通過類比思維引導(dǎo)提升高中生物理學(xué)習(xí)力

摘要：類比思維是學(xué)生學(xué)習(xí)物理的重要思維方式，也是學(xué)生物理學(xué)習(xí)能力的核心素養(yǎng)之一。在高中的物理教學(xué)中，通過類比思維引導(dǎo)能夠促進教學(xué)效率的提升，有效促進知識的系統(tǒng)化和條理化，更主要是能有效培養(yǎng)學(xué)生的類比思維能力，從而發(fā)展其物理學(xué)習(xí)力。

關(guān)鍵詞：高中；物理；類比思維；學(xué)習(xí)力

不少高中學(xué)生學(xué)習(xí)物理覺得很辛苦，那么多公式、定理需要去背，就算是背過了，在解題時也常常不知道用哪個、怎么去用——感覺高中物理不像初中物理那么有趣了。而其實，物理依然是初中那個充滿著奇幻和“樂趣”的物理，只不過是向更細致的層面去走了一點而已——這種學(xué)習(xí)心理的出現(xiàn)，有很大的原因是學(xué)生的學(xué)習(xí)力發(fā)展沒有跟上教學(xué)的進度，沒有掌握學(xué)習(xí)物理的思維方法——就如本文要研究的類比思維，就是學(xué)習(xí)和研究物理特別需要的一種思維邏輯和能力。比如我們熟知的蘋果和萬有引力的故事，就是牛頓從蘋果向下掉落這個現(xiàn)象想到了物質(zhì)間的相互吸引，顯然，類比思維在其中發(fā)揮了積極作用。還有“蟲洞”“時光卷曲”這些物理理論，從蟲子吃樹葉、一根琴弦的顫動想到了時空的穿行理論，無一不含有類比思維的影子。

所以，在高中物理教學(xué)中，利用并引導(dǎo)學(xué)生掌握類比思維，可以使較抽象、復(fù)雜的物理概念、定理變得形象具體，可以使系統(tǒng)、嚴密的物理知識變得清晰明了、易于理解和記憶。

一、 類比思維意識的培養(yǎng)

類比思維能力的培養(yǎng)需要一個過程，不能說這個過程是艱辛的，但它肯定也不是一蹴而就的。所以，要想實現(xiàn)在教學(xué)中對學(xué)生類比思維的有效培養(yǎng)，首先是要讓他們樹立起在物理學(xué)習(xí)中應(yīng)用這種思維方式的意識——既覺得它有用、又覺得它有趣——只有當一種思維成為一種自覺時，才可能發(fā)展為學(xué)習(xí)力。

教師可以通過“講故事”的方法來培養(yǎng)學(xué)生對類比思維的價值認知，激發(fā)其興趣。比如前面我們提到的牛頓被蘋果砸腦袋而發(fā)現(xiàn)了萬有引力的故事、比如人類從鳥的飛行發(fā)明了飛機……還可以給學(xué)生講一些前沿的物理理論——用類比法去講復(fù)雜的理論，也是一種“講故事”方法。比如在學(xué)時間和位移這部分知識時，教師就跟學(xué)生聊他們感興趣的“穿越”這些話題：現(xiàn)在已知我們還不能制造出超過光速的交通工具，所以，按相對論來說，似乎“穿越”是不可能實現(xiàn)了，但……教師拿出一張紙：“我們把一只螞蟻放在紙的一條邊上，怎樣讓它用最快的時間到達對邊？”學(xué)生會說：“太簡單了，讓它走直線?！苯處熚⑿u頭：“還有更好的辦法嗎？”慢慢把手里的紙卷成筒，“兩條邊已經(jīng)重合了，螞蟻可以瞬間到達！——這就是著名的時間彎曲理論，當我們把時間折疊的時候，穿越就非常簡單，而且，我們現(xiàn)在已經(jīng)能夠使光線彎曲了，雖然是納米級的……這就是類比思維的神奇魅力！”

二、 物理類比思維的建模

類比思維是一種思維模式，它的利用和掌握需要有一定的思維模型——有些教師忽略了這方面的研究，在引導(dǎo)學(xué)生時往往是隨機的、無序的。不能說你要求學(xué)生用類比思維去考慮問題，他就一定能用好類比思維——那這世界得出現(xiàn)多少個牛頓？

類比思維需要按一定的模型去構(gòu)建。一般來說，物理學(xué)習(xí)的類比思維模型有這么幾種。形式類比，通過具有相似具象的物理現(xiàn)象構(gòu)建類比來掌握和理解知識，比如磁場、電場和力場，當學(xué)生通過磁鐵實驗掌握了磁力線的分布特征后，在講電場和力場的時候，引導(dǎo)學(xué)生將它們進行聯(lián)想對照；功能類比，比如在教學(xué)能量守恒這部分知識時，教師可以引導(dǎo)學(xué)生想想化學(xué)知識中的物質(zhì)不滅——這兩個理論不是一個學(xué)科，也不是一個起點，但它在原理上有可擬性，讓學(xué)生把能量想象成具體的物質(zhì)的時候，就容易理解；想象類比，比如蟲洞理論、時光穿越，就是通過另一種形式的比喻幻想來實現(xiàn)對理論的理解——回到教材，比如質(zhì)點、參考系、坐標系，把具體的物體抽象為點，就需要學(xué)生通過想象去捕捉。

上面在分析類比思維建模時，是從形式上進行區(qū)分的，其實還可以從途徑的角度去引導(dǎo)學(xué)生學(xué)習(xí)物理——這也是構(gòu)建學(xué)生類比思維能力的重要引導(dǎo)模型。比如通過同科知識的類比來構(gòu)建物理知識體系，如前面提到的磁場、電場間的類比，是在物理學(xué)科的知識體系中進行類比。再如能量守恒和物質(zhì)不滅的類比，則是通過跨學(xué)科的知識類比來實現(xiàn)對知識的理解和把握。此外，還可以通過生活化的類比來實現(xiàn)對學(xué)生的有效引導(dǎo)。比如在講摩擦力的時候，教師可以使用視頻，通過生活中的一些現(xiàn)象的展示來幫助學(xué)生領(lǐng)會，如各種功能鞋——足球鞋、籃球鞋、滑冰鞋……不同的生活需求設(shè)計不同摩擦力的鞋——從生活類比到摩擦系數(shù)。

以上，從兩個方面探討了通過類比思維引導(dǎo)提升高中生物理學(xué)習(xí)力的問題，可以看出，類比思維是物理學(xué)習(xí)力的重要因素，教師必須在教學(xué)中予以重視。而且，類比思維的引導(dǎo)需要有具體的操作策略，不關(guān)注思維意識，不系統(tǒng)研究構(gòu)建模型，隨機的引導(dǎo)策略是不易達到提升學(xué)生學(xué)習(xí)力目標的。

參考文獻：

[1]陳澤.高中物理教學(xué)中培養(yǎng)類比思維的策略研究[D].貴州師范大學(xué)，2014.

[2]王有龍.淺談“類比法”在高中物理教學(xué)中的應(yīng)用[J].新課程（下），2015（12）.

作者簡介：

鄭武龍，福建省漳州市，福建省長泰縣第二中學(xué)。