关于中职物理教学中比较思维方法的运用

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　　【摘 要】理解能力和分析能力是学好物理的基础，拥有这两种能力，才能发现不同概念之间的联系与区别，才能善于找出题目的关键“词”，才能将题中相关信息与对应的物理规律“牵线搭桥”，并发现彼此的异同，从而做到“举一反三”和“触类旁通”。本文就物理教学实践中如何运用类比和对比的方法澄清物理概念，用准物理规律，记忆物理知识几个方面作一些阐述。
　　【关键词】教学实践;比较思维;方法
　　 一、运用类比和对比，辨别似是而非的概念
　　 物理学中有许多用比值定义物理量的地方，如速度和加速度，电阻和电容，电场强度和磁感应强度等，中职学校有些学生不善于记忆，容易混淆。若采用比较记忆的思维方法，问题可以变得简单很多。
　　 例1：讲电容的概念时，可以将电容器类比于水杯。对某一确定的电容器，若板间电压U越大，则所储存的电荷量Q就越多，而比值不变，这个比值反映了电容器储存电荷的本领大小，由电容器本身决定;对某一确定的水杯，若倒入的水越多，即高度H越大，则所装水的体积V越大，水杯的容积反映了杯子容纳水的本领大小，由水杯本身决定。借此引出电容的概念和定义式C=，学生就容易接受些，且不易忘记。
　　 例2：讲速度与加速度时，学生不容易区分这两个概念，总有学生认为速度V越大，其加速度a就越大;或是速度变化量ΔV越大，加速度a越大。实际上，速度是位移与时间的比值，是反映物体运动快慢的物理量;而加速度a=，是反映速度变化快慢的物理量，即速度变化率。速度大，速度变化量ΔV不一定大，加速度a不一定大;速度变化率大，加速度一定大。加速度 a与速度V和速度变化量ΔV之间并没有直接的量值关系。
　　 例3：在讲动量与动能的关系时，总有学生误认为：两个物体如果动能相同，则动量一定相同，动量变了则动能一定变。事实上，动量是矢量，有大小和方向，当某一物体仅有速度方向变了而大小没变时，其动量是变了的;而物体的动能是标量，只考虑速度大小不考虑速度方向。
　　 像这样类似的概念还有速度和速度变化量及速度变化率，动量及动量变化量、动量变化率等。要区分这些相近的物理概念，需要我们从多个角度来分析比较，如判断它是标量或矢量，是状态量或过程量，它在物理中的具体作用、地位是什么，通过比较加深理解。
　　 二、运用类比和对比，记忆物理知识
　　 有比较就有鉴别，有比较印象才会深刻。根据知识之间的联系和区别，通过类比和对比来记忆物理知识，可以达到举一反三，强化记忆的效果。
　　 例1：在分析力和运动的关系时，根据加速度a、速度v是否共线，把运动分为直线运动和曲线运动;根据加速度a大小和方向是否恒定不变，直线和曲线运动又都可分为匀变速和非匀变速两种。像“自由落体运动”和“平抛运动”就分别是重力作用下a=g的匀变速直线运动和匀变速曲线运动，“匀速圆周运动”则是非匀变速曲线运动，因为加速度方向在不断变化。
　　 例2：分析静电力做功问题时，抓住与路径无关的特点启发学生与重力做功进行类比，重力做功会引起重力势能的变化，所以学生容易想到静电力做功必然引起某种能量变化。地球表面的物体处在重力场中都有重力势能，这种势能具有相对性和系统性。类似电场中的电荷应该具有电势能，其大小也应具有相对性，静电力做功会引起电势能的变化。这种关系同样可以类比分子力做功与分子势能的变化等。
　　 例3：在讲电源在电路中的作用时，可将电源的作用与抽水机类比。现用一根水管将有一定高度差的A、B水池（A的水位较高，B的水位较低）的水面连起来，水在重力作用下从高往低处流，直至A、B水池液面相平，过程中会有一个短时的水流，要让水管中有持续的水流，即要保持A、B水池中的高度差，就需要用抽水机将流入B池中的水不断地抽到A池，这个抽水机的作用就相当于电源在电路中的用途。这样类比，对初学的学生来说比较容易理解。
　　 三、运用类比和对比，准确把握物理规律
　　 要准确运用物理规律解决实际问题，就应把对应的物理定理、定律所研究对象的成立条件、适用范围、解题步骤等问题進行比较、区别。
　　 例1：动能定理和动量定理都揭示了力与运动的关系，它们都是对单个物体而言，均需对研究对象（单个物体）进行受力分析，都是重在抓物体的初、末两状态进行分析的，但也存在不同之处。动能定理是力对空间的积累，它讨论的是合外力所做的功与物体初、末动能变化的关系，它是一个标量式，不管速度方向，与路径无关，不管是直线还是曲线，也不管是恒力还是变力，是一个力做功还是多个力做功;而动量定理是矢量计算式，是力对时间的积累，讨论的是合外力的冲量与物体动量变化的关系，与速度的大小、方向都有关。明白二者的异同，就能根据题意选择正确的方法，列式计算。
　　 例2：对于洛伦兹力和电场力做功的问题。洛伦兹力和电场力，都是磁场对电荷的作用力。由于静止的电荷只能产生电场，而运动电荷既能产生电场又能产生磁场，洛伦兹力的对象是运动电荷，不是静止电荷。电荷在电场中某点受到的电场力为零时，该点的电场强度一定为0，但运动电荷若受到的洛伦兹力为零时，该点的磁感应强度不一定为0。运动电荷在洛伦兹力作用下做匀速圆周运动，速度方向不断变化，大小不变，洛伦兹力与运动方向垂直，不做功;而电荷在电场力作用下其速度方向和大小均可变化，在电场中移动电荷时电场力是做功的。
　　 四、运用类比和对比，拓展思路
　　 例1：渡河问题中，对于船在静水中的速度即船在水中，船对水的速度，很多学生不理解，采用类比方法则能很形象地说明问题。假想水面是一块以流速顺流而下的大木板，人在木板上行走，类比船在水中划行。当人垂直河岸在木板上步行到对岸时，同时也会随木板向下游流过一段位移;与船头垂直河岸划行同时随水流向下游的速度都一样，即不管大木板流不流动，在上面动的人对板的速度是一样的。这样类比，可以使问题更具体易懂，学生也会感到茅塞顿开。
　　 例2：对于图像问题。如s-t图像，横轴表示时间，纵轴表示位移时，斜率则表示速度;相交则表示相遇，即位移相同;与横轴交叉，则表示方向改变;而对于v-t图像，横轴表示时间，纵轴表示速度时，斜率则表示加速度，图线和时间轴所围面积表示位移（有正负），相交表示速度相同;与横轴相交表示速度反向。另如，将带电粒子在匀强电场中的偏转运动类比平抛运动，二者都是匀变速曲线运动，只是加速度的提供者不同，二者都可以分解为匀速直线运动和匀加速直线运动两个运动来处理。
　　 巧妙、恰当地运用比较思维来理解物理知识，可以激发学生的学习兴趣和提高学习效率。教学过程中，教师要适当指导学生如何作比较，比较什么。
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　　（湖南轻工高级技工学校，湖南  株洲  412200）
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