摘要:比较法是研究科学的重要方法,是科学教学的重要方法,也是科学教学中培养学生能力、开发学生智力的重要手段。本文主要从解析规律、概念辨析、实验整合和公式应用四个方面,多角度阐述了比较法在初中科学复习课教学中的应用。目的是通过对这种教学方法的探索,进一步提高初中科学课堂教学的效率。
关键词:初中科学;复习教学;比较法;实践应用
初中科学是一门综合学科,它包括物理、化学、生物以及地理的一些知识。内容较多,涉及的知识面很广。特别在复习课中,如果没有一些好的复习方法,复习起来会使学生的思维混乱,没条理。更不用说复习效果了。
比较法是研究科学的重要方法,也是科学教学的重要方法,是科学教学中培养学生能力、开发学生智力的重要手段。在复习课中正确地加以利用更是一种事半功倍的好方法。在多年的科学课的教学过程中,笔者巧妙地采用“比较法”对科学知识进行复习,取得了较好的效果。
“比较”是人们常用的思维方法,是找出事物之间的差异点和共同点的思维方法,通过事物间相同特征或相异特征的比较,提示事物的本质和区别。人们认识事物往往是从区别事物的本质特征开始的。而要区别就要有比较,有比较才有鉴别。事物之间在现象上和本质上都存在着同一性和差异性。现象上的同一和差异一般来说是容易识别的,而本质上的同一和差异就不那么容易识别。
而许多科学知识思维和规律具有可比性,运用比较法可帮助学生接受新概念并加深对概念的理解,尤其在复习课上运用,能使知识融会贯通,开拓学生的思维,并培养学生的知识迁移能力。在科学教学中,既要求学生找出差异性极大的科学现象或一些概念之间本质上的共同点,又要求学生找出表面上极为相似的科学现象和概念之间本质上的差异。
一、在解析规律方面,用比较法澄清学生思维的盲点
牛顿第一定律知识是初中教学的一块重点内容。学生能否理解掌握是学习“力学”的基础与关键。所以在学习了牛顿第一定律的基本内容之后,笔者举例了几个对比的、具有一定递进性的练习帮助学生对该知识的巩固。
1.竖直上抛一个物体,在某个时候,如果突然失去一切外力作用,(1)上升到B点位置时的运动状态如何?(2)在上升到最高点A点时的运动状态又如何?(3)上升到B点与下降回到B点的状态是否相同?(如下图甲所示)
(2)如斜抛呢,在抛物线的最高点C时失去一切外力时的运动状态如何?(如下图乙所示)与竖直上抛甲图中的最高点A的运动状态是否相同?
(3)物体做圆周运动时,如果突然失去一切外力作用,它的运动状态将又是如何?(如下图丙所示)
经过学生比较分析,能区别看似相同的点而其运动状态却不同。比如是物体竖直上抛到最高点与物体斜抛至最高点,在一切外力消失的这样一个相同条件下,因为物体的原有的运动状态不同,其结果也是不同的。前者会处于静止状态,而后者则会作匀速直线运动,所以其实这两个点的运动状态的本质是不同的。
有些事物虽然在现象上相似,但本质上却存在差异。通过求异比较,注意到其原有状态不同,在一切外力消失的这样一个相同条件下的结果也不同。又可进行求同比较,如上面甲图中除A点外的其他位置的任何一点与乙图的某一点以及丙图的某一点,只要原来是运动的,在一切外力消失的这样一个相同条件下,结果是相同的,都作匀速直线运动。通过这样的求同比较和求异比较,使学生能更准确理解牛顿第一定律,并且培养了学生在学习过程中学会寻找和分析比较这类题目对于提高自己的分析问题能力和后续的自学能力等非常重要。
然后,在此基础上又补充了一题作为后期检测,具体题目是:如图所示运动员在铅球比赛中的场景。铅球离手后,在空中飞行过程中动能EK随时间t变化的曲线最接近的是( A )
只要学生认识到速度是动能的影响因素,经过上面几个小题力学问题的求同求异的比较作为铺垫,可谓“水到渠成”,在复习时,几乎全班学生都选对了,并且能很好去解释选A而为什么不选C的原因是在斜抛至最高点C点是有速度的,那么也是有动能的。动能不为“0”,所以不会选C选项。然后又让学生结合滚摆滚动时与单摆摆动时的动能和势能的转化过程与之比较,不用我们老师再费口舌,学生都能很好地解决。如果没有进行比较,可能学生也很难区别掌握这些表面上看似相似而却有些不同的现象。
若此时能趁热打铁,逆向思考,点明牛顿第一定律中指出“当物体不受力的作用时,它的运动状态将保持不变。”“那么当物体受力的作用时,它的运动状态就会怎么样呢?一定会改变吗?”当学生解释这些看似矛盾的问题却包含着力学的最基本最重要的内容,也是学好力学的必备“武器”。通过这样的“逆向”提问及追问,迫使学生去积极思考:物体的运动状态保持不变的条件有:物体不受力(任何外力)的作用或受平衡力作用。然后对同样是处于静止或匀速直线运动状态比较其先决条件不同,前者适合在理想状态下(不受力的作用)的受力分析,后者适合实际生活中的受力分析。比较归纳得出“物体受力作用时运动状态可能不变”与“力能改变物体的运动状态”中的两“力”的内涵是不同的。
通过这样一个层层递进的比较去解决一个看似“矛盾”的问题变得异常简单明了,从而有效提高加深思维含量,理清知识脉络。达到了轻松教学的目的。而上述这些问题如果分散讨论,那么真的会成为学生心目中的矛盾问题。
通过这样的求同求异比较,学生豁然开朗,较快解决了一大重点与难点。可见运用“比较法教学”对解决教学重难点,澄清学生思维的盲点是很有益处的。
二、在辨析概念方面,用比较法化解学生的易错点
用“比较”法可以深化概念。在上新课时,知识往往比较分散,复习课上教师要帮助学生通过比较,把一些有内在联系的知识串联起来,以深化概念。
笔者在教授相互作用的两个力(作用力与反作用力)和平衡力两组概念时,为能更好区别,我们可以用一个“施恩图”来解决。具体做法如下,先出示如下左图,让学生填写图中空白处,在讨论的基础上进行填写。两者的区别有三点,一是是否作用在同一个物体上;二是两个力的性质是否相同;三是两个力是否同时消失。然后笔者通过几个练习来检测比较“平衡力”与“作用力与反作用力”概念的区别,学生反馈的效果很好。
如一本科学书放在书桌上,书受到的平衡力是(B)
A.书对桌子的压力与桌子对书的支持力 B.书受到的重力与桌子对书的支持力
C.书受到的重力与书对地球的引力 D.书对桌子的压力与地面对桌子的支持力
通过这个练习中每个选项的分析比较,巩固了对“平衡力”与“作用力与反作用力”概念的区别。
在初中科学教学中,利用图示法对相似概念进行比较经常可以使我们的教学起事半功倍的效果。这样学生就很容易区分掌握。如果分散开进行教学,即单独去讲两者的知识,学生很容易“张冠李戴”,混淆概念。所以在平时的教学中,看似简单的概念,但是对学生来说必须给予清晰的区分,才能使他们学得轻松,记得牢固。我们教师要善于发现这些概念的异同点,并加以诠释。
在初中生命科学教学中,特别是复习课,如何帮助学生能举一反三、全面系统准确地认识掌握概念,并从各个概念中找出生命活动的规律,将知识融会贯通,这是生物教学中的一个难题。采用比较法复习能较好地解决这一难题。
笔者认为复习生命科学方法是抓住几条知识“主线”,从而带出相关概念内涵的教学效果不错。
如在复习生物结构层次的有关知识时,先提出构成生物体结构和功能的基本单位是细胞,然后先让学生写出从“细胞到生物圈”的各个层次的主要概念,用一条主线表示出来。即:生物的结构层次:细胞→组织→器官(→系统)→个体→种群→群落→生态系统→生物圈。通过这条线去复习各个结构层次的相关知识点。并且在复习时运用分析、比较和归纳等方法,可使学生准确地掌握各层次概念的内涵和外延。中学生认识事物时,往往抓不住事物的本质特征,对那些相近的概念、名词混淆不清,琢磨不定。有比较才能鉴别,一切事物总是相比较而存在的。在复习时,把这些名词、概念放在一起经过比较,有利于学生加深对这些名词、概念的理解。
生物学知识,本来有它固有的联系,但在教材编写时,不得已将它们分割开来,编入不同章节中。我们在教学中,因学生的认识能力方面的原因,因不能联系太广而给学生以零散的感觉。复习时,可以将分散了的有关名词、概念集中起来,经过比较来理解他们的内在联系和规律。
三、在实验复习方面,用比较法整合实验的关键点
实验教学是科学学习的重要的手段,实验复习课有一特点是内容比较散,但许多实验在梳理时发现都有一个“根”,如果把“根”研究透,就能达到事半功倍的效果。
如在初中电学实验教学涉及三个重要实验:探究欧姆定律、伏安法测电阻和伏安法测电阻的电功率,下面这个电路图就是这三个电路实验教学的“根”。这个“根”就是它们的共性,基本相同。
通过以“根”为基础比较三个实验的异同点开一个专题复习课的效果很好。相同点主要有:电路图、实物图和电路的连接方法相同,电路中各个元件在不同实验中的基本作用相同。不同点主要有:三个实验各自的实验目的、实验原理、实验步骤以及结果的数据处理方式的不同等。由于三个实验的实验目的和实验原理的不同,所以接在电路中的滑动变阻器除保护电路的这点作用外,在各个实验中也有不同的作用。在探究欧姆定律实验中研究电流与电压的关系时还有改变电阻两端电压的作用,实现多次测量,从测量数据中寻找电流与电压的关系为目的。在研究电流与电阻的关系时,却是保持电阻两端的电压相同的作用,即实现控制变量的目的,从而能准确得出电流与电阻的关系;在测量定值电阻的电阻的实验中有改变电阻两端电压,为求电阻的平均值而实现多次测量的目的;在测量电阻的电功率实验中,起改变电阻两端的电压到指定值的作用。滑动变阻器的作用是初中电学中的重点与难点,在不同电路中它起的作用很关键,我们通过电路图这个“根”,根据每个实验的目的来反推滑动变阻器的作用,也可谓“水到渠成”,同时也解决了实验原理以及数据处理问题。抓住电路图这个“根”,把三个重要的电学实验知识如同植物连“根”拔起,即有相联系的东西,也有不同的“分枝”。然后通过几个例子去巩固。通过这样一个专题的比较复习,大大提高了学生的复习效率,增加了学生的思维活跃度,学生课堂的参与度也大大增加。
四、在运用公式方面,用比较法强化科学量的异同点
对于物理计算题,在初中阶段,主要就是十多个公式的灵活运用。但对于初中学生来说如何正确灵活地运用这些公式是一大难题。本人运用比较法强化这些科学量的差异点,效果很好。科学中物理公式常可分为决定式和定义式。其中公式W=Fs与公式p= ,两个公式的形体上都有F与S,学生容易把它们混为一谈。所以我们在复习时应该从功和压强的决定因素上去比较,功的大小决定于力的大小和在力的方向上通过的距离的大小。力越大,在力的方向上通过的距离越远,做功越多,且成正比,所以两个量相乘。而压强的大小决定于压力的大小和受力面积的大小。压力越大,压强越大,成正比,受力面积越小,压强越大,成反比。所以压强等于压力与受力面积之比。从而能清楚区分两公式中的F的内涵的不同和S是分别属于两个完全不同的物理量。同理分析比较p= (压强决定式)与P=Fv(功率决定式)的区别等。密度定义式ρ= 与功率定义式P= 的区别是先理解比较各个定义的不同,自然得到不同的定义式。还有欧姆定律的推导式I= 与电阻定义式R= 的区别,欧姆定律的推导式I= 从实验推导上去理解,而R= 却是定义式,应该从电阻的定义去理解,用于计算电阻的大小。但是电阻的大小又不是决定于U与I的大小。电阻的大小却是由组成导体(这个电阻)的材料、长度与横截面积的大小决定的。学生只有很好地理解区别这些公式,他们在解题中才能灵活运用,才不会因写错公式而失分。
在化学这块内容中同样有涉及科学量的计算问题。比如说计算溶液中溶质的质量分数的计算方法是:溶液中溶质质量分数= ×100%;又如计算不纯物质中某成分的含量,例大理石中碳酸钙的质量分数= ×100%。这两者的计算存在高度的相似,即在一混合物中计算某一成分含量的方法,共同点是用该成分的质量与混合物总质量之比,就如小学生求班级男生或女生占班级总人数的百分数相似。通过寻找比较解题方法的相似性进行对知识的整合也是复习课的一大好方法
总之,在科学复习课中适时的运用“比较”法,对解决科学知识的重点、难点,深化和区分概念、以及在运用科学公式计算时的作用和实验复习上的应用等都有着非常重要的作用,能使一些不容易直接从理论上理解的问题变得简单而直观,能更深入地理解和牢固掌握科学知识,提高复习效率,起到事半功倍的作用。同时培养学生学会学习,掌握复习科学知识的科学方法,提高学生终身学习的能力。
(作者单位:浙江省玉环城关一中 317600)
论文作者:汤秀雪
论文发表刊物:《中学课程辅导·教学研究》2015年5月上供稿
论文发表时间:2015/7/10
标签:学生论文; 比较法论文; 概念论文; 电阻论文; 科学论文; 作用论文; 状态论文; 《中学课程辅导·教学研究》2015年5月上供稿论文;