“对比启发式教学”在物理教学中的应用

黎锦荣

（广东省广州市番禺区石楼镇海鸥学校）

物理教学，重在启发。对比推理，又称对比法。物理教材的素材中存在具有某些相同或相似点的不同现象、概念、规律等，这些相似或相同点，学生易混淆、不易掌握。搞清现象，掌握概念、定律和定理是学生学习物理知识的基础。老师通过对比，区分易混淆的现象、概念、定律和定理，是物理教学中常用的方法之一。中学物理教材内容的编写亦为教师们在教学中采用“对比启发式教学”提供了可观的素材。

一、常用的两种对比方法

（一）存异求同法

考察被研究现象的若干差异性，认识、归纳出它们共性的一面，从而认识到被研究现象间的联系。

所以 A1、A2、A3是 a、b、c 的共性。

能够运用存异求同法的条件是：在可对比研究现象的差异元素中，隐含着有教育意义的共性元素。

正确运用存异求同法，必须：

（1）分析、确定被研究现象可能存在的若干差异性元素。

（2）分析差异性中的差异元素和共性元素，概括并抽取被研究现象的共同元素。

例如：教师在教学中讲解力的概念时，首先给出有力存在的具体实例，如“人推车”“人提水桶”“马拉车”“人压桌子”“磁铁吸引铁钉”等，然后对上述实例进行对比得出结论：力是物体对物体的作用。它们的逻辑关系式是：

概括整理：力是物体对物体的作用。

（二）存同求异法：

从被研究现象的共性元素出发，通过对被考察现象的若干共性进行对比分析，从而认识归纳出它们之间的差异性，达到对被研究现象的清晰与深层认识。

所以 C1、C2、C3是 a、b、c 的差异性。

能够运用存同求异法的条件是：在可对比的被研究现象的若干共性元素中隐含具有教育教学意义的差异性元素。

正确运用存同求异法必须：

（1）确立被研究现象在同一场合或不同场合的若干共性元素。

（2）分析被研究现象的共性元素和差异元素，并概括被研究现象间的差异（或说是本质上的区别）。

如：在二力平衡的教学中，可通过与同一直线二力合成的对比进行（初中不要求掌握同一直线二力的合成）。两个力满足了同物、同线、等大、反向，此二力就平衡。同一直线上二力合成的条件是：同物、同线，方向相反或相同。以下结合三种情况进行对比：

（1）F1、F2二力：同物、同线、等大、反向——二力平衡，F合＝0。

（2）F1、F2二力：同物、同线、等大、同向——二力不平衡，F合≠0。

（3）F1、F2二力：同物、同线、F1≠F2、反向——二力不平衡，F合≠0。

逻辑关系：

场合 被研究现象 差异性

差异性：二力平衡与二力合成差异在二力的“方向和大小”。

二力平衡必须同时满足同物、同线、等大、反向的条件。

此处所用即存同求异法。通过进行对比教学，学生自然会清晰地认识到二力平衡是同一直线二力合成为零的特殊情况。

对比法中还有求同求异法，这对学生基础知识的要求较高。（这里不赘述）

从上面讨论可知，使用不同的对比法，其所需条件和逻辑形式各不相同，但进行归纳的行为都基本相同，即都需要：

（1）观察、分析被对比的差异性元素和共性元素，以获得共性元素或差异性元素。

（2）对获取到的被对比现象的差异性元素或共性元素进行概括性的整理。

二、“对比启发式教学”的定义

启发式教学，是教师遵循学生的认识规律，激发学生的求知欲和学习兴趣，引导学生积极开展思维活动，主动获得知识的一种有效教学方法。“对比启发式教学”就是教师引导学生对知识进行对比探究的学习活动，通过对比由学生自己去获取有关的知识。

如果学生想要运用知识进行对比学习，学生就必须具有形式正确可对比的条件。启发式教学中这些条件应在教师的引导下，由学生自己分析获得。因为这些条件可以通过分析引起被研究现象变化的内因和外因而获得。

因而进行“对比启发式教学”时，教师应：

（一）引导学生观察分析，获得正确对比的条件

1.引导学生观察、分析研究现象的场合，由学生自己获得可对比的差异性元素、共性元素。

引导学生观察分析被对比现象中的差异元素和共性元素，或两者都要分析，应视运用的不同对比法而定。引导语言诸如：“这两（几）次实验中，得到哪两（几）个实验结果，请比较这些结果”“定律1与定律2相同（或相似）吗”等等。

2.引导学生由观察分析结果中获取所需的差异性元素或共性元素。

引导语言诸如：“这两（几）次实验中，有哪些不同”“这两（几）次实验中，有哪些共同的地方”“此次实验与前次实验，有哪些共同点（或不同点）”“概念1与概念2又有哪几点区别”……

（二）在条件具备后，引导学生对获取到的被对比现象的差异性元素和共性元素进行概括的整理。

如上面讲解“力”时，概括出“力是物体对物体的作用”；二力平衡教学时，概括整理出“二力平衡是同一直线二力合成为零的特殊情况”。

三、“对比启发式教学”的常用对比方式

（一）列表对比

列表对比是将要进行对比的教学内容列成表格形式，引导学生求同存异。

例如：汽化现象的教学中，可引导学生列出下表进行对比：

蒸发 沸腾相同点 都是汽化现象，都要吸热区别发生地点 只在液体表面缓慢进行 在液体表面和内部同时剧烈进行温度条件 在任何温度下都可发生 只在一定温度（沸点）下发生温度变化 蒸发时液体温度降低 液体温度保持不变影响因素①与液体温度高低有关②与液体表面积大小有关③与液体表面气流速度快慢有关

这种对比方式还可以用在平衡力和相互作用力、光的反射规律和光的折射规律、质量（重量）和重力、动能和势能、串联电路和并联电路等教学中。

该方式不仅强化了学生对相应知识的理解，而且在引导学生列表的过程中，进行了求同或存异的步骤，既培养了学生思维的聚合性，又培养了思维的发散性。

（二）图象对比

物理图象具有直观性、高度抽象化的教学语言等特点，学生对其的认识往往比较少，对学习造成阻碍。通过对比，不仅可以使学生更好地认识物理图象本身，重要的是更能帮助学生理解物理规律，也有利于训练学生的抽象思维能力。

例如，晶体熔化图象和凝固图象的对比。

熔化图象

凝固图象

这种对比方式还可以在光的反射和光的折射、三种杠杆、并联、串联电路图等教学中运用。

（三）实验对比

实验是物理学科教学的主要手段。对一些易混淆的现象、概念等物理知识可采用对比性实验教学，直观、生动的实验对比，既提高了学生的学习兴趣，又可使学生深刻、准确地掌握知识，更能培养学生的观察、分析概括能力，从而提高教学效率。

如：八年级第十二章第2节“滑轮”教学中，引导学生认识定滑轮和动滑轮、滑轮组的特点是本节的重要内容。

识别：“定”与“动”

用力情况：“省力”与“不省力”施力方向：“改变”与“不改变”

绳子自由端移动的距离s与物体升高的高度h的关系。

通过演示操作，可将以上特点直观、生动地让学生观察、分析，令学生更深刻地掌握知识。

这样的例子，在初中物理教学中还有：影响摩擦力大小的因素，液体内部压强的特点、物体浮沉的条件、三种杠杆的特点等。

（四）习题对比

通过习题对比练习可以巩固和加深学生对知识的理解和掌握，可以引导学生灵活应用物理知识。如：在“浮力”的教学中，本人设计了如下一组题，引导学生讲题。（1）同一实心铁块，先后投入盐水、水和煤油中，它们所受到的浮力大小是：

A.投进盐水时浮力大；B.投进水时浮力大；C.投进煤油时浮力大；D.都一样大

分析：V排不变，ρ盐水＞ρ水＞ρ煤油，F盐水＞F水＞F煤油

（2）体积相同实心的铜块、铁块和铝块浸没于同一种液体内，它们所受浮力的大小是：

A.铜块受浮力大；B.铁块受浮力大；C.铝块受浮力大；D.都一样分析：V排不变，ρ液不变，F浮相等

（3）把质量相等、实心的铜块、铁块和铝块浸没在同种液体内，它们所受的浮力是：

A.铜块受浮力大；B.铁块受浮力大；C.铝块受浮力大；D.都一样

分析：ρ液不变，V铜＜V铁＜V铝，F铝最大

通过题组练习可以强化学生理解阿基米德原理：F浮＝ρ液gV排,也可以加深学生对“浮力的大小只与液体的密度ρ液和排开液体的体积V排有关”的认识。

除设计题组外，还可以设计“一题多解”的练习，这样可以培养学生的思维发散性和创造性，一题多解的对比，是选取最佳解法的有效途径。

综上所述，“对比启发式教学”在学习某些相似或相同、学生容易混淆的物理知识时，是一种很有效的教学行为，尤其在系统复习课中，更能显示出它的优越性。在教学中利用对比“求同或存异”，帮助学生掌握物理概念的内涵和外延，认识现象的本质，掌握规律的实质、适用范围、使用方法都很有用。恰当选用对比方法、方式，可以培养学生的思维能力，定能增强教学效果，提高教学效率，起到事半功倍的作用。