谈谈比较法在高中物理教学中的应用

杨彦春 王雪明

【摘 要】比较法是物理教学中常用的一种思维方法。物理是一门自然科学的基础学科，特别是高中物理有很多的公式、概念、模型、定则、实验，它们有相同点和不同点，在高中物理教学中，我们会发现很多学生对这些公式、概念、模型、定则、实验存在易混淆，不易掌握的现象，在日常教学中运用比较法对学生掌握物理知识是很有帮助的。

【关键词】高中物理;课堂教学;比较法;应用

比较法是通过观察，分析，找出研究对象的相同点或不同点，它是认识事物的一种基本方法，辨析事物的同中之异，异中之同，让人更能把握事物的本质属性。俄国教育家乌申斯基说：“比较是一切理解和思维的基础;我们都是通过比较来了解世界的一切。”可见比较法对认识自然，认识事物具有重要的作用。比较法是物理教学中常用的一种思维方法。物理是一门自然科学的基础学科，特别是高中物理有很多的公式、概念、模型、定则、实验，它们有相同点和不同点，在高中物理教学中，我们会发现很多学生对这些公式、概念、模型、定则、实验存在易混淆，不易掌握的现象，在日常教学中运用比较法对学生掌握物理知识是很有帮助的。

一、运用比较法，有助于学生对物理公式的记忆

物理公式比较多，有些是定义式，有些是决定式，学生往往分不清记不住，这时可以在教学中运用比较法，例如讲电容定义式时，可以比较电场强度定义式，为了确定电场中某一点场强，可以在该点放一个检验电荷，用它所受的电场力和它所带的电量的比值来计算，但该点场强与放不放入检验电荷无关，不能说场强与检验电荷所受的电场力成正比与其带电量成反比，这是定义式的特点。与此相同，为了确定电容器的电容，可以给它充电，用其带电量除以电压来算，但电容与其带电量和所加电压无关，电容器不充电，它也有电容，不能说电容跟电量成正比，与电压成反比。那么电容和场强由哪些因素决定呢？这时可以引入平行板电容器决定式，然后比较点电荷场强决定式，分析点电荷在某点场强是由源电荷的带电量和该点到源电荷的距离决定，平行板电容器的电容由介电常数、正对面积、两极板间距离决定，通过比较，学生不仅对定义式和决定式会区分得比较清楚，而且还可以加强对前面学过公式的记忆和理解，一举两得。

二、运用比较法，有助于学生对物理概念的理解

高中物理有些概念很抽象，学生不容易理解，用比较法可以帮助学生把抽象的物理概念变得形象、易懂。高中物理选修3-1电场这一章里面有一节课叫电势和电势差，里面有几个概念，电势、电势差、电势能、等势面，很抽象，学生往往感到很难理解，这时可以运用比较法，电势类似日常生活中的高度、电势差类似高度差、电势能类似重力势能、等势面类似水平面，这样通过与日常生活中的概念对比，学生会感到很形象，很通俗，可以很好的帮助学生度过电场这一难关。研究表明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或方法，在教学中应充分重视新旧知识的对比，使学生在比较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。

三、运用比较法，有助于学生对物理模型的建构

物理是研究物质运动的，但物质的运动往往又是复杂多变的，可以通过建立物理模型来把复杂多变的运动简化和理想化，抓住运动本质因素，舍去次要因素，更能突出运动的本质特征和一般规律，所以建构物理模型，是学生学习物理的重要方法。在高中物理教学中运用比较法，可以帮助学生更好的建构物理模型。高中物理教材中介绍了三种典型匀速圆周运动的物理模型，一种是卫星绕地球做匀速圆周运动，一种是电子绕原子核做匀速圆周运动，还有一种是带电粒子在匀强磁场做匀速圆周运动，比较这三种运动，我们会发现，前面两种是类似的，一种是万有引力提供向心力，得;一种是库仑力提供向心力，得，前面两种圆周运动可得出同一结论：轨道半径r越大，线速度越小，而后一种带电粒子在匀强磁场做匀速圆周运动不同，它是洛仑兹力提供向心力，可得出不同的结论：轨道半径越大，线速度越大。通过这样的比较，学生不仅对这三种典型匀速圆周运动的物理模型有了更深刻的认识，而且也能激发学生建构和分析物理模型的兴趣。

四、运用比较法，有助于学生对物理定则的运用

高中物理课本中有安培定则（右手螺旋定则）、左手定则和右手定则的教学内容，学生学完这三个定则后往往容易将其混淆，很多同学分不清楚什么时候用什么定则，甚至有些学生用左手定则时，伸出的四指居然是弯曲的，如果比较一下这三个定则会得出这样的一些经验，判定力（包括安培力和洛仑兹力）的方向都用左手，运用左手定则时四个手指是伸直的和大拇指在同一平面。而安培定则和右手定则是用右手，这两种右手的手势是不同的，安培定则用的右手四指是弯曲的，所以安培定则又叫右手螺旋定则，它是用来判定通电螺线管的南北极和直线电流周围磁场的方向，运用右手定则时右手的四指是伸直的和大拇指在同一平面，右手定则是用来判定导体切割磁感线这种电磁感应现象中感应电流的方向。经过这样的比较，学生对这三个定则就能区分清楚运用自如了。

五、运用比较法，有助于学生对物理实验的归纳

实验是高中物理重要组成部分，在高考中也占有相当的比重，高中物理实验有十几个，学生普遍感到很多很零散，很难把握。在高三复习实验的时候很有必要帮助学生对这些物理实验进行比较、归纳和总结。例如在复习力学实验的时候，可以用打点计时器这一仪器为主线，比较这些力学实验，思考哪些力学实验是可以用它来完成的？通过对比发现如果涉及求加速度和速度的实验可以用打点计时器完成，包括研究匀变速直线运动、验证牛顿第二定律、探究动能定理、验证机械能守恒、验证动量守恒。在复习电学实验的时候，可以把测金属电阻率、描绘小灯泡的伏安特性曲线、测电源电动势和内阻的三个实验原理图画出，进行比较，去分析电流表的内外接法，滑动变阻器的限流分压接法，以及误差分析，注意事项分析等。通过比较分析，可以更好地归纳总结高中物理实验。

六、运用比较法，有助于学生对物理知识体系的整合

物理是一门知识体系比较完整的基础学科，构建完整知识体系是学习物理的重要方法。要构建好知识体系，最好能找出各部分知识内容的联系，对于高中物理知识，它前后衔接其实是很紧密的，但在教学过程中经常会有学生提出，热学和原子物理这部分知识让人感到是孤立，和前面的力学知识好像没什么关系，这时如果通过认真的比较会发现，其实热学和原子物理部分与力学知识是有关系的，前面的力学主要是研究宏观物体的运动、状态和能量，后面热学和原子物理是研究微观物质的运动、状态和能量，不同的是，宏观物体的运动轨迹可以确定的，能量可以是连续的。而微观物质运动轨迹具有不确定性，能量也是不连续的。通过这样的比较，学生对前后知识的关系会豁然开朗，从而达到优化和整合物理知识体系的作用。

实践证明，在高中物理教学中，恰当地运用比较法，可以使学生对知识加深理解，促进联系，融会贯通，可以开拓学生思维，增强学生的综合分析能力和知识迁移能力，培养学生的创新意识和科学素养，符合新课程标准的基本理念。比较法不是孤立的，它经常需要与其它物理研究方法一起运用，如分析归纳法、观察法、实验法、等效法、模型法、控制变量法等，我们应根据教学内容，选择合适的一种或多种研究方法，为学生更好地学习物理知识，为学生终身发展发挥应有的作用。