李思靜 鄭衛(wèi)峰

摘? ?要：物理概念教學是物理教學的基礎，目的是使學生掌握事物的物理屬性或物理現(xiàn)象的本質(zhì)特征。面對多且雜的物理概念，教師靈活地采用比較法幫助學生辨析概念，針對概念側重點不同，滲透類比法或對比法突出概念間的共通之處或本質(zhì)差異，在教學中幫助學生構建框架，能夠促進學生深入理解，建立體系。

關鍵詞：類比法;對比法;物理概念教學

引言

《2019年普通高等學校招生全國統(tǒng)一考試大綱》提出高考評價體系由“一核四層四翼”組成，其中“四翼”為考查要求，體現(xiàn)：基礎性、綜合性、應用性、創(chuàng)新性。扎實牢靠的基礎性知識為后續(xù)的學習和學生終身發(fā)展打下牢固的基礎[ 1 ]。物理概念是某類物理現(xiàn)象和物理過程的共同性質(zhì)和本質(zhì)特性在人們頭腦中的反映[ 2 ]。對物理概念的掌握是學生形成物理學科知識體系的基礎，但由于物理概念是對物理現(xiàn)象、物理過程抽象化和概括化的思維形式，在教學過程中，應盡量避免灌輸式教育導致的死記硬背、對概念的掌握始終停留在表層、不能學以致用等現(xiàn)象。

“比較”是人們認識事物常用的一種思維方法，比較法也是常見的物理教學方法之一[ 3 ]。比較法是把有某些聯(lián)系的兩種或兩種以上的事物加以對照，確定它們之間的異同及其相互關系，形成對事物認識的方法。比較法又可細分為類比法和對比法。類比是通過突出事物間的一致性進行比較[ 4 ]。在物理概念的教學過程中，采用類比法突出相似的物理概念中所蘊含的共通點，促進學生對物理各個模塊中的大量相似概念進行歸納，有助于其舉一反三。對比法則是通過比較，突出事物間的不同點，針對一些定義上相似但卻存在本質(zhì)差異的物理概念，通過對比找出概念間的本質(zhì)差別，理解差別形成的原因，有助于學生知其然更知其所以然。中學生面對大量的物理概念，教師應該根據(jù)概念本身的側重點來選擇教學方法。本文就通過舉例說明針對不同概念運用類比法或對比法在概念教學中的具體應用。

1? 類比同類型物理概念歸納共通之處

同類型物理概念指這些物理概念在某一個方面可以歸為一類，或物理量的定義形式一致，或物理量本身性質(zhì)一致等等，根據(jù)它們的一致性可以將其歸在一起進行類比，將看似毫不相干的物理概念通過共通之處聯(lián)系起來，從而實現(xiàn)講解一個物理概念相當于講了若干類似概念，呈現(xiàn)給學生較為全面的講解，同時也為學生減輕了學習繁雜物理概念的負擔。

1.1? 類比同形式概念學會舉一反三

在中學物理中的概念就有上百個，對于初學者來說，他們每接受一個新的物理概念，至少要記住以下四點：物理量的字母表示、計算公式、物理單位、物理含義。物理概念的教學是回答“是什么”的問題，其最大的特點是抽象，但這對于中學生而言，會因略顯枯燥、不易理解，即使是同形式的概念也容易將概念孤立理解。因此針對相同定義形式的物理概念采用類比法，剖析抽離概念間的共通之處，將獨立的概念用共通點串聯(lián)起來，就會達到事半功倍的效果。概念教學中采用類比法可以加深學習者對概念之間蘊含的共通之處的理解，以后碰到類似的概念時，能夠主動地運用類比得到結論。

表1中所舉7個常見的中學物理量的定義形式均為：單位某物理量（如：時間、體積、面積等）內(nèi)的某物理量（相應的如：位移、質(zhì)量、力等），公式均為：括號后的物理量除以括號前的物理量，即為物理量的定義式。初二學生在學習了第一章長度、時間的測量后，再在教師地引導下，理解速度的定義為單位時間內(nèi)物體通過的路程，即速度等于路程除以時間，單位為米每秒，物理含義是描述物體運動的快慢。那么在質(zhì)量與密度這一章節(jié)里，學習了質(zhì)量、體積后，采用類比法類比速度的學習，掌握密度的概念就相對輕松且記憶深刻了。并且多學幾個同形式概念后，再次遇到時就會不假思索地跳出速度的概念，立馬聯(lián)想到后面公式，單位，物理含義等一系列內(nèi)容的來龍去脈，從而達到舉一反三的效果。

1.2? 類比同性質(zhì)概念建立聯(lián)系

同性質(zhì)物理概念指物理概念間具有某些相同的性質(zhì)。性質(zhì)即事物的特性，是本身所具有的、區(qū)別于其他事物的特征。在教學同性質(zhì)物理概念時采用類比法，將之歸為一類，從而建立起物理概念之間的聯(lián)系。

例如，重力勢能與電勢能就具有以下相同的性質(zhì)①保守性：做功與路徑無關。②相對性：勢能的大小與零勢能點的選取有關。③系統(tǒng)性：勢能是屬于物體與場共有的。重力對于學生來說相對熟悉，重力勢能較之于電勢能相對容易理解[ 5 ]。抓住重力勢能與電勢能的共通之處，采用類比法，通過必修2中的舊知（重力勢能）來學習選修3-1中的新知（電勢能），這樣首先能降低教、學難度，其次學生不會再將力學和電學孤立理解，從而形成對物理這門自然學科的宏觀視角。

具有同性質(zhì)的物理概念還有很多，例如：機械能與內(nèi)能、密度與比熱容、電場強度與磁場強度、機械功率與電功率等等。學生從必修到選修的學習應該是層層遞進的，對力、熱、聲、電、磁的各個分支應綜合地看待。教師在教學時，針對同性質(zhì)的概念，通過類比建立聯(lián)系，不斷地從新知回到舊知，再從舊知升華到新知，那么對學生來說會更容易理解并掌握。

2? 對比孿生物理概念突出本質(zhì)差異

孿生物理概念指這些物理概念來自同一個源頭，名稱上類似但存在本質(zhì)差異。就像孿生兄弟，同父同母，一胞所生，但為兩個獨立的個體。孿生概念的文字定義相似度極高，導致學生容易混淆，比如：標量與矢量。但既為兩個概念，其定義中必存在不同的詞語，而這詞語往往是相對的概念。如果教師采用對比法教學，把相對的事物或同一事物的不同方面放在一起，加以比較突出差異性，凸顯本質(zhì)差異，可以提高對問題理解的精度，利于辨析概念，把握其本質(zhì)，增強知識的可用性。

2.1? 對比孿生概念把握本質(zhì)差異

由于孿生概念相似度極高，學生學習的最大障礙是將其混淆，如果教師通過對比凸顯差異，有助于學生把握概念的本質(zhì)，從而區(qū)別開來。教學時可先從共同的來源出發(fā)，根據(jù)具體劃分標準一分為二，再了解它們之間的連接點，清晰地呈現(xiàn)給學生這兩個概念的建立過程。這樣采用對比法給出這類概念的核心、關聯(lián)及區(qū)別學生就不易將其混淆，并在此過程中掌握了建立概念框架的方法。

以標量與矢量的對比為例：標量與矢量的概念看似簡單，幾個字就可以定義清楚。但是，在實際教學中，學生往往是死記硬背地記住哪些物理量是矢量，哪些物理量是標量。顯然這種方法既不可靠又只知其然不知其所以然，并且遇到新的物理量時無法自己做出判斷。授之以魚不如授之以漁。針對這樣的概念，教師采用對比法，突出本質(zhì)差異，使學生了解定義背后的原因，掌握判斷的方法。

標量遵循的是一般的代數(shù)法則，矢量遵循的是平行四邊形法則，此為二者本質(zhì)的差異。由于矢量是有方向的，所以加減不是能直接將數(shù)值按代數(shù)加減，而應該按照平行四邊形法則運算。例如向東3 N的力和向北4 N的力合成為5 N的力。而向東行走了3 m接著向北行走了4 m，雖然行走方向同樣不在一條直線上，但走過的總路程實實在在是二者數(shù)值的直接相加，路程為7 m，即為標量。在判斷時間是矢量還是標量時，有同學會想，有過去的時間也有未來的時間，為什么說時間也是標量呢？運用對比法，得到標量與矢量的本質(zhì)差異為運算方式不同，將此運用到判斷時間是標量還是矢量上，就容易想到時間只能是數(shù)值上的代數(shù)運算，即時間為標量。再比如溫度，雖然有+5℃，-5℃，但溫度與溫度之間的運算就是一般的代數(shù)運算，即溫度為標量。而力的相加減只有在同一直線上的時候等同于一般的代數(shù)運算，當兩個力成一定的夾角時，明顯二力的作用效果是不等同按代數(shù)運算直接加減的，即力為矢量。

2.2? 對比相同屬性概念知其所以然

相同屬性概念即概念間存在一些相同的屬性，教學時需要把握其中存在的不同點，而這也是學生需要掌握的重點，對比突出差異才能由差異反思實質(zhì)。如表2所示，聲音和光都屬于波，都能在空氣中傳播。但聲音在固體、液體和氣體中的傳播速度依次遞減，而光在其中的傳播速度正好相反。這是由對比突出二者的相反面，接著引導學生從“是什么”深入到本質(zhì)，去思考“為什么”，原因就是聲音的傳播需要介質(zhì)，而光在真空中的傳播速度最快，而固、液、氣的分子間距從小到大。

再比如，學習聲音的三要素之音調(diào)時，會結合生活提到水瓶琴的應用，敲擊水柱低的音調(diào)高。但當學生做題時遇到往水瓶里注水時，為什么又是隨著水的增多音調(diào)增高呢？同樣由對比突出了相反面，究其本質(zhì)：振動發(fā)聲，振動的頻率決定音調(diào)的高低。水瓶琴發(fā)聲是因為我們敲擊玻璃瓶帶動里面的水柱振動，而往水瓶里面注水發(fā)出聲音的主要原因是水瓶里的空氣柱振動，當水越多，空氣柱運動的空間越小，頻率也就越快，音調(diào)越高。

3? 小結

在概念教學中，我們應該根據(jù)物理概念的側重點來選擇是采用類比法歸納共通之處，還是采用對比法突出本質(zhì)差異。貫穿類比法和對比法講解相關知識，不僅使前后知識連貫，達到鞏固舊知，更好的理解新知的教學目的，促進學生對物理概念的整體把握，而且從簡單的物理概念教學回答“是什么”過渡到“為什么”，對比概念間的本質(zhì)差異，在概念教學中盡量讓學生知其然更知其所以然。

參考文獻：

[1]林躍明.用“一核四層四翼”引領高三政治深度教學[J].中學政治教學參考，2018（15）：48-50.

[2]王高.用思維變革物理教育[J].物理教師，2020，41（3）：10-13.

[3]劉國華.比較法在物理概念教學中的應用[J].湖南中學物理，2010（1）：24-25.

[4]顏巧瑩.比較法在高中物理教學中的應用[J].中國校外教育（理論），2007（3）：87.

[5]王治國.用類比演繹概念 用直觀化解抽象——關于“電勢能和電勢”的教學設計[J].物理教學探討，2019，37（4）：28-31，36.