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        運用比較思維培養(yǎng)科學(xué)能力

        2011-12-23 14:28:32周艷
        關(guān)鍵詞:導(dǎo)體重力物體

        周艷

        所謂比較是對兩個或兩個以上事物進行研究,找到其相似或區(qū)別之點,找出異中之同或同中之異,從而發(fā)現(xiàn)和揭示事物的內(nèi)在本質(zhì)。在物理教學(xué)中運用比較思維辨析物理概念,有助于知識系統(tǒng)化,消除模糊認(rèn)識,加深知識的理解和記憶,可達到深化概念、活化規(guī)律、開拓思維、培養(yǎng)科學(xué)能力的目的。

        (一)相同概念的比較思維

        各種不同物質(zhì)一般都有各自一定大小的密度、比熱,不同的晶體有不同的熔點,不同物質(zhì)沸點不同,不同燃料有不同的燃燒值,不同的導(dǎo)體有不同的電阻率等等。譬如讓學(xué)生在復(fù)習(xí)、查看物質(zhì)密度表時,應(yīng)通過對比,歸納出如下規(guī)律性知識:(1)通常固體的密度最大(軟木除外),液體密度次之(除水銀外)氣體最小;(2)一般金屬的密度大于非金屬的密度,金屬中鋁的密度最?。唬?)液體中水銀密度最大,它比常見的金屬銅和鐵的密度還大;(4)海水的密度大于水的密度,純水的密度為1.0×103千克/米3,通常就可以診斷是普通水的密度,冰的密度為0.9×103千克/米3;(5)每種物質(zhì)都有一定大小的密度。從因體到液體,其中鋁和大理石、冰和蠟、煤油和酒精的密度值相等,對于這些物質(zhì),如果只知道密度值,是不能判斷它們是哪種物質(zhì)的;(6)氫的密度最小,僅是水密度的十萬分之九,是空氣的百分之七,所以節(jié)日的彩色氣球都充以氫氣,使其有能在空氣的浮力作用下升空。經(jīng)過這樣的歸納總結(jié),大大加強了同學(xué)們對密度和物質(zhì)密度的認(rèn)識與理解,提高了運用與計算能力。物質(zhì)的比熱、熔點、沸點等特性都可以進行類似的歸納、總結(jié)。

        (二)相似概念的比較思維

        如壓力與重力、壓力與壓強、慣性與慣性定律、蒸發(fā)與沸騰、實像與虛像、電壓與電流……所有這些概念學(xué)生極易混淆,如果指出它們的重要區(qū)別,譬如壓力與重力的比較;(1)產(chǎn)生的原因不同,重力是由于地球吸引而使物體受到的力,是非接觸力;而壓力則是垂直作用在物體表面上和力,是接觸力。(2)力的方法不同,重力的方向總是豎直向下的;而壓力的方向總是垂直于互相擠壓物的接觸面。(3)二力的作用點不同:重力的作用點在物體的重心上;而壓力的作用點則在被壓物體的受壓表面上。(4)二力的性質(zhì)不同:重力屬于引力類;而壓力屬于彈力類。(5)二力產(chǎn)生的效果不同:重力的效果是使物體垂直落向地面;而壓力通常是使物體發(fā)生形變。它們在某些情況下也有密切的聯(lián)系,物體在水平面上只受重力和支持力的作用時,物體對水平面的壓力是由于重力產(chǎn)生的,在數(shù)值上壓力的大小等于重力。通過這樣的比較,學(xué)生對概念的物理概念就理解更深,掌握更牢了。

        (三)相似公式的比較思維

        初中物理課本中所述及的物理都是由三個或四個物理學(xué)量組成,每一個物理公式都表示一個物理概念或一個物理規(guī)律。對待物理公式,首先掌握計算相同物理量的物理公式是定義式還是決定式。譬如:I=Q/t是電流的定義式,I=U/R是決定式,也是量度式;R=U/I是電阻的量度式,卻不是決定式,電阻是反映導(dǎo)體阻礙電流的一種性質(zhì),是由導(dǎo)體的電阻率、導(dǎo)體的長度、導(dǎo)體的橫截面積決定的,與U、I無關(guān),這可與密度公ρ=m/v比較說明,學(xué)生容易接受。

        相似實驗的比較思維。為某一個物理概念和規(guī)律,通過相似實驗的對比來說明物理概念和規(guī)律。如演示水在低壓下的沸騰,一種方法是抽氣,另一種方法是冷水降溫,前者是分子數(shù)減少,壓強減小,后者是氣體體積收縮,分子運動速度減小,使壓強減小,裝置相同,條件不同,達到目的卻是相同。

        (四)相似現(xiàn)象的比較思維

        所謂相似現(xiàn)象的比較思維就是對實驗的過程、順逆進行比較,使學(xué)生在分析和解決問題時思維流程自由地進行順逆回環(huán),增強逆向思維。如凸透鏡成像時物近像遠(yuǎn)與像近物遠(yuǎn),可用光路可逆進行對比說明:又如物質(zhì)三態(tài)相互轉(zhuǎn)化,奧斯特發(fā)現(xiàn)“電生磁”與法拉第發(fā)現(xiàn)的“磁生電”等都可以通過比較和分析加深學(xué)生對相似現(xiàn)象的理解。

        (五)解題方法的比較思維

        一題多解,并對各種不同的解法進行比較,掌握各種方法的使用條件及優(yōu)劣,達到靈活運用的程度。如兩只相同的燈泡“220V 60W”串聯(lián)后接入照明電路中,求其總功率為多少,一般的計算方法為先求電阻、總電阻,再求電流,最后求總功率。這樣費時并易錯,如根據(jù)二只燈泡銘牌相同,那么電阻相同,串聯(lián)后電壓相同,即等于110V,于是兩燈泡的功率各為15W,這樣很快得也總功率30W。

        解題的比較思維會給學(xué)生很深的感受與啟發(fā),若長期堅持,可以大大發(fā)揮學(xué)生的創(chuàng)造性思維能力,使之思維更加敏捷。

        (作者單位:江蘇省揚州市邗江區(qū)汊河學(xué)校)

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