高中物理教學(xué)課堂中的類比法的運(yùn)用解析

宗德君

類比法就是同類進(jìn)行比較推理的方法，它主要通過對(duì)兩個(gè)事物之間存在某種相同或者類似的共同點(diǎn)，來推斷它們之間是否還存在有其他方面的相同相似點(diǎn).物理學(xué)科的基礎(chǔ)以實(shí)驗(yàn)為奠基，往往能夠給人一種很具體、直觀的感覺.那么，怎樣將類比法運(yùn)用到物理的教學(xué)中呢？比如：物理現(xiàn)象、規(guī)律之類的都可以使用到類比法，通過類比法的運(yùn)用，可以很好的激發(fā)學(xué)生的想象力和推斷能力，從而讓學(xué)生在不知不覺中獲取新的知識(shí).隨著教學(xué)改革的步伐越邁越快，這就要求教師不斷地更新教學(xué)方式與模式，以讓更加多的學(xué)生掌握好高中物理這門學(xué)科，從而提高教學(xué)的質(zhì)量.在教學(xué)過程中，合理地運(yùn)用類比法，能夠有效地幫助學(xué)生在解答題目的時(shí)候簡(jiǎn)單化，能夠?qū)⑿屡f知識(shí)相互連接，達(dá)到以點(diǎn)帶面的學(xué)習(xí)效果.

1 教學(xué)過程中對(duì)學(xué)生類比思維步驟的培養(yǎng)

教學(xué)過程中最難的工作就是對(duì)難點(diǎn)的突破工作.在突破環(huán)節(jié)中，首先要依靠已經(jīng)掌握的一些基本的物理模型，比如，碰撞模型（兩小球）、爆炸模型、人船模型等.通過這些模型的參照后，再將待探究問題與類似已知的規(guī)律、模型以及物理過程進(jìn)行對(duì)比，這過程需要找出“相當(dāng)”的物理量，然后通過現(xiàn)有的公式套入，將問題順利解決.在高中物理學(xué)習(xí)階段中使用類比法進(jìn)行解決問題的時(shí)候，它的解題過程是可以進(jìn)行簡(jiǎn)單化的.常規(guī)分析，類比法在教學(xué)中的使用方法分為以下三個(gè)步驟；

1.1 開展知識(shí)構(gòu)建工作，找到類比原型

在時(shí)常的教學(xué)階段內(nèi)，都會(huì)聽見學(xué)生們討論說物理知識(shí)能看得懂也聽得懂，可是，在做練習(xí)題的時(shí)候卻容易出現(xiàn)錯(cuò)誤.剖其原因所在，學(xué)生的學(xué)習(xí)效果不理想，主要是學(xué)習(xí)缺乏系統(tǒng)性的知識(shí)，學(xué)生的學(xué)習(xí)知識(shí)太零散了，沒有能將知識(shí)融會(huì)貫通.

學(xué)者歐拉曾經(jīng)指出：“類比的性質(zhì)就是大膽的創(chuàng)造，不過得首先將其相似屬性找到”.在學(xué)生學(xué)習(xí)知識(shí)的過程中，當(dāng)遇到新的知識(shí)點(diǎn)的時(shí)候，總會(huì)很認(rèn)真努力地尋找原有知識(shí)結(jié)構(gòu)中的相似點(diǎn)以及相同的信息，在新的物理問題產(chǎn)生的時(shí)候，也會(huì)嘗試通過將自己掌握的方法進(jìn)行解決.譬如：在電場(chǎng)學(xué)習(xí)這一過程里，首先老師應(yīng)該將電場(chǎng)與磁場(chǎng)的相似的屬性一一地列出；電荷與電荷兩者之間存在著相互作用力，磁極相互之間也一樣存在著相互作用力；因?yàn)殡姾芍車h(huán)境存在著電場(chǎng)，所以，通過類比的形式分析出磁極周圍也有磁場(chǎng)的存在；因?yàn)殡姾芍g不能夠進(jìn)行直接的作用力，需要電場(chǎng)的傳遞幫助，由此可以通過類比分析出磁極間的相互作用同樣也不能直接的產(chǎn)生，因此，在磁極間相互傳遞的相互作用也必須依靠磁場(chǎng)來決定；根據(jù)電場(chǎng)是一種物質(zhì)，可以推判出磁場(chǎng)其也是物質(zhì).

為此，當(dāng)老師要在新課程教授時(shí)，需要在學(xué)生原有學(xué)習(xí)的知識(shí)結(jié)構(gòu)中，將相應(yīng)的類比原型找到，然后通過分析以此來幫助學(xué)生能夠更加容易地接受新的知識(shí)點(diǎn).

1.2 課堂中將類比法對(duì)新舊知識(shí)進(jìn)行比對(duì)

教師在傳授知識(shí)上課的時(shí)候，應(yīng)該讓學(xué)生做到溫故而知新，不斷地讓學(xué)生對(duì)舊知識(shí)的復(fù)習(xí)加深理解，從而引出新的學(xué)習(xí)點(diǎn)，找出它們存在的關(guān)聯(lián)，也就是類比出它們的相同相似點(diǎn)，這樣可以讓學(xué)生從中獲得更多的啟示，那么接下來的學(xué)習(xí)也就簡(jiǎn)單易懂了，這樣既鞏固了舊知識(shí)點(diǎn)又把新的知識(shí)點(diǎn)帶入，從而讓學(xué)生掌握整個(gè)知識(shí)體系.

通過選好類比模型就可進(jìn)行新舊知識(shí)的比較.譬如：在授課過程中建立功率這個(gè)概念時(shí)，通過學(xué)生對(duì)速度的熟悉，使其將概念的整個(gè)形成與速度進(jìn)行類比.把物體運(yùn)動(dòng)的快慢與做功的快慢進(jìn)行相互比較，可以用相同的時(shí)間比較位移，也可以使用相同的位移比較時(shí)間，但是位移和時(shí)間兩者不相同時(shí)，速度的定義需要看齊單位時(shí)間內(nèi)通過的位移.相同道理，物體做功的快慢對(duì)比可以用于相同的功比較所花的時(shí)間，還可以用相同的時(shí)間來比較所做的功，當(dāng)做功和時(shí)間存在差異的時(shí)候，需要看單位時(shí)間范圍內(nèi)所做的功，以此建立功率的概念.這整個(gè)階段中相似的幾個(gè)要素分別是：總量，時(shí)間，效率.速度可以將運(yùn)動(dòng)的快慢區(qū)分衡量出來，這就形成單位時(shí)間的運(yùn)動(dòng)效率.同樣，做功的快慢由功率決定，就是單位時(shí)間內(nèi)做功的效率.

教師在講解導(dǎo)體發(fā)生靜電感應(yīng)這個(gè)階段過程中，看不見、摸不著的狀況導(dǎo)致學(xué)生不能夠很好地理解其中性質(zhì)，就算采用多媒體的演示方式，也受到很多因素的限制，當(dāng)然，這些演示還必須在有條件的允許下進(jìn)行，還得有足夠的時(shí)間安排課件設(shè)計(jì).為了簡(jiǎn)便明了，在靜電感應(yīng)的階段中可以采取類比的形式：在教室中將學(xué)生與課桌圍成一個(gè)整體，將其類比成一個(gè)導(dǎo)體，設(shè)學(xué)生為自由電子，課桌比喻成帶正電微粒，一人一桌，這表示物質(zhì)中的正負(fù)中和不顯電性，將教師類比成激發(fā)電場(chǎng)的點(diǎn)電荷.假設(shè)老師帶正電，那么在座的所有學(xué)生（自由電子）就會(huì)受到電場(chǎng)力的作用全部都向前前竄一個(gè)位置，即第一排會(huì)出現(xiàn)沒有座位的學(xué)生，站立學(xué)生為感應(yīng)出的負(fù)電荷，而最后一排則出現(xiàn)空位（感應(yīng)出的正電荷）.反之，假設(shè)老師帶負(fù)電，所有的學(xué)生（自由電子）因受到電場(chǎng)力的作用，全部依次向后竄一個(gè)位置，那么第一排的位置將會(huì)是空的（感應(yīng)出的正電荷），而最后一排的位置就會(huì)顯示學(xué)生沒有位子坐的狀態(tài)（感應(yīng)出的負(fù)電荷），通過這樣的類比，就能準(zhǔn)確地幫助學(xué)生更好地理解靜電感應(yīng)的過程.

1.3 溫故而知新，學(xué)會(huì)遷移

在物理教學(xué)中，什么是最難教導(dǎo)學(xué)生的呢，莫過于物理規(guī)律，它既是物理學(xué)習(xí)中一項(xiàng)重點(diǎn)，也是很難學(xué)習(xí)的內(nèi)容.那類比法在物理規(guī)律的學(xué)習(xí)上有沒有什么作用呢？讓我們來看看，在很多時(shí)候運(yùn)用好類比法，會(huì)讓學(xué)生能更快速、簡(jiǎn)單明了地掌握知識(shí)，它不單單可以加深學(xué)生對(duì)所學(xué)知識(shí)的印象，更加能啟發(fā)學(xué)生開動(dòng)腦筋去進(jìn)行舉一反三，從而讓學(xué)生學(xué)習(xí)物理規(guī)律更加地如魚得水，提高解題效率.

2 類比法在例題中的應(yīng)用

例題1 一只質(zhì)量為m的貓，跳起來抓住懸掛在天棚頂上的豎直木桿，木桿的質(zhì)量為M，在錨挑起抓到木桿的一瞬間繩子斷了，設(shè)木桿長(zhǎng)度夠長(zhǎng)，貓繼續(xù)向上攀爬，貓與地面的高度保持不變，求解木桿下降的加速度.

解析 如果單獨(dú)針對(duì)桿進(jìn)行分析，分析其與貓的受力程度，學(xué)生在這過程會(huì)覺得很復(fù)雜，很難分清狀況.假設(shè)將桿與貓看成同一個(gè)物體，那么繩子斷了之后，其合外力可以這樣解答；

（M+m）g，高度不變，貓加速度為零，.設(shè)桿加速是a2，運(yùn)用牛頓第二定律可得出；

從中，我們可以清楚看到.這兩道題目雖然有著不同的性質(zhì)，但是其實(shí)兩者是有著相同的本質(zhì)，基本上都是可以通過使用整體法將兩個(gè)物體看做一個(gè)物體來進(jìn)行分析，將復(fù)雜難度高的問題簡(jiǎn)單化，解題思路的簡(jiǎn)單性就顯而易見，日后相似類似的文章都可以采取此種解題方法.

綜述，在課堂教學(xué)時(shí)，能夠把類比法恰當(dāng)?shù)剡\(yùn)用到知識(shí)的講解過程里，能夠很好的將物理知識(shí)簡(jiǎn)單化、條理化，讓學(xué)生融會(huì)貫通，還能夠培養(yǎng)學(xué)習(xí)的解題思維，養(yǎng)成良好的學(xué)習(xí)習(xí)慣.為此，在教學(xué)階段要有計(jì)劃有目標(biāo)地滲透此種方法融入課堂中，讓學(xué)生快速掌握運(yùn)用好類比法，為日后的學(xué)習(xí)奠定好堅(jiān)實(shí)的學(xué)習(xí)基礎(chǔ).