比較法在初中物理概念教學(xué)中的應(yīng)用

編輯: 逍遙路 關(guān)鍵詞: 初中物理 來源: 高中學(xué)習(xí)網(wǎng)

物理學(xué)科與其它各門學(xué)科一樣,都有一系列作為理論出發(fā)點的基本概念,和由推理形式導(dǎo)出的定律理論。物理學(xué)在自己的發(fā)展過程中要求物理思維要有嚴密的邏輯性,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較法來結(jié)合物理概念中的教學(xué)來討論。

“比較”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)常運用的一種最基本的教學(xué)方法。這種方法的實質(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“假如一個人能看出顯而易見的差異,例如,能區(qū)別一支筆與一個駱駝,則我們不會說這個人有什么了不起的聰明。同樣另一方面,一個人能比較兩個近似的東西,如橡樹與槐樹,或寺院與教學(xué),而知其相似,我們也不能說他有很高的比較能力。我們所要求的是要看出異中之同或同中之異。”

比較法是根據(jù)一定的標準對某類現(xiàn)象在不同情況的不同表現(xiàn)進行比較的一種研究方法。比較的過程是使人在思想上確定事物(現(xiàn)象)之間異同關(guān)系的思維過程。凡是比較,都是在一定關(guān)系上根據(jù)一定的標準進行的。

由于比較法很適合于初中生學(xué)習(xí)物理知識,所以教材中很多概念,如速度、慣性、比熱、密度、壓強、等等,都是用比較法引出的,這種方法的作用應(yīng)引起各位同仁的足夠重視。本文就比較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、比較法為概念的引入提供了思維的支撐點

初中物理概念的引入往往用實驗的方法,然后對實驗的現(xiàn)象和結(jié)果加以比較進行的。比熱概念的引入就是一個典型的例子。教材為了研究物體的吸熱多少跟物質(zhì)種類的關(guān)系,就將不同物質(zhì)水和煤油的吸熱現(xiàn)象進行比較;由于比較必需在同一標準下才能進行,就對實驗的條件進行了控制,使水和煤油質(zhì)量相等,初溫相同,吸收的熱量也相等,以實現(xiàn)“單因子”實驗;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)種類的關(guān)系,通過水和煤油在同等條件下吸熱情況的比較,為“比熱”的引出提供了思維的支撐點。

又如:在“電磁感應(yīng)”概念的教學(xué)中,教師先點明,在以下實驗中,使用的靈敏電流計、導(dǎo)線、開關(guān)、磁場及磁場中運動的導(dǎo)體都是完全一樣的,現(xiàn)在,按下述步驟進行演示:(1)電路閉和,當(dāng)導(dǎo)體在磁場中不運動或平行于磁場線運動時,電流計指針不偏轉(zhuǎn),表明導(dǎo)體中不產(chǎn)生電流。(2)電路閉和,一部分導(dǎo)體在磁場中作切割磁場線運動,電流計指針偏轉(zhuǎn),表明導(dǎo)體中產(chǎn)生了電流。(3)在前步實驗的基礎(chǔ)上,分別取磁場線方向相同而改換導(dǎo)體運動方向,再取導(dǎo)體運動方向相同而改換磁場線方向,觀察電流計指針偏轉(zhuǎn)方向有何不同。(4)電路斷開,導(dǎo)體在磁場中作切割磁感線運動,觀察電流計指針是否偏轉(zhuǎn)。在實驗過程中,引導(dǎo)學(xué)生比較(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,比較(2)、(4)兩步的差同,可以使這一感性熟悉深化,即明確感應(yīng)電流產(chǎn)生的條件;比較(3)步實驗的不同條件,不同現(xiàn)象,就可以理解決定感應(yīng)電流方向的兩個因素。最后,教師指出聯(lián)系:左手定則。類似地,能否用什么方法來解決感應(yīng)電流方向、磁場線方向、導(dǎo)體運動方向這三者的關(guān)系呢?于是引出右手定則,并通過例題讓學(xué)生練習(xí)使用這一定則。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,并能用定則分析具體問題,更重要的是,他們又一次體會到比較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驗和學(xué)生實驗都是按比較法來編寫的,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。我們在教學(xué)時,要有意識地傳授這一思維方法,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)象因為一個條件的改變,將發(fā)生質(zhì)的改變,如交、直流發(fā)電機模型,就因為銅環(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、比較法可使學(xué)生對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)生對所學(xué)概念深刻、準確地把握。突出比較法,可使學(xué)生抓住概念的本質(zhì)特征,對概念有更全面、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,往往認為“壓力的大小總等于重力的大小”甚至認為“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)生這一錯誤的比較性例題如下,通過做題,將壓力和重力進行比較,收到了明顯效果。

例1:在下列各圖中,物體A重15牛,力F=7牛,求物體對各接觸面的壓力各是多少?這樣,通過該題中對各種情況下壓力的求解,能夠從定義、力的三要素角度對壓力和重力進行比較,使它們間的區(qū)別和聯(lián)系有一更深刻的揭示。可見,抓住概念的本質(zhì)特征進行比較是使學(xué)生理解和把握概念的有效果方法。

三、比較法可使學(xué)生靈活運用概念,促使概念活化

一個物理概念的表達式中,包含了定義方式、物理意義、及單位等內(nèi)涵。將表達式間進行橫向比較,能促使學(xué)生記憶概念、活化概念和深化概念。例如,速度概念的表達式V=S/t和功率的表達式P=W/t相比較,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,對同一物質(zhì)來說,它們的比值都一個“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,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”等之類的錯誤。

四、通過比較促進知識的正遷移

例如:把兩只標有220V、40W和220V、100W字樣的白熾電燈分別進行并聯(lián)或串聯(lián)后,接入220V的電路中,判定這兩種情況哪個燈泡較亮?根據(jù)平時的經(jīng)驗都是100W的燈泡較亮一些,即使老師通過分析和討論得出串聯(lián)時40W較亮,并聯(lián)時100W的較亮。但仍有一部分同學(xué)對分析感到不可靠,但假如我們通過可控實驗來進行對比,學(xué)生就會信服了。

五、利用比較法可以防止知識的負遷移

在應(yīng)用概念解決問題時,對物理現(xiàn)象不同方面的精細比較,為概念的正確應(yīng)用提供了出發(fā)點,正確的概念應(yīng)用建立在對不同物理現(xiàn)象比較的基礎(chǔ)上。例如,用慣性概念解釋圖2所示,當(dāng)忽然拉動小車時,木塊向后倒的現(xiàn)象時,思維的起點和要害,就是要通過比較拉動前后,小車狀態(tài)的不同之處,揭示小車拉動前后,木塊上部和下部的相同點和相異點。

學(xué)生在應(yīng)用概念解決問題時,就在頭腦的記憶中搜尋以前經(jīng)歷過的相類似問題,通過某些同方面的比較,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較方法。

假如學(xué)生在應(yīng)用概念解決問題時,對新舊問題不仔細地進行比較,既看到它們間的相同,又看到它們間的相異點,采用“拿來主義”的態(tài)度,盲目代換,就會出現(xiàn)概念僵化,形成知識的負遷移。如:許多學(xué)生在判定圖3所示,當(dāng)小車忽然向前移動時,瓶內(nèi)液體中的氣泡向什么方向移動的問題時,會照搬前面圖2中小車忽然向前時,木塊向后倒的結(jié)論,得出氣泡向后移動的錯誤結(jié)果?梢姡瑢Ω拍畹撵`活應(yīng)用離不開比較思維。

又如:在學(xué)習(xí)動滑輪之后,學(xué)生由于受“拉力是重物和動滑輪總重的一半”的影響,他們認為:只要用一個動滑輪,拉力一定是重物和動滑輪總重的一半。為了解決這個問題,可利用如圖的練習(xí)進行比較,使學(xué)生懂得了結(jié)論的適用條件,有效的防止了知識的負遷移。

六、將物理概念與生活相比較

有些物理概念看似深奧難懂,若將其與一些生活常識相比較,則能起到化難為易的較果。如:由于“電壓”和電場力做功的概念有關(guān),一般初中課本中對電壓都沒有明確的定義,教材采用直接引入的方法,這對學(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,說不出它是什么,更不了解它的物理意義。所以說電壓的概念,是初中學(xué)生感到最抽象、最難理解的概念,在初中階段還無法講清,對初中學(xué)生來說,接受起來有一定難度。這樣,也會影響學(xué)生的學(xué)習(xí)愛好。因此,我就采用這種方法。

用多媒體展示水流的形成,讓學(xué)生觀察實驗,得出要使水能夠流動必須要有水位差(水壓),然后再設(shè)問:要使容器中的水長久地流動而不是瞬間流動應(yīng)采取什么方法呢?這樣一設(shè)問,學(xué)生紛紛討論,氣氛很活躍。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。這樣,就為類比埋下了伏筆。

(1)元件的類比:把電流形成中的各個元件和水流形成的各個裝置相類比。小燈泡如同小渦輪,開關(guān)如同閥門,電路如同水路

(2)形成過程的類比:從水流的形成過渡到電流的形成。

(3)作用的類比:從水壓的作用過渡到電壓的作用,從抽水機的作用過渡到電源的作用。

(4)大小的類比:從改變抽水機抽水的快慢產(chǎn)生水流的大小過渡到電壓的大小產(chǎn)生電流的大小。

總之,通過這樣的比較和思考,學(xué)生豁然開朗,較快的接受了新概念?梢娺\用“比較法教學(xué)”對解決教學(xué)難點是很有益處的。

綜上所述,比較法在初中物理概念教學(xué)中有著突出作用。對教學(xué)難點的突破和對教學(xué)重點的突出,也有非常重要的作用,能使一些不輕易直接從理論上理解的問題變得簡單而直觀。同時還應(yīng)指出,比較方法的應(yīng)用離不開分析和綜合。沒有分析,就沒有比較的雙方,就沒有比較的內(nèi)容和標準,就沒有比較的各個方面;沒有綜合,就沒有比較的結(jié)果,就不能將比較內(nèi)容聯(lián)系起來形成結(jié)論。正因為比較與分析綜合有密不可分的關(guān)系,它才是思維的基礎(chǔ),使它在開始剛學(xué)習(xí)物理的初中教學(xué)中有廣泛的應(yīng)用。


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