學(xué)生在成長(zhǎng)過(guò)程中會(huì)有許多的經(jīng)歷,參與各類活動(dòng),在活動(dòng)中所積累的知識(shí)都是學(xué)生學(xué)習(xí)的寶貴財(cái)富。在教學(xué)過(guò)程中如果有效運(yùn)用比較法和類比法將這些認(rèn)知適時(shí)地呈現(xiàn)在學(xué)生的眼前,和新學(xué)的知識(shí)進(jìn)行比較或者類比,將會(huì)大大提高課堂教學(xué)的有效性。下面我把在“質(zhì)量和密度”教學(xué)中對(duì)兩種方法的應(yīng)用的粗淺認(rèn)識(shí)拿來(lái)和大家交流,歡迎批評(píng)指正。
一、質(zhì)量概念的建立可以運(yùn)用比較法
質(zhì)量是物體所含物質(zhì)的多少。學(xué)生在初學(xué)這個(gè)概念時(shí)對(duì)“物體和物質(zhì)”容易混肴;“物體所含物質(zhì)的多少”這句話往往不能和實(shí)際的情況建立聯(lián)系,所以通過(guò)死記硬背記住概念而不會(huì)運(yùn)用。在講課時(shí)可以展示:一根鐵釘、一枚大頭針,哪個(gè)物體含有的鐵這種物質(zhì)多?學(xué)生在比較的過(guò)程中明白鐵釘、大頭針是物體,含有的鐵這種物質(zhì)多少不同。學(xué)生很容易的區(qū)分了物體和物質(zhì);不同物體所含有的物質(zhì)多少可能不同,“輕重”就不同,我們把這里的“輕重”用質(zhì)量來(lái)表示,所以“質(zhì)量是物體所含物質(zhì)的多少”,學(xué)生這個(gè)概念就可以理解的到位。把冰塊放在燒杯中用酒精燈加熱,使其熔化成水;用鐵錘把鐵釘敲彎;宇航員從地球到月球,所含物質(zhì)的多少?zèng)]有改變,所以質(zhì)量不變,因此質(zhì)量是物質(zhì)的一種屬性,不隨著狀態(tài)、位置、形狀的改變而改變??梢姡容^法的應(yīng)用對(duì)質(zhì)量概念的建立可以起到積極的作用。
二、天平使用方法理解時(shí)可用類比法
天平是中學(xué)物理要重點(diǎn)掌握的幾個(gè)測(cè)量?jī)x器之一,要求能夠熟練應(yīng)用。學(xué)生通常是死記測(cè)量方法:調(diào)節(jié)時(shí)“指針偏左向右調(diào)(平衡螺母)”;稱量時(shí)“指針偏左向右加(砝碼)”。死記住的東西能長(zhǎng)久嗎?作為教育家的錢偉長(zhǎng)先生經(jīng)常強(qiáng)調(diào):在學(xué)習(xí)上懂得了‘勤奮’,做到了‘努力’,也還必須得法。這個(gè)法很簡(jiǎn)單,那就是要‘弄通’,要‘理解’,切不要死記硬背。死記硬背的東西是沒有用的,也是不可能記得牢的?!?/p>
所以在講天平的應(yīng)用時(shí),常把蹺蹺板類比天平,幫助學(xué)生理解記憶天平的使用方法。玩過(guò)蹺蹺板的同學(xué)都知道:大人和小孩坐在離軸一樣遠(yuǎn)的地方,大人一邊下落;在小孩一側(cè)坐上另一個(gè)人(增加重量),有可能使得自己一端下沉,這說(shuō)明在天平較高的一端增加砝碼可以使該端下沉;一邊的小孩向后移動(dòng)(遠(yuǎn)離軸),也可以使得自己一端下沉,這說(shuō)明天平使用時(shí)平衡螺母向較高的一側(cè)移動(dòng)可以讓這一端下降。在講天平的使用時(shí)利用蹺蹺板的平衡原理來(lái)引導(dǎo)學(xué)生理解平衡螺母的移動(dòng)方向,理解稱量時(shí)砝碼的加減,拓展了學(xué)生思維,學(xué)生在理解的基礎(chǔ)上很容易就能記住天平的使用方法。
三、密度概念的建立最好運(yùn)用比較法
密度是指某種物質(zhì)單位體積內(nèi)的質(zhì)量,是反映物質(zhì)特性的一個(gè)物理量。這一概念比較抽象,若直接灌輸給學(xué)生,學(xué)生由于缺乏真實(shí)體驗(yàn),一般難以真正理解。通常老師的做法是讓學(xué)生進(jìn)行實(shí)驗(yàn),測(cè)量出不同物體質(zhì)量和體積。對(duì)數(shù)據(jù)分析、比較從而認(rèn)識(shí)到 “不同物質(zhì)單位體積的質(zhì)量一般不同;而同一狀態(tài)下,同種物質(zhì)單位體積內(nèi)的質(zhì)量總是相同的這一特點(diǎn),繼而認(rèn)識(shí)到質(zhì)量和體積的比值可以表示物質(zhì)的某種特性,我們用密度來(lái)表示這種特性,從而定義了密度。在此,學(xué)生理解“單位體積物質(zhì)的質(zhì)量”還是有一定的難度,對(duì)“密度”一詞的認(rèn)識(shí)也不夠深刻。
如果在建立密度概念時(shí)引導(dǎo)學(xué)生思考學(xué)過(guò)的質(zhì)量概念,學(xué)生理解上的困難就會(huì)迎刃而解。例如可以在測(cè)量出不同物體的質(zhì)量后展示體積相同但質(zhì)量不同的木塊和鐵塊。提出問題:木塊和鐵塊體積相同但質(zhì)量的大小不同,他們所含有的物質(zhì)多少相同嗎?如果相同體積含有的物質(zhì)的多少不同,就代表物質(zhì)在物體內(nèi)部的分布的疏密程度不同,物質(zhì)分布的越密,我們就所說(shuō)其密度越大。比較鐵塊和木塊含有的物質(zhì)的多少和內(nèi)部物質(zhì)的疏密程度來(lái)建立密度的概念,學(xué)生更容易接受,對(duì)密度的概念的理解更到位。
四、密度公式的理解應(yīng)該使用類比法
密度公式應(yīng)用時(shí)經(jīng)常會(huì)遇到這樣的題目:根據(jù)密度公式ρ= m/v,可知( )
A.密度與質(zhì)量成正比,密度與體積成反比
B.非同種物質(zhì)的質(zhì)量與體積也成正比
C.密度等于某種物質(zhì)的質(zhì)量與體積的比值
D.銅塊的密度是8.9×103kg/m3,它表示每m3的銅質(zhì)量是8.9×103kg/m3
關(guān)于密度與質(zhì)量、密度與體積的關(guān)系,學(xué)生通常會(huì)認(rèn)為:密度與質(zhì)量成正比,密度與體積成反比。所以在理解公式ρ=m/v時(shí),可以先從數(shù)學(xué)角度分析:對(duì)y=kx,y與x什么關(guān)系?學(xué)生數(shù)學(xué)上肯定清楚y與x成正比;進(jìn)一步問:有什么條件?學(xué)生也知道k為不等于0的定值。類比密度公式ρ=m/v可知:只有當(dāng)v一定時(shí),不同液體的密度與質(zhì)量成正比。同理類比y=k/x,可知在m一定時(shí),不同液體的密度與體積成反比。甚至還能想到:對(duì)同一種物質(zhì),質(zhì)量與體積成正比。
在此處利用學(xué)生已有的數(shù)學(xué)認(rèn)知類比密度公式,激活了學(xué)生頭腦貯存的知識(shí)信息,使學(xué)生能動(dòng)地認(rèn)識(shí)、理解并掌握知識(shí),讓學(xué)生在學(xué)習(xí)知識(shí)的同時(shí),提高獲取知識(shí)的能力,掌握科學(xué)的思維方法。
五、對(duì)密度的物理意義的理解可以用類比法
水的密度是1.0x103kg/m3,它的物理意義是什么呢?初學(xué)密度的同學(xué)對(duì)物理意義的描述往往會(huì)出現(xiàn)“每m3水的密度是1.0x103kg/m3”;“每kg的水體積是1.0x103m3”等錯(cuò)誤。我在講密度物理意義時(shí)先把學(xué)生已經(jīng)學(xué)過(guò)的“速度知識(shí)”搬出來(lái):人步行的速度是1.2m/s,其物理意義是什么?學(xué)生容易說(shuō)出來(lái)每秒鐘人步行1.2m。通過(guò)類比,學(xué)生也迅速說(shuō)出水的密度的物理意義是:每m3水的質(zhì)量是1.0x103kg。
可見,積極挖掘、尋找學(xué)生已有的認(rèn)知,在學(xué)習(xí)新知識(shí)時(shí)適時(shí)地呈現(xiàn),通過(guò)新舊知識(shí)的比較或者類比,把已有的知識(shí)充分的利用,學(xué)生可以自主發(fā)現(xiàn)探索新舊知識(shí)間的橫向聯(lián)系,利于開發(fā)學(xué)生的創(chuàng)造性思維,激發(fā)了學(xué)生自主學(xué)習(xí)的興趣。類比法和比較法的運(yùn)用為以后功率、壓強(qiáng)等新知識(shí)學(xué)習(xí)提供了可行的、有效的方法。
(作者單位:江蘇省蘇州學(xué)府中學(xué))