戢运斌

摘要： “对比”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，揭示事物的本质和区别。正确运用对比法有利于教学难点的突破和教学重点的突出，有利于激发学生的学习兴趣，有利于培养学生的科学思维能力和探究能力。

关键词： 对比法探究学习物理学习

物理学科在发展过程中要求物理思维要有严密的逻辑性，要符合逻辑规律。物理思维的方法很多，这里仅就其中最典型的、最常用的比较法来结合物理学的实际来讨论。在物理教学中，有意识地引导学生辨析事物的同中之异或异中之同，使他们自觉地运用这一科学思维方法，深化对物理思想和物理规律的认识，可以达到弱化教学难点，帮助学生理解和接受新知的目的。同时学生在对比过程中利于发展思维，激发创造意识，以及提高分析问题、解决问题的能力。“对比”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对比，揭示事物的本质和区别。人们认识事物往往是从区别事物的本质特征开始的。而要区别就要有对比，有对比才有鉴别。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，运用对比法可帮助学生接受新概念并加深对概念的理解，能使知识融会贯通，开拓学生的思维，并培养学生的知识迁移能力。在物理教学中，既要求学生找出差异性极大的物理现象或物理概念之间本质上的共同点，又要求学生找出表面上极为相似的物理现象和物理概念之间本质上的差异。下面就高中物理教学中如何运用新方法中的对比法做进一步的探讨。

一、横向对比

在新旧知识的联系中，横向对比常常能为知识的平行式扩展起到最适宜的桥梁作用，使学生将一个学科领域内已经发现的知识、原理，以及研究方法“移植”到新的领域中去，由此及彼，把事物的固有规律揭示出来。如：对于简谐振动与正弦交流电，它们的运动有着本质的区别，但二者的运动形式又都遵循正弦规律，一个是回复力变化的结果，一个是线圈在磁场中匀速转动时切割速度的变化所致。因此在进行简谐振动教学时，可以引导学生把简谐振动和正弦交流电的产生及表示方法做横向对比，建立对应的关系，使学生加深对物理规律的联系、领会。再如，在进行磁感应强度教学时，可引导学生把磁感应强度定义公式B=F/IL与电场强度公式E=F/q进行对比，使学生认识到在二者公式形似的背后，其物理意义也存在着内在的统一——都是通过检验体受到该处的场力和本身相关量比值的方法来反映该处的强弱，但该处场的强弱又都只取决于场本身，与式中各量均无关系，学生在对比中自然更深刻地领悟了物理思想和方法的统一，加深了对抽象概念的内涵理解。另外在教学中对磁感线与电场线的对比，分子势能、电势能与重力势能的对比，以及各势能的变化均可借助对应的场力做功来类比、判断等，都可以使学生在横向对比中使原有的知识进行有效的迁移，从而提高思维水平，加深对物理概念的理解和事物本身固有规律的认识。

二、纵向对比

学生接受新知识的能力，很大程度上依赖于已经掌握的知识和方法，在教学中充分重视新旧知识的前后联系，使学生在对比过程中得以实现知识的扩充和巩固，准确把握物理概念的内涵和外延。高中物理中的一些概念或规律与初中物理中的知识是完全等同的，但更多知识是初中物理的延伸和拓展。对前一类的知识可通过讲授使学生在头脑中已有的知识印象得以重现和巩固，如：力、重力势能、动能、电流、电阻、能量守恒等；对后一类知识则可以引导学生在前后对比中进行深入理解和扩充，如速度的概念，初中物理通过路程和时间的比值定义，对比简单，而高中物理则在此基础上，用位移和时间的比值来进行衡量，赋予了矢量的特性。又如：在学习牛顿第二定律时，可引导学生把加速度两个公式a=F/m和a=△v/△t进行对比，说明力是物体产生加速度的根本原因，而速度变化的快慢则是加速度大小和方向在物体运动中的具体反映，一个是本质表达，一个是外在表现，物理意义不同。再如：在进行运动的合成与分解教学时，可以先通过具体的物理情景如小船过河或飞机投弹等，使学生对分运动合运动产生一定的感性认识和思维联系，然后引导学生与力的合成与分解中所得出的平行四边形定则作对比，从而使之扩展到速度、位移等矢量的合成与分解，使这一矢量法则体现出普遍的物理意义；通过纵向对比，可以促进新旧知识的衔接和融合，使学生对有关物理概念、规律的认识在原有基础上更进一层，更深一步，更远一点，避免产生“一个概念”、“两种解释”等现象，在深化的同时，提高学生的认识能力和思维水平。

三、同时对比

运用“同时对比”的实验，可以提高课堂效率。例如，在研究单摆振动的周期时，教材介绍了三对“差时对比”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“同时对比”的对比实验问题就迎刃而解了。

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5°）摆动，可看到两个单摆是同步进行的。

2.取两个摆长相同、质量不等的单摆，同时在相同的偏角下（偏角小于5°）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“同时对比”实验，大大提高了课堂效率，且现象直观，可比性强。

四、局部对比

在实际教学中，还可以把某些概念或概念的某些性质、特征进行对比，从局部对比的形式或质似来认识事物的内在规律和科学方法的统一联系。例如：在进行匀速圆周运动教学时,通过引导学生把线速度、角速度与高中物理速度的概念进行对比既可使学生对曲线运动中质点通过的弧长或角度关系进行运动快慢的描述方法领会更加深刻，又有助于学生对线速度矢量性、瞬时性的理解。又如：在学习感抗和容抗时，可以使学生通过对比发现：电感和电容对交流电都有阻碍作用，且阻碍作用均与交流电的频率有关，由X=2fL和X=1/fC可知阻碍作用及感抗、容抗的随交变电流的频率变化关系是不同的。另外，在实际教学中，引导学生对不同但相似的物理状态或情境恰当地进行对照，同样可以加强教学效果。再如：对不同运动状态下的传送带上的物体所受的摩擦力进行分析、对比，对平衡力中的两个力与作用力和反作用力中的两个力的异同进行对比，对光滑或粗糙面上物体的功能关系转化进行讨论等，都可使学生通过对同一规律在在不同条件下的应用或运用不同方法解决同类物理问题，在加深对物理概念、物理规律、物理现象认识的同时，提高对科学方法的运用，丰富学生的想象力和解决实际问题的能力。

五、整体对比

整体对比，即在宏观上对不同的物理现象、规律或概念进行相似的类比或相反的对照等，在教学中恰当地进行整体对比，可以使学生弄清概念和思维方法的构建。例如：对于三种基本场——重力场，电场和磁场，可以引导学生分别从场的产生、性质、场能变化和场力做功的关系进行对比，增强学生对这一客观物质的整体认识和把握，对其中的重力、电场力和安培力，重力势能与电势力等概念通过定义式进行对比，在形似的类比中捕捉性质上的相似与相异，感悟同类概念的共同性，可以使学生对概念的领悟更深一层，有助于对知识的系统理解和实际应用。又如：对直线运动，曲线运动的特征及成因进行对比分析，不仅可以使学生加深对物提受力和运动状态变化的内在联系，而且有利于学生从根本上对直线运动中的匀速、匀变速、变加速直线运动，曲线运动中常见的平抛运动、圆周运动，以及直线、曲线运动的特例——简谐振动等具体的运动形式加深理解和认识，进一步从宏观上系统性地把握和运用物理规律，解决实际问题。

六、实验对比

物理是建立在实践和应用的基础之上，学习物理知识的过程是一个“探究”与“创造”的过程，这正是“过程与方法”教学目标的内容。对比实验中不同的操作体现着不同的思想，不同的思想凝聚着不同的探究理念，因此对比实验是培养学生探究能力的有效途径。

实验：新教材在讲解摩擦力的部分是通过实验来研究的。教材介绍的实验方法如下图左所示。用弹簧秤水平匀速拉动木板上的滑块，用小纸团记录最大静摩擦力。通过实际操作，学生提出了很多问题，例如：用手拉动难以保证拉力水平且是做匀速直线运动；难以观察弹簧秤运动过程中的数据等。有同学从一道实验习题得到启发，提出如下图右的实验方法。我们又运用DISLab实验系统，用力传感器代替弹簧秤并且对实验数据进行处理。改变接触面粗糙程度、正压力大小、接触面积等实验条件，对摩擦力的性质进行了全面的探究。第二种实验方案有效克服了第一种方案的缺点，在操作过程中不断发现问题、解决问题，锻炼了学生的实验探究能力。

在高中物理课堂中应用对比实验教学，可以培养学生的学习兴趣，提高学生发现问题和解决问题的能力，培养学生设计实验及动手操作能力，有助于学生形成正确的物理概念、深入理解物理规律。通过探索实践，对比实验必将在高中物理课堂上展现出突出的优势。

可见，在高中物理教学中，引导、帮助学生恰当运用对比法，是提高物理教学质量，提升学生学习能力的重要手段。在教学中灵活、准确、熟练地运用对比法，不仅可以密切物理知识和物理规律的内在联系，而且可以使学生在对比中去伪存真，由此及彼，将知识和方法融会贯通，对教学难点的突破和教学重点的突出，对启发学生的思维，培养学生的创新能力，有着非常重要的作用和意义。