首页 -> 2007年第11期

教学比喻在物理课堂中的使用

作者:王启乐




  在一次电学课上,有学生问道:根据E=F/q,E与q不是成反比吗?为什么说场强E与试探电荷q无关呢?我请其他同学来回答,有一位同学举手发言道:这和我们在初中学过的欧姆定律中的电阻相似,与导体中的电流和两端的电压无关。虽然这位同学的回答还算清楚,但提出这个问题的同学就是对初中欧姆定律的内容没能理解清楚。这时我也没有直接回答,而是在黑板上写下了一行公式:(父子年龄差)=(父亲年龄)-(儿子年龄)然后反问同学:父子年龄差与儿子年龄有无关系?能否说父子年龄差随儿子的长大而变小?在学生的哄堂大笑后,我一本正经的总结道:对既定的一对父子,自然法则决定了他们的年龄必成等差变化,差值恒定,与儿子年龄无关。正好对应于:对给定的场点,自然规律决定了F与q成等比变化,比值恒定,与试探电荷电量无关。通过上面的例子可以看出恰当的教学比喻,能化解教学难点,提高教学效率,有时甚至能在笑声中,一劳永逸地解决那些原本很难说清楚的问题。
  
  (一)教学比喻
  
  所谓教学比喻,就是把比喻这种修辞方法移植到课堂上,用学生熟知的且与新知识有某些相似特征的事例,对应说明新知识的疑难之处,配合正面讲解,达到教学目的。常用的教学比喻有以下几种类型。
  1.联想型:爱因斯坦在谈到质能关系时,把不轻易释放能量的物质比作“守财奴”。一本国外的教材这样给电荷下定义:电荷是一种类似法国香水的东西——敷上它就能够吸引异性。这种比喻用一个奇妙的联想,把要说明的知识要点用一个极为常见的生活实例表达出来。能给人留下生动而深刻的印象。类似的例子还有用月存款额逐渐减少而存款总额仍在增加,来比喻加速度减小但速度仍在增大;用买菜时先问“多少钱一斤?”来说明定义密度概念时为什么要用“单位体积”,等等。
  2.论理型:知识要点与某个生活实例有数学上或逻辑上的同构关系,打比方时要经过适当的推理步骤,例如前述用父子年龄差的等差关系与电场力和试探电荷的电量的等比关系相喻。再如推导气态方程时,学生往往对取中介状态的做法感到陌生,就可以先出这么一道题:甲同学比乙同学高5cm,丙同学却比乙同学矮7cm,求甲同学和丙同学的身高关系。
  学生解这道题不费吹灰之力,但实际上这种“第三者搭桥”的思考方法与推导气态方程的思路是一致的,学生马上触类旁通。
  3.虚构型。有些知识点难以找到可比的实例,不妨虚构一个同理的事例,或利用现成的民间故事、笑话等,来进行比喻。例如有这样一个笑话:说是某人想咬掉自己的鼻子,但够不着。于是他站到板凳上,又站到桌子上,最后爬到房顶上,结果还是够不着,显然,在这件事中有决定意义的是嘴和鼻子之间的相对高度,而不是它们的绝对高度。这则笑话如用来帮助理解电势的相对意义,是再好不过了。
  
  (二)基本原则
  
  恰当的比喻,能使教学事半功倍,但如滥用比喻,也可能弄巧成拙。正确进行教学比喻应遵循三条基本原则:
  1.同构性原则——防止牵强附会。所谓同构性,就是比喻的主体(知识点)和客体(生活中的事例),必须在教学所需要的特征(为关键特征)上相同或相似。下面举个反例:用环城赛跑比喻热力学循环。前者是空间位置复原,后者是热力学状态复原,两者的相同特征极为肤浅,于教学帮助不大,而它们之间的不同点恰恰是教学中需要强调的。此喻本末倒置,还不如用水温升高再降低的例子更简便。
  2.简化性原则——避免得不偿失。所谓简化性就是运用比喻法应能化解知识难点,提高教学效率。一定要注意避免以下几种情况:①教师熟悉但学生不熟悉的事例,②事例涉及过多的背景知识,消耗大量时间的,③有可能节外生枝、产生新的疑点的事例。例如有位教师在讲解共振条件时,用教育中关于教师为主导,学生为主体,二者协调一致方能取得最佳教学效果的道理,来比喻驱动力频率与固有频率的关系。应该说他的出发点是好的,但他却忽视了学生尚未学过教育学,不知道何为“主导”和“主体”,于是反而成为新的疑点。
  3.教育性原则——避免不良影响。所谓教育性,就是运用比喻时要注重德育教育作用避免不良影响。如讲解作用力和反作用力时,举例说有个孩子落水,你冲上去救他,你向上拉的力和他向下拉的力大小相等、方向相反,但我们还是会义无反顾地去救他。这样就在有意的宣扬见义勇为的助人为乐的精神;倘若举例说明甲打乙一拳,实际上乙同时以同样的力也还了甲一下,那就无异是在教室里宣扬打架斗殴。
  4.有限性原则——切忌喧宾夺主。所谓有限性,包括两层含义:第一,比喻的作用是有限的,它只能帮助理解但绝不能代替对物理知识的正面阐述。比喻方法用过之后要趁热打铁,讲清物理本质,不能“见好就收”;第二,比喻的精细程度是有限的,重在说明物理思想,不能过分追求细枝末节,更不能脱离教学目的,随意添油加醋,喧宾夺主反而分散了学生的注意力,淡化了物理内容,这是运用比喻法时特别应特别注意避免的。
  总之,在物理课堂教学中,选用恰当的生活事例,把握基本原则,注意事例的科学性,用比喻的方法来说明相对抽象的物理概念,最大限度地帮助学生理解科学规律的本质,用已知来发掘未知,是一种非常有效的教学方法。这与教学法的“创设有效物理情境”和“直观性的原则”是一致的,和另一种常用的教学方法“类比”不同,比喻更加贴近生活,更易突破学生思维的“盲点”,因而也更为学生所喜爱和接受。但是,运用教学比喻,并不是以粗浅的事例代替科学精准的理论,更不是用随便的玩笑代替细致准确的讲解,而是要求我们紧扣教学目标和要求,把握物理概念的本质和特点。根据的具体问题,做到言之有理,言之有物,言之有据。物理教师要做到“善喻”并非易事,一定要认真钻研教材,准确把握所教学生的思维水平和特点,从日常生活和学生已掌握的知识中找到恰当的比喻,用于教学。只要我们持之以恒,注意积累,就一定能掌握好运用比喻的时机和技巧,使课堂妙喻精彩纷呈。