類比法在物理教學(xué)中的應(yīng)用研究

陳振寶

隨著新課程改革的不斷推進(jìn)，傳統(tǒng)以教師為主的教育體系逐漸被淘汰，教育體系邁向新篇章，而教師的教學(xué)方式也隨之改變.類比法是人們所熟知幾種邏輯推理中最富有創(chuàng)造性的.利用類比，將新的對象轉(zhuǎn)移到舊的熟知的事物上，在教學(xué)中十分重要.

一、類比法的概念

類比法是在物理教學(xué)中經(jīng)常使用的一種教學(xué)方式，也叫“比較類比法”.它是指由一類事物本身所具有的某種屬性，可以推測出與其類似的事物也應(yīng)具有這種屬性的一種思維模式.我們使用類比法，將新事物的屬性和舊事物的屬性相比較，從而認(rèn)識新的事物.類比法是學(xué)生探究科學(xué)知識的一種有效方法.這種方法在物理學(xué)的發(fā)展和探究未知科學(xué)的過程中具有重要的作用.在物理教學(xué)過程中，教師應(yīng)樹立新穎的教學(xué)理念，取代以教師為主的教育模式，轉(zhuǎn)變?yōu)橐詫W(xué)生為主體，運(yùn)用科學(xué)的實踐教育方法，激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)熱情，從而提高學(xué)習(xí)效率.

二、類比法在物理教學(xué)中的應(yīng)用

1.利用類比法，攻克教學(xué)難點

物理是一門比較抽象的學(xué)科.在物理教學(xué)中，有些物理現(xiàn)象需要長時間的觀察，但是受到課時的限制，這些物理實驗現(xiàn)象并不能直接地展現(xiàn)在學(xué)生的面前，加之學(xué)生對物理知識的儲備不足，導(dǎo)致教師不能達(dá)到教學(xué)目的.利用類比法，能夠?qū)⒅白鲞^的物理實驗與新實驗相類比，將抽象的事物變得具體化，使研究對象更加生動.將未知的事物與已知的事物結(jié)合起來，進(jìn)而在學(xué)生大腦中形成新的物理知識體系，將理論和實際聯(lián)系在一起.例如，在探究“電阻大小的影響因素”時，教師可以利用水流類比電流，水管類比導(dǎo)體，通過改變水管的長短、粗細(xì)及在水管中先后放入不等量碎棉花（或細(xì)繩、碎布等），分別類比導(dǎo)體的長短、粗細(xì)和材料.利用控制變量法，學(xué)生通過觀察分析水管對水流的影響，從而理解電阻對電流的影響.

又如，在講“簡單機(jī)械”時，學(xué)生對“功”“功率”“機(jī)械效率”三者的概念混淆不清.針對這種情況，教師可以使用類比的方法，將做功與學(xué)生跑步進(jìn)行類比.“功”相當(dāng)于學(xué)生跑得遠(yuǎn)近，“功率”則相當(dāng)于學(xué)生跑得快慢，“機(jī)械效率”可以理解成學(xué)生跑的目的地是否正確.“學(xué)生跑得遠(yuǎn)，不一定跑得快”，“ 學(xué)生跑得快，不一定先到目的地”.這樣，利用形象具體的現(xiàn)象或?qū)W生熟知的事物，幫助學(xué)生理解新事物，從而促使學(xué)生攻克學(xué)習(xí)中的一個個難點.

2.利用類比法，構(gòu)建知識網(wǎng)絡(luò)

在傳統(tǒng)的教學(xué)中，將分散的知識點連接起來形成知識網(wǎng)絡(luò)一直是教學(xué)的重點和難點.如果能將具有相同屬性的知識點，利用類比的方法進(jìn)行串聯(lián)，構(gòu)成一個新的知識網(wǎng)絡(luò)體系，就能加深學(xué)生對知識的理解，便于學(xué)生記憶和復(fù)習(xí).

例如，在講“控制變量法”時，教師可以引導(dǎo)學(xué)生將“液體中的壓強(qiáng)與什么因素有關(guān)”“電磁鐵的磁性強(qiáng)弱與什么因素有關(guān)”“摩擦力的大小與什么因素有關(guān)”等問題進(jìn)行類比.這些問題的共同點是，通過對變量的控制（每次只有一個變量）進(jìn)行實驗，分析實驗現(xiàn)象和實驗數(shù)據(jù)，得出它與各影響因素之間的關(guān)系.類似構(gòu)建知識網(wǎng)絡(luò)的方法還有許多.比如，對勻速運(yùn)動的速度、物質(zhì)的密度、物質(zhì)的比熱容以及燃料的熱值等概念進(jìn)行串聯(lián).這些概念看似不同，實際上有著相同的認(rèn)知結(jié)構(gòu)，它們都是通過實驗發(fā)現(xiàn)常數(shù).在勻速直線運(yùn)動中，路程與時間的比是一個常數(shù)（與路程和時間無關(guān)）；一種物質(zhì)，質(zhì)量和體積的比是一個常數(shù)（與質(zhì)量和體積無關(guān)）；一種物質(zhì)，溫度升高1 ℃所吸收的熱量與質(zhì)量之比是一個常數(shù)（與質(zhì)量和溫度無關(guān)）；一種燃料，完全燃燒所放出的熱量與燃料的質(zhì)量之比是一個常數(shù)（與質(zhì)量無關(guān)）.通過類比法，能夠?qū)⒎稚⒌闹R串聯(lián)起來，用熟悉的知識解釋新知識，從而降低學(xué)生的學(xué)習(xí)難度，加深學(xué)生對新知識的理解.

三、在類比法應(yīng)用中需要注意的問題

在使用類比法時，要注重對象的選擇，不是一個新事物和一個舊事物就可以進(jìn)行類比.選擇的類比對象中間必須要有一定的關(guān)聯(lián).教學(xué)中教師要注意兩個對象之間在某些方面的存在相同或者相似的屬性，但不一定會得出這兩個在其他方面上也存在著相同或者相似的規(guī)律.物理是一門嚴(yán)謹(jǐn)?shù)目茖W(xué)，選擇類比對象時必須通過現(xiàn)象看到兩者本質(zhì)的屬性.要防止學(xué)生濫用類比法.在使用類比法時，既要強(qiáng)調(diào)類比雙方事物在某些方面的相似性，更應(yīng)注意類比事物兩者之間本質(zhì)的差異.教師在教學(xué)中應(yīng)該培養(yǎng)學(xué)生這方面的能力，使學(xué)生能夠分辨事物之間是否存在可比性，避免出現(xiàn)錯誤.

總之，類比法就是利用事物的相似性，將很難理解的物理問題通過與已知規(guī)律的類比，探究出新事物本質(zhì)的方法.類比法在物理教學(xué)中的廣泛應(yīng)用，有助于學(xué)生學(xué)習(xí)物理學(xué)科知識，培養(yǎng)了學(xué)生的思維能力.同時，降低了教師的教學(xué)難度，有利于教師達(dá)到原定的教學(xué)目標(biāo).