類比法在物理教學中的應用

教學方法要適合特定的教學內(nèi)容。首先，物理概念和規(guī)律的理解、物理過程的分析、物理模型的構(gòu)建等這些高中物理教學中常見的難點，決定了常規(guī)的講授法往往不能獲得較好的教學效果。掌握了合適的教學方法就能較容易地提高教學效果。本文著重討論類比法在教學中的應用。

一 類比法的概念

類比法也稱比較類推法，是指由一類事物所具有的某種屬性，可以推測與其類似的事物也應具有這種屬性的推理方法。其結(jié)論必須由實驗來檢驗，類比對象間共有的屬性越多，則類比結(jié)論的可靠性越大。類比法的特點是“先比后推”?！氨取笔穷惐鹊幕A(chǔ)，“比”既要“比”共同點也要“比”不同點。對象之間的共同點是類比法是否能夠施行的前提條件，沒有共同點的對象之間是無法進行類比推理的。

二 類比法在物理概念教學中的作用

高中物理教學中，對于抽象的、學生難以理解的概念可使用類比法進行教學，效果會更好。如電場概念教學過程中，拿一瓶香水藏在講臺上，問學生聞到了什么（提示學生存在香味），并讓他們交換位置后再次回答香味有何不同（提示學生位置的不同導致香味濃淡不同）。然后將“電場”類比為“氣味場”，將“互換位置的學生”類比為“檢驗電荷”。當學生對氣味場有直觀的認識后，也就容易聯(lián)想到電場的客觀存在，更進一步理解了檢驗電荷是用來檢驗電場的，電場的強弱是由電場本身決定的，與檢驗電荷的電量無關(guān)的這一客觀事實。相同的還有電場勢和重力場勢概念的相似、水流和電流概念的相似、萬有引力和庫侖力概念的相似等。

三 類比法在物理規(guī)律教學中的作用

由于規(guī)律相同，用已學過的熟悉知識類比新知識也是教學中常用的類比手段之一。由于物體受力特點相同，平拋運動與帶電粒子垂直進入電場中的偏轉(zhuǎn)運動規(guī)律相同；衛(wèi)星圍繞地球公轉(zhuǎn)運動與核外電子圍繞原子核公轉(zhuǎn)運動相同。這些都是認知結(jié)構(gòu)同化作用的表現(xiàn)，教學中可以大膽類比，啟發(fā)思維。再如“機械波形成”一課的教學中，對于介質(zhì)中各質(zhì)點圍繞中心位置的振動、各質(zhì)點振動間的關(guān)系、各振動質(zhì)點與振源的關(guān)系、波形的變化等問題，可以在課堂上安排學生進行演示活動，一列學生站成一排依次下蹲、起立演示波的傳播，最后讓學生自己總結(jié)機械波形成的相關(guān)問題。

四 類比法在物理現(xiàn)象教學中的作用

一般教學中通過物理實驗來展現(xiàn)物理現(xiàn)象。但有些實驗在課堂教學現(xiàn)場中無法或較難完成，如當一輛汽車鳴笛從觀察者身邊疾馳而過時，喇叭的音調(diào)會發(fā)生變化。當汽車靠近觀察者時，音調(diào)會變高，而汽車遠離觀察者時音調(diào)會變低，這個現(xiàn)象屬于多普勒效應。但因為聲波無法直接觀測到，它很難在教室重現(xiàn)，很難定性解釋這個效應，學生對多普勒效應的產(chǎn)生原因理解起來有一定的難度。所以教學中，教師可借助以下的模擬實驗來進行類比：觀察者站著不動時有一列隊伍勻速從身旁走過，記錄下一段時間內(nèi)通過的人數(shù)N；如果觀察者與隊伍反向而行，記錄下相等時間內(nèi)通過的人數(shù)N1；若觀察者與隊伍同向而行且速度小于隊伍的速度，記錄下相等時間內(nèi)通過的人數(shù)N2。比較發(fā)現(xiàn)N1

五 類比法在物理方法教學中的應用

物理方法是研究和處理物理問題的思路、方式。一般而言，一個物理方法可以解決一類或幾類具有相同或相似特征的物理問題。若在教學中注意抓住不同物理問題卻具有相同研究方法的特征，橫向類比，在不同知識內(nèi)容上使用同一研究方法，則可達到提綱挈領(lǐng)的目的。如速度、加速度、角速度等這些物理量都是位移量與時間的比值；如勻速直線運動、勻加速直線運動、勻速圓周運動等都具有相同時間內(nèi)某物理量的變化量相等這一特征，用變化量與所用時間之比就可以表示變化快慢。在教學中可以用速度定義的過程作為類比的依據(jù)，對加速度、角速度等進行類比。這樣，許多同學都能掌握如何用比值法來定義這類物理量。

借他山之石，攻我之玉。因為進行類比的兩個（或兩類）研究對象可以是同類也可以不是同類（如前文提到的“電場”和“氣味場”）；進行比較的屬性可以是某一種或某幾種（如前文提到的“速度”“加速度”等），也可以是本質(zhì)的或非本質(zhì)的（如前文提到的“聲波”和“學生隊列”）。物理學發(fā)展史上的許多科學假說和語言都是運用類比的方法所創(chuàng)立的。同時教學中應該向?qū)W生強調(diào)一點：通過類比所得到的結(jié)論并非一定正確，它還需要大量實驗事實來驗證。

〔責任編輯：龐遠燕〕