淺析“類比法”在高中物理教學(xué)中的應(yīng)用

◇　江蘇　王　旭

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淺析“類比法”在高中物理教學(xué)中的應(yīng)用

◇江蘇王旭

“類比法”是指由一類事物的某種屬性推測與其類似的事物也應(yīng)具有這種屬性的推理方法,它的作用是“由此及彼”．在高中物理教學(xué)中,“類比法”是一種常見的教學(xué)方法,也是學(xué)生自己獲得新知識、新方法的一種有效的思維方法．筆者現(xiàn)將自己教學(xué)過程中運(yùn)用“類比法”的一些體會小結(jié)如下.

1物理概念、規(guī)律教學(xué)中的類比

“類比法”是解決物理概念教學(xué)行之有效的方法之一，即讓學(xué)生借助已有的物理知識儲備為橋梁,從形象思維順利過渡到抽象思維,有助于接受和理解新概念．例如:引入“電勢能”時與“重力勢能”類比;將“電流”類比“水流”,建立“電流”的概念等．

有些物理概念可以類比生活實(shí)例加以理解．如“加速度與速度的關(guān)系”中“加速度減小,速度可以增大”的判斷,可以類比成長身高:長得越來越慢,但身高越來越高．

在復(fù)習(xí)物理概念時采用“類比法”能觸類旁通．如同為比值法定義的概念:電阻(R=U/I)、電容(C=Q/U)、電場強(qiáng)度(E=F/q),通過類比可以看出,定義式中比值都是“常數(shù)”,反映物質(zhì)本身的屬性．這可消除諸如“電壓為0時,導(dǎo)體的電阻為0”的低級錯誤．

在學(xué)習(xí)高中物理中一些定律和定理時也可以進(jìn)行類比,它能夠使已有知識和后繼知識之間發(fā)生相互作用,把規(guī)律推廣到其他類似的情境中去,促進(jìn)知識的遷移．如在學(xué)習(xí)庫侖定律F=kQ1Q2/r2時可以類比萬有引力定律F=Gm0m/r2.這2個定律不僅結(jié)構(gòu)上相似,在適用條件上也有類似之處:庫侖定律適用于點(diǎn)電荷之間,萬有引力定律適用于質(zhì)點(diǎn)之間.在學(xué)習(xí)動量定理I總=Δp時可以類比動能定理W總=ΔEk,動量定理可以理解成“力對時間的累積與物體動量變化的關(guān)系”,而動能定理則是“力對位移的累積與物體動能變化的關(guān)系”.在學(xué)習(xí)電荷守恒定律時可以類比能量守恒定律、質(zhì)量守恒定律來理解,讓學(xué)生有一個完整的守恒思想.再如在介紹理想變壓器的規(guī)律時可以類比初中學(xué)過的杠桿知識:杠桿省力不省功,變壓器變壓不變能．諸如此類的物理規(guī)律之間的類比還可以舉很多,在此不再贅敘．

2物理模型教學(xué)中的類比

物理模型的復(fù)雜性和多樣性是物理難學(xué)、難教的主要原因之一．教師在授課時可以引導(dǎo)學(xué)生進(jìn)行物理模型上的類比,形成知識遷移,適應(yīng)各種變化．

例如在學(xué)習(xí)帶電粒子在勻強(qiáng)電場中的偏轉(zhuǎn)時,教師可找出運(yùn)動的性質(zhì),類比“平拋模型”來介紹;對“豎直平面內(nèi)的圓周運(yùn)動”,教師可將不同的模型進(jìn)行歸納、類比．如與“繩球模型”類似的有豎直(光滑)圓弧內(nèi)側(cè)的圓周運(yùn)動、水流星的運(yùn)動、過山車運(yùn)動等,與“桿球模型”類似的小球套在豎直圓環(huán)上的運(yùn)動、小球在豎直圓管內(nèi)的運(yùn)動等．

除了實(shí)物對象的模型可以類比外,物理過程模型也可以進(jìn)行類比．如“水平傳送帶模型”與“滑板木塊模型”的問題、“子彈木塊模型”與“木塊木板模型”,它們有類似的運(yùn)動過程、能量轉(zhuǎn)化方式,教師可以將這些過程進(jìn)行對照,這樣的類比分析可以拓展學(xué)生的思維深度,達(dá)到融會貫通的目的．

3物理方法教學(xué)中的類比

學(xué)過物理的人都有一個感受,盡管有時門類、章節(jié)不同,但很多物理方法還是相通的．例如控制變量法,在力學(xué)中“探究加速度與力和質(zhì)量的關(guān)系”時用到,在恒定電流“探究影響導(dǎo)線電阻的因素”中也會用到,在電磁學(xué)中“探究變壓器的輸出電壓與哪些因素有關(guān)”時還會用到．教師在和學(xué)生一起進(jìn)行實(shí)驗探究時要善于聯(lián)系、類比,讓學(xué)生抓住物理探究的方法才能提高學(xué)生實(shí)驗的科學(xué)素養(yǎng)．

教師在習(xí)題評講時除了知識點(diǎn)的歸納，也要注重解題方法的滲透．比如圖象法,v-t圖象的面積表示位移,F-t圖象的面積表示沖量,I-t圖象的面積表示電荷量．通過這些圖象的類比,介紹其共同用到的微元求和思想,學(xué)生們再去解例如電場中E-x圖象等新問題時就不會手足無措了．只有教會學(xué)生解題的方法才能從“授人以魚”變成“授人以漁”．

教師通過類比,可以讓學(xué)生在“不同之中尋求相同”,掌握知識的共性,又能在“相同之中尋求不同”,掌握知識的區(qū)別．教學(xué)中應(yīng)用“類比法”的目的是幫助學(xué)生理解,但對類比的事物,要避免機(jī)械類比的錯誤．對本身就比較直觀的物理概念與物理現(xiàn)象等,就沒有必要類比,用了反倒顯得啰嗦,沖淡主題,使教學(xué)重點(diǎn)得不到突出．實(shí)踐證明,只有恰當(dāng)?shù)剡\(yùn)用類比,物理課堂才會更有氣氛,學(xué)生學(xué)習(xí)的興趣才會更濃．

(作者單位：江蘇省海安高級中學(xué))