探討類比法在高中物理教學(xué)中應(yīng)用

劉世錦

(甘肅省臨夏回民中學(xué) 731100)

高中物理學(xué)習(xí)中的類比法是指我們通過對(duì)兩個(gè)物理研究對(duì)象進(jìn)行一定的比較，找出兩個(gè)物理研究對(duì)象之間的相似之處或相同之處，然后依據(jù)兩個(gè)物理研究對(duì)象之間的相似之處或相同之處將其中某一個(gè)物理研究對(duì)象的物理規(guī)律或結(jié)論，應(yīng)用到另外一個(gè)物理研究對(duì)象上.一般來說，兩個(gè)物理研究對(duì)象中的某一個(gè)物理研究對(duì)象的物理規(guī)律學(xué)生比較熟知，另一個(gè)物理研究對(duì)象的物理規(guī)律學(xué)生比較陌生，通過對(duì)兩個(gè)物理研究對(duì)象進(jìn)行一定的類比，學(xué)生就會(huì)理解陌生的物理研究對(duì)象的規(guī)律.

一、利用類比法幫助學(xué)生理解物理概念

高中物理學(xué)的許多物理概念具有很強(qiáng)的抽象性，學(xué)生難以直接理解，而類比法可以通過有些物理概念的相似之處幫助學(xué)生學(xué)習(xí)和理解這些物理概念，因?yàn)轭惐确梢允闺y懂的物理概念變得形象化，從而可以降低物理概念的認(rèn)知難度，幫助學(xué)生進(jìn)行理解.

比如說，教師在向?qū)W生講授高中物理中的“電容”這一物理概念時(shí)，若教師突破教學(xué)難點(diǎn)的方法不太合理，許多學(xué)生會(huì)覺得“電容”這一概念極其抽象、不好理解.其實(shí)，教師突破這一物理概念最好的教學(xué)方法就是類比法.筆者在對(duì)“電容”進(jìn)行教學(xué)時(shí)，教師先利用多媒體向?qū)W生出示了一個(gè)“平行板電容器”和一個(gè)“直筒狀的水容器”，然后從以下幾個(gè)方面對(duì)兩者進(jìn)行類比.

類比一：類比“電容器”和“水容器”的功能.

類比二：類比“電容器”容納的電荷量Q和“水容器”中容納的水的體積V.

類比三：類比“電容器”兩極板間的電壓U的大小與所帶電荷量Q的多少的定性關(guān)系和“水容器”中容納的水的高度H與水的體積V的定性關(guān)系.

類比四：類比“電容器”容納的電荷量Q與兩極板間的電壓U的比值和“水容器”中容納的水的體積V與水的高度H的比值.

通過以上的類比后，學(xué)生就會(huì)逐漸理解“電容”這一物理概念.為了讓學(xué)生進(jìn)一步理解“電容”這一物理概念 ，筆者接下來設(shè)計(jì)了下列兩個(gè)問題.

問題一：電容器容納電荷的本領(lǐng)與電容器所帶的電荷量有關(guān)嗎？

問題二：電容器容納電荷的本領(lǐng)與電容器兩極板間的電壓有關(guān)嗎？

二、利用類比法幫助學(xué)生歸納、總結(jié)物理公式

高中物理學(xué)習(xí)中，學(xué)生會(huì)遇到許多物理公式，這些物理公式具有較強(qiáng)的關(guān)聯(lián)性和規(guī)律性，高中物理教學(xué)中采用類比法就可以將許多物理公式進(jìn)行歸類，通過歸類學(xué)生就會(huì)更加深刻地理解物理公式，也有助于學(xué)生記憶這些物理公式.比如在高中物理《靜電場(chǎng)》這一章中學(xué)生會(huì)學(xué)到許多物理量如電場(chǎng)強(qiáng)度、電勢(shì)、電勢(shì)差、電容等的比值定義式和決定式，但許多同學(xué)對(duì)這些物理量的定義式和決定式含糊不清、無法理解，針對(duì)這一教學(xué)難點(diǎn)，筆者的做法是在《靜電場(chǎng)》這一章的復(fù)習(xí)課中將電場(chǎng)強(qiáng)度、電勢(shì)、電勢(shì)差、電容等物理量的定義式和決定式與學(xué)生熟知的物理量的定義式和決定式進(jìn)行有效類比.

有了上述兩個(gè)類比，不但有利于學(xué)生理解《靜電場(chǎng)》中的電場(chǎng)強(qiáng)度、電勢(shì)、電勢(shì)差、電容的定義式和決定式，還有利于學(xué)生更加深刻地理解前面學(xué)過的一些物理量的定義式和決定式，這樣學(xué)生就會(huì)系統(tǒng)地理解物理中的定義式和決定式的區(qū)別，這也為學(xué)生后期正確理解磁感應(yīng)強(qiáng)度這一物理量打下了堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)；另外通過這種類比，還有利于提高學(xué)生的歸納總結(jié)能力.

三、利用類比法幫助學(xué)生建立物理模型、理解物理規(guī)律

高中物理中的有些宏觀物體的運(yùn)動(dòng)規(guī)律或其他物理規(guī)律和微觀粒子的運(yùn)動(dòng)規(guī)律或其他物理規(guī)律具有一定的相似性，對(duì)于多數(shù)學(xué)生來說，宏觀物體的運(yùn)動(dòng)規(guī)律或其他物理規(guī)律一般比較熟悉，但對(duì)于微觀粒子的運(yùn)動(dòng)規(guī)律或其他物理規(guī)律不太熟悉.教師可以通過將微觀粒子的運(yùn)動(dòng)規(guī)律或其他物理規(guī)律與宏觀物體的運(yùn)動(dòng)規(guī)律或其他物理規(guī)律進(jìn)行類比，幫助學(xué)生理解微觀粒子的運(yùn)動(dòng)規(guī)律或其他物理規(guī)律.

比如學(xué)生學(xué)習(xí)《波爾的原子模型》時(shí)，筆者為了幫助學(xué)生理解氫原子模型，筆者在該節(jié)課的課堂教學(xué)中，將氫原子模型與學(xué)生熟知的人造地球模型進(jìn)行了類比.

類比一：類比兩個(gè)物理模型中的電子和人造地球衛(wèi)星的運(yùn)動(dòng)性質(zhì).

類比二：類比兩個(gè)物理模型中的電子和人造地球衛(wèi)星分別做勻速圓周運(yùn)動(dòng)向心力的來源.

類比三：類比兩個(gè)物理模型中的電子和人造地球衛(wèi)星分別做勻速圓周運(yùn)動(dòng)時(shí)的線速度、角速度、周期、向心加速度與軌道半徑的大小關(guān)系.

類比四：類比兩個(gè)物理模型中的電子和人造地球衛(wèi)星分別做勻速圓周運(yùn)動(dòng)時(shí)的動(dòng)能與勢(shì)能變化的關(guān)系.

類比五：類比兩個(gè)物理模型中的氫原子的總能量和人造衛(wèi)星的機(jī)械能分別與軌道半徑的關(guān)系.

類比六：類比兩個(gè)物理模型中的電子的軌道半徑的量子化和人造衛(wèi)星的軌道半徑的連續(xù)性的含義.

教學(xué)效果顯示，在《波爾的原子模型》這一節(jié)課中將氫原子模型與人造地球模型進(jìn)行以上類比，不但可以加強(qiáng)學(xué)生對(duì)前后物理知識(shí)、物理規(guī)律的聯(lián)系和遷移，讓學(xué)生形成完善的知識(shí)體系，而且有利于提高學(xué)生的分析和歸納能力.

總之， 在高中物理教學(xué)中，教師若能根據(jù)教學(xué)實(shí)際需求將類比法應(yīng)用在物理教學(xué)中，就可以破解許多教學(xué)難點(diǎn)，幫助學(xué)生理解和掌握一些抽象的物理概念、物理模型、物理規(guī)律等，提高學(xué)生的歸納綜合能力.