物理教学中的对比方式研究与实践

对比方式在物理教学中运用的探讨

许　波

摘　要:比较是一种方法，在物理教学中若将比较的方法以对比的方式加以运用，可以帮助学生辨析物理现象、概念、规律的同中之异、异中之同，以促进学生思考，把握其本质特征，从而加深对概念和规律的理解。

关键词:物理教学　对比方式　运用

比较是一切思维和理解的基础，是确定研究对象之间共同点和差异点的思维过程和方式，通过对事物相同和相异的比较，发现和揭示事物的内在本质。这种方法不仅广泛地运用于物理教学研究之中，也经常运用于物理教学之中。如果教师认真钻研教材，把握教材的特点，将比较的方法以对比的方式运用在物理教学中，就能促进学生思考，在对比分析中达到深化概念、活化规律、开拓思维、培养能力的目的。现结合中学物理教材，探讨几种对比方式在物理教学中的运用。

一、辨异对比

辨异对比即将相似、相近或相关的事物进行对比，找出它们的异同。

例如一对平衡力和一对作用力与反作用力的实质性区别:

它们的相同点:大小相等，方向相反，作用在一条直线上。

它们的不同点:作用力与反作用力作用在不同的物体上，同时产生，同时消失，属于同性质的力;而一对平衡力由两个不同的施力物体同时作用于同一物体上，不一定同性质也不一定同时产生或同时消失。

又如振动与波动的区别与联系:

运动现象:振动是单个质点的往复运动，波动是媒质中许多质点分别作振动的集合。

因果关系:振动是原因，波动是结果，有振动不一定有波动，有波动一定有振动。

运动图像:振动图像是一个质点不同时刻的位移，图像随时间延长而继续延伸，但原来部分曲线形状及位置不变;波动图像表示不同质点在同一时刻的位移，即某一时刻连续媒质中质点离开平衡位置的空间分布，整个波形随时间作周期性变化，当经过周期的整数倍时间后新波形与原波形重合。振动图像中一段完整的正弦图线或余弦图线所对应的横轴长度等于振动的周期;而波动图像中一段完整的正弦或余弦图线所对应的横轴长度等于波长。

速度:振动速度的大小和方向随时间作周期性变化，而波动速度为恒量。

通过以上的对比，不仅能使学生明确知识间的差异，精确区别各自内涵，防止知识泛化，而且还可以把握知识间的内在联系。

二、相似对比

相似对比即对不同类事物进行分析综合，比较出它们的类似特点，从而为认识和解决新物理问题找到可以借鉴的类似方法。

物理量的比值定义在中学物理教学中随处可见，如密度、压强、加速度、电阻、电场强度、磁感应强度等等。在教学中大量使用物理量前后对比讲授，既有利于新概念的引入，又加深了对旧概念的认识。特别是在总复习时进行归类对比分析，还能逐步总结出这类物理量的共性:这类概念均是用其两个或两个以上的物理量的比值来描述，它们本身不依赖这些相关量的大小，只存在量度关系，不存在因果关系。许多现象虽然其本质不同，但有着类似的变化过程和规律，如静电场与重力场、电磁振荡与单摆、分子势能与弹性势能、光的干涉和机械波的干涉、电容器与柱形水容器等。在教学中借助学生熟悉的类似知识进行新概念和新规律的讲授，就好像带着学生故地重游一样，从旧入新，以旧带新，这样的教学一定会轻松自然，收到事半功倍之效。

三、顺逆对比

顺逆对比即对物理过程的顺逆、思维过程的顺逆、解题方法的顺逆进行对比，使学生在分析和解决问题时思维流程自由地进行顺逆回环，增强逆向思维能力。

例如竖直上抛与自由落体运动、理想气体状态可逆变化、物质三态相互转化、透镜成像时物像共轭。又如物理学家奥斯特在发现“电生磁”后自然进行逆向设想“磁生电”，麦克斯韦由“变化的磁场产生电场”逆向联想到“变化的电场产生磁场”，力的合成与分解，运动的合成与分解，凸透镜成像中物像位置互换等一些由因导果，或执果索因，由正到逆或反逆为正，正逆交替的思维方法和过程。

四、正反对比

正反对比即对具有相反特征或对立倾向的物理现象规律进行对比。

例如电磁学中的左右手定则，初学的同学认识往往是模糊的，认为凡是要确定导体运动方向就用左手定则，凡是要确定电流方向就用右手定则，此时教师应及时引导学生对这两定则所对应的物理现象进行如下对比分析:虽然两定则中的四指方向指穿入手心方向，大拇指指向都表示同类物理量的方向，但运用左手定则的物理现象是导体中有了电流在磁场中受磁场力作用而运动;而右手定则的电磁现象中，是导体作切割磁力线运动而产生感应电流。从因果关系看，前者中电流是原因，导体受力是结果。后者中导体运动是原因，产生电流是结果。可见两者的原因和结果恰好相反。在具体运用两定则判断某物理量的方向时，要着眼于隐含在表面现象中的实质。如果所给出的物理现象是由于通电导线受磁场作用力而运动产生的，无论确定电流方向还是导体运动方向均应用左手定则。如果是导体作切割磁力线运动而产生电流，则不论是确定哪个物理量的方向都应用右手定则。通过上述对比分析，既可澄清学生的模糊认识，加深对知识的理解，又可教育学生树立起自然界任何事物内部都存在矛盾，且矛盾的双方互相排斥又互相依赖，在不断斗争中推动事物发展的哲学观点。

五、列表对比

列表对比即用列表的方式将相互关联又有区别、容易混淆的概念和规律进行对比。例如下表:(www.xing528.com)

三种电磁现象的比较

列表对比方法，具有直观、清晰、一一对应等优点，便于使比较对象形成对照，建立联系。尤其是当对象之间可比的方面较多时。

六、正确与错误对比

正确与错误是一对矛盾，通过矛盾双方的比较，可以找出病源点，暴露出不正确的思维途径，是预防和纠正学生学习中出现错误的有效方法。

正确的东西往往是在鉴别错误中形成和强化的，因此对于某个物理知识不仅要采用恰当的正确方法指导学生如何认识、理解、运用它，有时还有必要写出对应的错例，引导学生找出错误的根源，正误两者对比，印象深刻，能有效防止以后出现类似的错误。

例如:一汽车的速度为15米∕秒，从某时刻开始刹车，在阻力的作用下，汽车以2米∕秒2的加速度作匀减速直线运动，经过10秒钟后汽车离开始刹车点多远?

错误解法:

已知v₀、a、t，可以选用位移公式进一步就求得s，考虑到a为负值，则

s= v₀t－ at²

= 15×10－×2×10²=50(米)

正确解法:

按照动力学问题的基本思路，首先明确研究对象汽车作匀减速直线运动，根据实际情况汽车刹车减速到停下后并不返回，所以要考虑从刹车起经过多少时间汽车停下，这段时间未必大于或等于10秒，这样，应先求减速时间，可选用速度公式，以初速度方向为正方向，考虑到加速度为负值，则

v= v₀－at

0=15－2

t= 7.5(秒)

再用位移公式:

s= v₀t－

=15×7.5－×2×7.5²= 56.25(米)

第一种解法的错误在于不分析汽车的运动过程，死套公式。从表面上来看，已知三个量可得其他两个量，但问题是题目中给出的时间t= 10秒未必恰好等于汽车从刹车起到停下所经历的时间。汽车连续作7.5秒钟的匀减速运动后就停下来了，所以位移公式中的t等于7.5秒，而不是10秒。

物理教学中可以比较的问题是多种多样的，尽管物理知识多而散，只要教师做到勤于比较，善于比较，物理知识就会被串成串，连成链，做到多而不乱，井然有序。这样不仅便于学生对物理知识的深刻理解、正确记忆，还可以牢固掌握、熟练应用，达到物理教与学的目的。

参考文献:

［1］魏日升，张宪魁.中学物理教材教法与实验［M］.北京:北京师范大学出版社，1995.

［2］闫金铎，乔际平.高中物理概念、规律、方法［M］.北京:北京师范大学出版社，1983.

［3］王棣生.实验改革指导［M］.北京:学苑出版社，1999.

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