物理量變化快慢的共同特征；它們的單位都由另外兩個(gè)物理量的單位復(fù)合而成。另外 ,象密度、電阻率、比熱等概念 ,從公式上都可看出 ,對(duì)同一物質(zhì)來(lái)說(shuō) ,它們的比值都一個(gè)“常數(shù) ,反映著物質(zhì)本身的屬性。這可消除諸如“電壓為零時(shí) ,導(dǎo)體的電阻為零、“一杯水比熱密度比半杯水的比熱密度大等之類(lèi)的錯(cuò)誤。四、通過(guò)比擬促進(jìn)知識(shí)的正遷移例如：把兩只標(biāo)有220V、40W和220V、100W字樣的白熾電燈分別進(jìn)行并聯(lián)或串聯(lián)后 ,接入2

9、20V的電路中 ,判定這兩種情況哪個(gè)燈泡較亮？根據(jù)平時(shí)的經(jīng)驗(yàn)都是100W的燈泡較亮一些 ,即使老師通過(guò)分析和討論得出串聯(lián)時(shí)40W較亮 ,并聯(lián)時(shí)100W的較亮。但仍有一局部同學(xué)對(duì)分析感到不可靠 ,但假設(shè)我們通過(guò)可控實(shí)驗(yàn)來(lái)進(jìn)行比照 ,學(xué)生就會(huì)信服了。五、利用比擬法可以防止知識(shí)的負(fù)遷移在應(yīng)用概念解決問(wèn)題時(shí) ,對(duì)物理現(xiàn)象不同方面的精細(xì)比擬 ,為概念的正確應(yīng)用提供了出發(fā)點(diǎn) ,正確的概念應(yīng)用建立在對(duì)不同物理現(xiàn)象比擬的根底上。例如 ,用慣性概念解釋圖2所示 ,當(dāng)突然拉動(dòng)小車(chē)時(shí) ,木塊向后倒的現(xiàn)象時(shí) ,思維的起點(diǎn)和要害 ,就是要通過(guò)比擬拉動(dòng)前后 ,小車(chē)狀態(tài)的不同之處 ,揭示小車(chē)?yán)瓌?dòng)前后 ,木塊上部和下部的相同

10、點(diǎn)和相異點(diǎn)。學(xué)生在應(yīng)用概念解決問(wèn)題時(shí) ,就在頭腦的記憶中搜尋以前經(jīng)歷過(guò)的相類(lèi)似問(wèn)題 ,通過(guò)某些同方面的比擬 ,擬定解題方案 ,這是學(xué)生在物理練習(xí)中思維廣泛采用的一種比擬方法。假設(shè)學(xué)生在應(yīng)用概念解決問(wèn)題時(shí) ,對(duì)新舊問(wèn)題不仔細(xì)地進(jìn)行比擬 ,既看到它們間的相同 ,又看到它們間的相異點(diǎn) ,采用“拿來(lái)主義的態(tài)度 ,盲目代換 ,就會(huì)出現(xiàn)概念僵化 ,形成知識(shí)的負(fù)遷移。如：許多學(xué)生在判定圖3所示 ,當(dāng)小車(chē)突然向前移動(dòng)時(shí) ,瓶?jī)?nèi)液體中的氣泡向什么方向移動(dòng)的問(wèn)題時(shí) ,會(huì)照搬前面圖2中小車(chē)突然向前時(shí) ,木塊向后倒的結(jié)論 ,得出氣泡向后移動(dòng)的錯(cuò)誤結(jié)果?？梢?jiàn) ,對(duì)概念的靈活應(yīng)用離不開(kāi)比擬思維。又如：在學(xué)習(xí)動(dòng)滑輪之后 ,

11、學(xué)生由于受“拉力是重物和動(dòng)滑輪總重的一半的影響 ,他們認(rèn)為：只要用一個(gè)動(dòng)滑輪 ,拉力一定是重物和動(dòng)滑輪總重的一半。為了解決這個(gè)問(wèn)題 ,可利用如圖的練習(xí)進(jìn)行比擬 ,使學(xué)生懂得了結(jié)論的適用條件 ,有效的防止了知識(shí)的負(fù)遷移。六、將物理概念與生活相比擬有些物理概念看似深?yuàn)W難懂 ,假設(shè)將其與一些生活常識(shí)相比擬 ,那么能起到化難為易的較果。如：由于“電壓和電場(chǎng)力做功的概念有關(guān) ,一般初中課本中對(duì)電壓都沒(méi)有明確的定義 ,教材采用直接引入的方法 ,這對(duì)學(xué)生把握這一概念是不利的 ,有不少學(xué)生學(xué)了“電壓這一課后 ,仍然模模糊糊 ,說(shuō)不出它是什么 ,更不了解它的物理意義。所以說(shuō)電壓的概念 ,是初中學(xué)生感到最抽象、最

12、難理解的概念 ,在初中階段還無(wú)法講清 ,對(duì)初中學(xué)生來(lái)說(shuō) ,接受起來(lái)有一定難度。這樣 ,也會(huì)影響學(xué)生的學(xué)習(xí)愛(ài)好。因此 ,我就采用這種方法。用多媒體展示水流的形成 ,讓學(xué)生觀察實(shí)驗(yàn) ,得出要使水能夠流動(dòng)必須要有水位差水壓 ,然后再設(shè)問(wèn)：要使容器中的水長(zhǎng)久地流動(dòng)而不是瞬間流動(dòng)應(yīng)采取什么方法呢？這樣一設(shè)問(wèn) ,學(xué)生紛紛討論 ,氣氛很活潑。最后 ,教師總結(jié)產(chǎn)生水流的條件是有水壓 ,提供水壓的裝置是抽水機(jī)。這樣 ,就為類(lèi)比埋下了伏筆。1元件的類(lèi)比：把電流形成中的各個(gè)元件和水流形成的各個(gè)裝置相類(lèi)比。小燈泡如同小渦輪 ,開(kāi)關(guān)如同閥門(mén) ,電路如同水路2形成過(guò)程的類(lèi)比：從水流的形成過(guò)渡到電流的形成。3作用的類(lèi)比：從水壓的作用過(guò)渡到電壓的作用 ,從抽水機(jī)的作用過(guò)渡到電源的作用。4大小的類(lèi)比：從改變抽水機(jī)抽水的快慢產(chǎn)生水流的大小過(guò)渡到電壓的大小產(chǎn)生電流的大小。總之 ,通過(guò)這樣的比擬和思考 ,學(xué)生豁然開(kāi)朗 ,較快的接受了新概念?？梢?jiàn)運(yùn)用“比擬法教學(xué)對(duì)解決教學(xué)難點(diǎn)是很有益處的。綜上所述 ,比擬法在初中物理概念教學(xué)中有著突出作用。對(duì)教學(xué)難點(diǎn)的突破和對(duì)教學(xué)重