類比在初中物理教學(xué)中的應(yīng)用

朱文亮

摘要：類比是物理課堂中常用的教學(xué)手段，在多方面中運(yùn)用，有利于突破教學(xué)重難點(diǎn)，提升學(xué)生物理學(xué)習(xí)水平。本文講述了初中物理教學(xué)和學(xué)習(xí)的難點(diǎn)，重點(diǎn)闡述類比手法在教學(xué)中的運(yùn)用，如：類比舊知識(shí)，傳輸新知識(shí)、類比實(shí)物模型，降低知識(shí)難度、類比物理問(wèn)題，擴(kuò)展解題思路，旨在提升學(xué)生知識(shí)獲取能力，促進(jìn)初中物理教學(xué)的順利發(fā)展。

關(guān)鍵詞：類比;初中物理;物理教學(xué)

新課標(biāo)的改革，要求教師適應(yīng)時(shí)代變化，改進(jìn)和更新教學(xué)觀念、模式，在傳授學(xué)生知識(shí)的同時(shí)，還培養(yǎng)學(xué)生思維和創(chuàng)新能力。類比法是初中物理教學(xué)中，常見(jiàn)的使用方法，可以幫助學(xué)生快速掌握知識(shí)，觸類旁通，構(gòu)建完整知識(shí)脈絡(luò)。在課堂中教師適當(dāng)使用類比手段，培養(yǎng)學(xué)生自學(xué)能力，化難為易，提升初中物理教學(xué)質(zhì)量。

一、初中物理教學(xué)和學(xué)習(xí)的難點(diǎn)

經(jīng)過(guò)作者多年學(xué)習(xí)經(jīng)驗(yàn)可知，當(dāng)前初中物理學(xué)科中，教師的教和學(xué)生的學(xué)都遇到阻礙，產(chǎn)生該問(wèn)題的原因從多個(gè)角度分析，主要有下面幾點(diǎn)：第一，物理自身特點(diǎn)，物理是初中八年級(jí)新接觸的學(xué)科，因?yàn)樯婕暗降膬?nèi)容廣泛，知識(shí)點(diǎn)抽象，對(duì)學(xué)生能力要求很高，如思維能力、理解能力等，學(xué)生理解起來(lái)比較困難。按照學(xué)生曾經(jīng)構(gòu)建的知識(shí)體系來(lái)說(shuō)，在剛開(kāi)始學(xué)習(xí)的時(shí)候還能充分了解，但是后期學(xué)習(xí)凸透鏡成像和阿基米德原理等抽象性強(qiáng)的內(nèi)容，就比較困難，此時(shí)在班級(jí)中出現(xiàn)兩極分化，成績(jī)的下降，令部分學(xué)生畏懼物理[1]。第二，學(xué)生自身認(rèn)知水平，物理學(xué)習(xí)中，思維的理解和擴(kuò)展很重要，但是初中生受年齡的影響，對(duì)知識(shí)點(diǎn)認(rèn)知能力有限，很難利用自己具象思維思考抽象性的問(wèn)題，在學(xué)習(xí)上就出現(xiàn)困難。第三，教師教學(xué)的原因，很多初中學(xué)校中的物理教師都是經(jīng)驗(yàn)豐富、年齡較大的教師，比較熱衷傳統(tǒng)教學(xué)形式，排斥新型教學(xué)手段，方法單一、課堂枯燥，和學(xué)生溝通較少，了解不深，在教學(xué)時(shí)往往啟發(fā)不到位，缺少條理，令學(xué)生感到物理學(xué)習(xí)無(wú)從下手。

經(jīng)過(guò)上面幾點(diǎn)介紹和作者多年的教學(xué)經(jīng)驗(yàn)可知，要想提升學(xué)生學(xué)習(xí)能力，需要改變教學(xué)方法，豐富教學(xué)形式和手段，利用類比法激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)興趣，調(diào)動(dòng)學(xué)生學(xué)習(xí)積極性，使其主動(dòng)參與教學(xué)活動(dòng)，將物理課堂變得輕松、和諧，緩解教師教和學(xué)生學(xué)的困境。

二、類比在初中物理教學(xué)中的應(yīng)用

（一）類比舊知識(shí)，傳輸新知識(shí)

物理學(xué)科來(lái)自于生活，也是自然科學(xué)中一基本內(nèi)容，其中眾多知識(shí)點(diǎn)之間，存在很多聯(lián)系。因此進(jìn)行物理教學(xué)中，對(duì)于新的知識(shí)，可以利用學(xué)生已有經(jīng)驗(yàn)和已學(xué)知識(shí)，進(jìn)行類比。類比法在聯(lián)想的基礎(chǔ)上，將熟悉和未知的事物對(duì)比，構(gòu)建兩個(gè)對(duì)象的相似關(guān)系，并根據(jù)已知對(duì)象，總結(jié)未知對(duì)象內(nèi)容和性質(zhì)的一種方法。并通過(guò)此形式向?qū)W生傳授新的知識(shí)和思維觀念，激發(fā)其學(xué)習(xí)積極性，主動(dòng)參與物理知識(shí)探究。不但掌握新知識(shí)，還鞏固了舊知識(shí)。例如，教師可以依照速度的教學(xué)，速度指路程和使用時(shí)間的比，即相同路程下，運(yùn)動(dòng)時(shí)間越短，代表物體運(yùn)動(dòng)速度越快;運(yùn)動(dòng)時(shí)間相同情況下，路程越大，則代表速度越快。將其運(yùn)用于初中物理學(xué)科中電功率概念的講解中：電流做功也有速度快和慢，即將電流做功和時(shí)間比，就是電功率，描述電流做功快慢。以速度為類比，電流做功統(tǒng)一情況下，使用時(shí)間多，電功率就低;相同時(shí)間內(nèi)，電流做功越多，電功率就大。通過(guò)對(duì)速度的類比為電功率，因?yàn)槲矬w移動(dòng)是可見(jiàn)的，有很強(qiáng)形象性，學(xué)生可以以此深入理解電功率的概念和電流做功的規(guī)律。又如，通過(guò)機(jī)械能概念的回憶，利用類比手段幫助學(xué)生構(gòu)建內(nèi)能知識(shí)點(diǎn)的概念。物體在運(yùn)動(dòng)基礎(chǔ)上產(chǎn)生動(dòng)能，并因?yàn)榇嬖谙嗷プ饔昧Γa(chǎn)生勢(shì)能，動(dòng)能和勢(shì)能的和叫做機(jī)械能。在此基礎(chǔ)上類比，帶入到物體內(nèi)部結(jié)構(gòu)中，分子在運(yùn)用中產(chǎn)生分子動(dòng)能，加上組成物質(zhì)的分子互相作用，產(chǎn)生勢(shì)能?？偨Y(jié)說(shuō)來(lái)，物體內(nèi)部所有分子在熱運(yùn)動(dòng)下，動(dòng)能和勢(shì)能的綜合叫做內(nèi)能。經(jīng)過(guò)兩個(gè)不同領(lǐng)域的能量之間的類比，不但幫助學(xué)生復(fù)習(xí)舊的知識(shí)，有學(xué)習(xí)到新的概念。經(jīng)過(guò)類比，在新舊知識(shí)之間搭建橋梁，學(xué)生根據(jù)已學(xué)知識(shí)點(diǎn)，自然而然的掌握新知識(shí)，利用這種相同情境的構(gòu)建，培養(yǎng)學(xué)生類比推理思維能力，起到良好的教學(xué)效果，發(fā)展學(xué)生智力。

（二）類比實(shí)物模型，降低知識(shí)難度

在傳統(tǒng)教學(xué)中，往往因?yàn)槲锢碇R(shí)的抽象性，提升教師工作壓力。因此教師要不斷創(chuàng)新和改善教學(xué)方法，為學(xué)生創(chuàng)建環(huán)境，有目的的指導(dǎo)學(xué)生利用類比形式，對(duì)已經(jīng)形成的認(rèn)知提出質(zhì)疑，并假設(shè)內(nèi)容，增強(qiáng)學(xué)生分析能力和解決問(wèn)題的能力。利用現(xiàn)象的類比，揭示物理概念和過(guò)程。很多物理知識(shí)就是在大量實(shí)驗(yàn)基礎(chǔ)上建立起來(lái)的。如果教師將學(xué)生難以理解的物理知識(shí)和概念，利用形象或者實(shí)物模型進(jìn)行類比，將看不到、摸不著的物理主體形象化，學(xué)生更加容易理解，更快掌握本質(zhì)，在此過(guò)程中使用類比手段，降低學(xué)習(xí)難度。例如講解《產(chǎn)生感應(yīng)電流條件》時(shí)，學(xué)生不能理解切割磁感線運(yùn)動(dòng)的概念和特點(diǎn)，經(jīng)常自然性的認(rèn)為導(dǎo)體運(yùn)動(dòng)方向和磁感線方向垂直的時(shí)候，才做切割磁感線運(yùn)動(dòng)。產(chǎn)生此錯(cuò)誤觀念是因?yàn)閷W(xué)生對(duì)其想象性不足。所以在教學(xué)的時(shí)候，教師利用類比方法，將磁感線和相似物體相比，如農(nóng)田中的小麥稈，導(dǎo)體比作風(fēng)力的鐮刀，在磁場(chǎng)中的運(yùn)動(dòng)就像使用鐮刀切割小麥的過(guò)程，在切割過(guò)程中，無(wú)論鐮刀角度如何，只要最終能割裂小麥就可，就像導(dǎo)體切割磁感線運(yùn)動(dòng)。否則就不能做切割磁感線運(yùn)動(dòng)，利用具體事物做類比，學(xué)生理解起來(lái)更加容易。又如將電流的產(chǎn)生以學(xué)生熟悉的水流動(dòng)為類比：學(xué)生學(xué)習(xí)電流信息的時(shí)候，在教師引導(dǎo)下，想象到在水壓的作用下，水沿著一定方向流動(dòng)，逐漸產(chǎn)生水流。同樣，在電源引導(dǎo)下，電壓在自由電荷引導(dǎo)下，創(chuàng)建成電路中的電流，這也是電流產(chǎn)生的原因。

（三）類比物理問(wèn)題，擴(kuò)展解題思路

面對(duì)物理問(wèn)題，需要使用物理解決手段和知識(shí)，解決問(wèn)題，這是完成物理知識(shí)遷移的主要環(huán)節(jié)，也是該科目教學(xué)的主要內(nèi)容。使用類比物理問(wèn)題，結(jié)合問(wèn)題的特點(diǎn)，在課堂中利用分析其中的關(guān)鍵點(diǎn)，將其和已知物理原型做類比，找尋解決方法，作出正確答案[2]。例如圖1是甲乙物質(zhì)的質(zhì)量、體積關(guān)系和A、B導(dǎo)體兩端電壓和電流的關(guān)系。學(xué)生先掌握看得見(jiàn)的體積和質(zhì)量關(guān)系，以此類比，就能迅速理解導(dǎo)體中電流和電壓的關(guān)系。

針對(duì)此問(wèn)題的講解，還有時(shí)間和路程關(guān)系圖、物體壓強(qiáng)和深度關(guān)系圖等等，經(jīng)過(guò)此類圖像的類比，令學(xué)生更加深入了解問(wèn)題內(nèi)容，并弄清楚題目中的變化規(guī)律和使用條件，使用起來(lái)不會(huì)出現(xiàn)問(wèn)題。

結(jié)論：

綜上所述，類比形式的運(yùn)用，可以引導(dǎo)學(xué)生深入理解知識(shí)點(diǎn)，快速接受物理概念和規(guī)律。同時(shí)，還便于學(xué)生在學(xué)習(xí)過(guò)程中更快的理解物理規(guī)律產(chǎn)生的原因，構(gòu)建物理規(guī)律和概念。教師向?qū)W生滲透物理模型和類比舊知識(shí)，可幫助其快速掌握本質(zhì)，提升學(xué)習(xí)積極性，促進(jìn)初中物理教學(xué)的發(fā)展。

參考文獻(xiàn)：

[1]吳曉雯.基于類比遷移的初中物理教學(xué)課例分析——以“測(cè)量電壓”為例[J].中學(xué)理科園地，2018，14（04）：19-20.

[2]秦玉蓮. 在初中物理教學(xué)中進(jìn)行科學(xué)方法教育的研究[D].蘇州大學(xué)，2017.