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1、比较法在高中物理教学中的应用河北昌黎汇文二中 张青梅 邮编：066600摘要 本文详细介绍了比较法在高中物理概念教学的引入、深化、辨析方面的应用以及在物理实验教学中利用比较法提高学生研究、提高实验效果、提升课堂效益和提高知识的正迁移能力，防止负迁移方面的具体应用。关键词 比较法 高中物理 概念教学 实验教学高中物理难学这已经是大家公认的，所以我们物理教师要进行及时深入地思考并采取相应有效的对策，让物理教学尽快改变现状，提高效率，迎接世纪中国发展对教育教学人才需求的挑战。物理学科与其它各门学科一样，都有一系列作为理论出发点的基本概念和由推理形式导出的定律理论。物理思维的方法很多，这里仅就其中最典
2、型的，最常用的比较法来结合物理学的实际进行讨论。一、比较法概念教学“比较”是人们常用的思维方法，是找出事物之间的差异点和共同点的思维方法，通过事物间相同特征或相异特征的比较，提示事物的本质和区别。事物之间在现象上和本质上都存在着同一性和差异性。现象上的同一和差异，一般来说是容易识别的，而本质上的同一和差异就不那么容易识别。物理学中有许多物理思维和物理规律具有可比性，运用比较法可帮助学生接受新概念并加深对概念的理解。首先，是用“比较” 引入新概念。有些物理概念间有许多相似之处，讲解一些概念之后，另一些概念可用比较法引入，使教学难度降低，并能把规律提示出来。例如：“动量”和“ 动能” 这两个概念，
3、它们都是用来描述机械运动的物理量，都是与物体质量和物体运动速度有关的物理量。这些是它们的共同点。然而，在本质上它们又有着质的差异，动量是以机械运动形式来量度机械运动的，动能是以机械运动转换为一定量的其它能量的能力来量度机械运动的。动量守恒不一定动能守恒，比如：非弹性碰撞的系统。其次，用“比较 ”可以深化概念。在上新课时，知识往往比较分散，复习课上教师要帮助学生通过比较，把一些有内在联系的知识串联起来，以深化概念。例如在讲解了“动量，冲量” 和“功和能”后，可向学生提问，对于以下两组物理量，动量和动能，冲量和功，前一组都是描写物体“运动量 ”的大小，与质量及速度有关，是状态量。后一组冲量是描写力
4、对时间的积累效应的过程量，功是描写力对位移积累效应的过程量。再次，用“比较 ”区分概念。有些相反性质的物理概念也可用比较法讲解，着重区分两个概念的相异之处，抓住事物个性加以区别，从而分清概念。在电磁学中应用左、右手定则往往会引起混淆。教师在评讲时要比较异同，着重突出应用条件上的差异，以免弄错。左、右手定则有许多类同之处：在应用时分别伸开左右手掌，都并拢四指，拇指与四指垂直：表示的物理性也类同：磁感线穿过手心，四指指向表示电流方向，拇指表示受力运动的方向。用左手还是用右手判定，关键不在于求哪个量的方向，而在于条件。另外，将物理概念与生活知识相比较。有些物理概念看似深奥难懂，若将其与一些生活常识相
5、比较，则能起到化难为易的效果。如在讲解电场强度定义时，检验电荷放入电场中，与某一点受力来说是定律，并可定义为电场强度，它是电场的属性，与是否放入电荷及电荷的电量大小无关，对这一点，学生不容易理解。如果把这一定义与铅笔单价相比。购买铅笔的单价不变，而且单价与购买的支数无关，与是否购买也无关，这是铅笔本身价值的反映。这是常识所能理解的。将电荷电量与支数相比，受力与付款相比。电量越大受力越大，但二者之比不变，它是电场属性，放入电荷只是让其表现出来而已。总之，通过这样的比较，学生较快地接受了新概念。可见运用“比较法教学 ”对解决教学难点是很有益处的。二、比较法实验教学比较实验可以加强直观教学，有助于学
6、生建立概念，理解规律，突破难点，因此对比实验在物理教学中被广泛应用。首先，运用对比实验引入新课，激发学生的学习兴趣。教师从启发性对比实验开始引入新课，有利于向学生显示新课题的目的性。例如，在讲解“短路” 概念时，可利用对比实验。先使学生看到灯泡正常发光，电流表发生偏转。然后再用一截电线让电路短路，比较两次实验的结果。自然引出“短路” 的概念。这样，学生不会感到抽象，为学生准确的掌握“短路” 概念打下基础。其次，用比较的方法可以放大感知的微观变化，提高实验的可见度。有些物理现象观察起来不明显，尤其是在演示实验时，很难使全体学生都看到实验现象，这时运用对比实验对微量变化进行“放大”，能提高实验的可
7、信度。例如，演示双金属片的实验时，在对双金属片的一面加热以后，要把双金属片翻转过来，再对另一面加热。若只对其中一面加热，如果金属片向下弯曲，学生可能认为这是下面的金属片受热多，膨胀大引起的，若正反两面各烧一次，结果都向铁片的一面弯曲，这样通过两次实验的对比，有力的说明了双金属片的弯曲是由于铜片膨胀较大。另外，运用“同时比较 ”的实验，可以提高课堂效益。例如，在研究单摆振动的周期时，教材介绍了三对“差时比较” 的对比实验。这些实验虽然使学生反复练习了振动周期的测定，但每次测出至少要3 到 4 分钟，共需 20 多分钟。这样，单摆这节就不可能用一个课时完成。若运用下列三对“ 同时比较” 的对比实验
8、问题就迎刃而解了。1取两个摆长相同、摆球相同的单摆，同时在不同的偏角下(偏角小于 50)摆动，可看到两个单摆是同步进行的。2取两个摆长相同，摆球质量不等的单摆，同时在相同的偏角下( 偏角小于 50)摆动，可看到两单摆是同步进行的。3取两个摆长不同的单摆，同时开始摆动，可以看到摆长短的单摆摆动快而且周期小。通过改进无需做 6 次实验，只需做 3次就可以了。且每次实验无需测出单摆的周期，这样不需 10 分钟就可以得出结论。因此用“同时比较” 实验，提高了课堂效益，且现象直观，可比性强。最后，可以通过比较法来验证理论推理，做好新旧知识的衔接，促进知识的正迁移。例如：把两只标有 220V、40W 和
9、220V，100W字样的白炽电灯分别进行并联或串联后，接入 220V 的电路中，判断这两种情况哪个灯泡较亮?根据平时的经验都是 100W 的灯泡较亮一些，即使老师通过分析和讨论得出串联时 40W 较亮，并联时100W 的较亮。但仍有一部分同学对分析感到不可靠，但如果我们通过可控实验来进行对比，学生就会信服了。同样，利用比较也可以防止知识的负迁移。例如：高一学生在学习力的分解时，由于受到初中物理“动滑轮的拉力是重物和滑轮总重的一半”的影响，他们会认为：“ 向上的两个拉力之和一定等于向下的总重”。为了解决这个问题，可利用对比实验，第一次将线沿竖直方向挂，此时两弹簧秤所示的拉力之和等于总重，第二次拉开一定角度，此时两弹簧秤所示的拉力之和远大于总重。通过对比实验，使学生懂得了结论的适用条件，有效的防止了知识的负迁移。总之，在物理教学中适时的运用“比较” 法，对教学难点的突破和对教学重点的突出，有非常重要的作用，能使一些不容易直接从理论上理解的问题变得简单而直观。希望大家快快行动起来，为改变物理教学现状而努力。
