高中物理教學(xué)中如何培養(yǎng)學(xué)生的類比思維

程偉

摘要：大家都知道學(xué)校教育具有很重要的功能，學(xué)校教育就是立足學(xué)生的終身發(fā)展和社會(huì)需要，培養(yǎng)學(xué)生良好的素養(yǎng)。當(dāng)今世界各國(guó)教育都在聚焦對(duì)于人的核心素養(yǎng)的培養(yǎng)。高中物理是一門系統(tǒng)性、嚴(yán)密性比較強(qiáng)的學(xué)科。對(duì)物理概念、原理、規(guī)律的研究是一個(gè)比較復(fù)雜的過程，因此高中物理是一門比較難以掌握的學(xué)科。隨著素質(zhì)教育的推行，高中教師也在激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)興趣，培養(yǎng)學(xué)生的思維能力方面不斷探索，多年的物理教學(xué)經(jīng)驗(yàn)表明，強(qiáng)大靈活的思維能力對(duì)提高學(xué)生的物理學(xué)習(xí)成績(jī)以及培養(yǎng)學(xué)生的物理學(xué)習(xí)能力至關(guān)重要。其中類比思維集抽象思維、形象思維、直覺思維于一體，是高中物理教學(xué)中一種非常重要的創(chuàng)造性思維。因此，高中物理教學(xué)，對(duì)學(xué)生類比思維能力培養(yǎng)的策略研究具有相當(dāng)重要的價(jià)值。對(duì)于高中生來講，較為抽象、復(fù)雜的物理概念、定理等知識(shí)信息的學(xué)習(xí)掌握往往都具有很大難度。而隨著素質(zhì)教育理念的不斷推行，高中物理教師除了學(xué)生學(xué)習(xí)興趣的激發(fā)之外，也開始重視起了類比等思維能力的培養(yǎng)，希望能夠從整體上提高高中生的物理綜合素養(yǎng)。

關(guān)鍵詞：高中物理；教學(xué)方法；類比思維

在高中物理教學(xué)中，教師在課堂教學(xué)中不僅要?jiǎng)?chuàng)設(shè)教學(xué)情境，激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)興趣，還要培養(yǎng)學(xué)生的各種能力，諸如逆向思維、歸納思維、整體思維、類比思維等?；诟咧形锢碜R(shí)點(diǎn)多且抽象復(fù)雜，其定理、概念、性質(zhì)和解題方法要求學(xué)生具有一些物理思維，其中類比思維是學(xué)習(xí)物理知識(shí)與解題中運(yùn)用較為普遍且有效的思維方式之一。如何培養(yǎng)學(xué)生的類比思維，運(yùn)用有效的方法學(xué)習(xí)高中物理與解題會(huì)取到很好的效果。

一、理解類比思維的含義

類比就是由兩個(gè)對(duì)象的某些相同或相似的性質(zhì)，推斷它們?cè)谄渌再|(zhì)上也有可能相同或相似的一種推理形式。類比思維是將兩個(gè)或者兩個(gè)以上事物進(jìn)行比較，找出事物之間的相似之處，然后在根據(jù)事物之間在某些方面的相似關(guān)系中受到啟發(fā)，從而使問題得到解決的一種創(chuàng)造性思維。類比思維具有聯(lián)想、啟發(fā)、假設(shè)、模擬等多種功能，在創(chuàng)造性思維中居于重要的地位。類比思維具有很深遠(yuǎn)的歷史源遠(yuǎn)，我國(guó)古代的著名工匠魯班看到帶有鋸齒狀的樹葉，運(yùn)用類比的思想發(fā)明了——鋸，科學(xué)巨匠牛頓運(yùn)用類比的思想將自由落體和天體的運(yùn)動(dòng)做比較，最終發(fā)現(xiàn)了萬有引力定律。磁場(chǎng)和電場(chǎng)，庫(kù)侖定律和萬有引力定律等等。由此可以看出類比思維是物理學(xué)研究學(xué)習(xí)中一種非常重要的思維方法，因此我們?cè)谖锢斫虒W(xué)中要對(duì)學(xué)生進(jìn)行類比思維的培養(yǎng)，為學(xué)生以后的發(fā)展打好基礎(chǔ)。

二、利用物理教材培養(yǎng)學(xué)生的類比思維

在高中物理的學(xué)習(xí)中，其中靜電場(chǎng)這一章的教學(xué)內(nèi)容很抽象，概念很多，學(xué)生很難理解，學(xué)習(xí)起來有一定的難度，此時(shí)我們就可以利用類比的方法，把抽象的較難理解的新概念新規(guī)律，與學(xué)生以前學(xué)過的或者學(xué)生熟悉的相似的物理量和物理規(guī)律進(jìn)行類比，使學(xué)生容易理解和接受。比如在講解電勢(shì)差時(shí)可以和電場(chǎng)強(qiáng)度進(jìn)行類比，1.從物理意義上類比，電場(chǎng)強(qiáng)度是從力的角度描述電場(chǎng)的物理量，電勢(shì)差是從功能角度描述電場(chǎng)的物理量。2.從定義的角度進(jìn)行類比，在電場(chǎng)中某一點(diǎn)，試探點(diǎn)電荷（正電荷）在該點(diǎn)所受有電場(chǎng)力與其所帶電荷的比值定義為該點(diǎn)的電場(chǎng)強(qiáng)度；這個(gè)比值與試探點(diǎn)電荷無關(guān)的物理量。電勢(shì)差也稱為電勢(shì)差或者電位差，是指試探點(diǎn)電荷（正電荷）因?yàn)槭艿诫妶?chǎng)力作用在某兩點(diǎn)間移動(dòng)時(shí)電場(chǎng)力做的功與試探點(diǎn)電荷的電量比定義為該兩點(diǎn)間的電勢(shì)差。3.從方向上類比。電場(chǎng)強(qiáng)度的方向是以試探點(diǎn)電荷（正電荷）在該點(diǎn)所受電場(chǎng)力的方向?yàn)殡妶?chǎng)強(qiáng)度方向。E=F/q，d從力的角度研究電場(chǎng)。電勢(shì)差（電壓）的方向，規(guī)定為從高電位指向低電位的方向。U=W/q 從能量的角度研究電場(chǎng)。通過類比的方法，可以使學(xué)生更好更深的理解電場(chǎng)強(qiáng)度和電勢(shì)差的定義和定義式。對(duì)于高中物理中有很多知識(shí)點(diǎn)都可以采用這種類比的方法。

三、利用實(shí)驗(yàn)培養(yǎng)學(xué)生的類比思維

我們都知道物理是一門以實(shí)驗(yàn)為主的學(xué)科，因此高中物理的教學(xué)中，物理實(shí)驗(yàn)的教學(xué)是非常重要的一部分內(nèi)容，所以教師在實(shí)驗(yàn)教學(xué)中可以多角度，多方面對(duì)學(xué)生的各個(gè)方面的能力進(jìn)行培養(yǎng)，在用實(shí)驗(yàn)研究物理現(xiàn)象、規(guī)律時(shí)，如果運(yùn)用類比方法則比較容易找到切入點(diǎn)，既教師利用實(shí)驗(yàn)對(duì)學(xué)生進(jìn)行類比思維的培養(yǎng)。例如：我們?cè)趯W(xué)習(xí)探究影響電阻因素的實(shí)驗(yàn)時(shí)，我們告訴學(xué)生運(yùn)用控制變量法進(jìn)行研究，而且也一再的強(qiáng)調(diào)控制變量法是學(xué)習(xí)物理實(shí)驗(yàn)中很重要的一種方法，等到我們學(xué)習(xí)歐姆定律時(shí)，教師可以先不告訴學(xué)生怎么進(jìn)行實(shí)驗(yàn)，采用什么樣方法，教師可以先讓學(xué)生們思考討論交流，讓學(xué)生自己思考，當(dāng)遇到這種多個(gè)物理同時(shí)影響到某一物理量的大小時(shí)，我們要應(yīng)用什么樣的實(shí)驗(yàn)方法呢？如果學(xué)生開始想不到，教師可以設(shè)計(jì)幾個(gè)指導(dǎo)性的問題，進(jìn)行提問，最后引導(dǎo)學(xué)生，讓學(xué)生想起來，當(dāng)遇到研究一個(gè)物理量與幾個(gè)量的關(guān)系時(shí)，可以采用控制變量法。最后讓學(xué)生設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)電路，實(shí)驗(yàn)步驟，進(jìn)行實(shí)驗(yàn)、收集數(shù)據(jù)，分析論證，歸納總結(jié)。這一整個(gè)的過程學(xué)生就能夠順理成章的完成了。在物理學(xué)中，有很多利用控制變量法的實(shí)驗(yàn)，都可以采用類比的方法來進(jìn)行，以便于對(duì)知識(shí)的理解和對(duì)學(xué)生類比思維的培養(yǎng)。

類比法教學(xué)我們?cè)陉P(guān)注相似之處的同時(shí)還要比較較關(guān)注不同點(diǎn)，這樣更有利于對(duì)概念和知識(shí)的理解和記憶，比如我們?cè)陔妶?chǎng)教學(xué)中運(yùn)用類比時(shí)，也要注意引導(dǎo)學(xué)生學(xué)會(huì)從物理量、物理規(guī)律和物理方法的比較中找到不同點(diǎn)。例如，庫(kù)侖力有吸力和排斥力，萬有引力只有引力；因電荷有正負(fù)兩種導(dǎo)致其電場(chǎng)力和能的性質(zhì)與重力及重力勢(shì)能有很多不同；在帶電粒子做類平拋運(yùn)動(dòng)中的加速度與平拋運(yùn)動(dòng)的重力加速度不同等等。

總之，在高中物理教學(xué)中我們?nèi)绻軌蛘_運(yùn)用類比法，發(fā)現(xiàn)和探索知識(shí)點(diǎn)之間的相似性，從而利用已知系統(tǒng)的物理規(guī)律去尋找未知系統(tǒng)的物理規(guī)律，對(duì)教學(xué)難點(diǎn)的突破和對(duì)教學(xué)重點(diǎn)的突出，有非常重要的作用，能使一些不容易直接從理論上理解的問題變得簡(jiǎn)單而直觀，定能在教學(xué)中產(chǎn)生事半功倍的效果。