用類比法應(yīng)對“會而不對”

朱澗泉

摘?要：電表改裝是高中電學(xué)實驗的基礎(chǔ)，但由于學(xué)生對電表的結(jié)構(gòu)和改裝缺乏深度認(rèn)識與理解，因此不能很好地處理電學(xué)實驗中的相關(guān)問題，造成學(xué)生“會而不對”。運用類比法將電表改裝與曹沖稱象、桿秤原理相比較，為學(xué)生搭上腳手架降低學(xué)生知識接受難度，啟發(fā)學(xué)生達(dá)成的思考與認(rèn)知，推動教學(xué)效率的提升。

關(guān)鍵字：會而不對;類比法;電表改裝

【中圖分類號】G633.7?【文獻(xiàn)標(biāo)識碼】A?【文章編號】1005-8877（2020）35-0005-02

【Abstract】Meter refitting is the basis of electrical experiment in senior high school. However，due to the lack of in-depth understanding and understanding of the structure and modification of electric meters，students can't deal with the relevant problems in electrical experiments well，resulting in students "being able to but not right". Using analogy method，this paper compares the electric meter refitting with Cao Chong's weighing and steelyard principle，builds scaffolding for students，reduces the difficulty of students' knowledge acceptance，inspires students' thinking and cognition，and promotes the improvement of teaching efficiency.

【Keywords】Can but not;Analogy method;Electricity meter refit

1.“會而不對”現(xiàn)象

“會而不對”是學(xué)生在處理某些問題時由于對該問題缺乏深度理解而出現(xiàn)的一種常見現(xiàn)象。課堂上學(xué)生聽得認(rèn)真、記得詳細(xì)，自以為對所學(xué)知識已經(jīng)熟練掌握，可當(dāng)遇到實際問題時，特別是貼近實際的情景化問題時卻無從下手。學(xué)生對新學(xué)的知識缺乏深度認(rèn)識與理解，所學(xué)的新知識與原有的知識體系相互割裂，不能夠很好地融合。反復(fù)如此，會極大損害學(xué)生學(xué)習(xí)物理的興趣和信心，形成厭學(xué)情緒。

2.類比法概述

類比法是指將兩個事物或研究對象進(jìn)行對比，借助兩事物或研究對象的相同屬性，推出它們其他屬性也可能相似或相同的一種思維方法。與歸納法和演繹法不同，類比法是一種由“特殊”到“特殊”的過程，教師在課堂教學(xué)中善于發(fā)現(xiàn)并充分利用類比法有助于幫助學(xué)生逃離思維陷阱、克服思維定勢，構(gòu)建新的物理圖景，形成立體的知識框架，提升學(xué)生觸類旁通的能力。

3.用類比法處理《電表改裝》

電表改裝是高中電學(xué)實驗的基礎(chǔ)，是電學(xué)實驗系統(tǒng)誤差產(chǎn)生的主要原因之一，對電表結(jié)構(gòu)和改裝的認(rèn)識與理解直接影響學(xué)生對電學(xué)實驗的準(zhǔn)確分析，學(xué)生缺乏對電表的深度理解是造成電學(xué)實驗“會而不對”的重要原因。

（1）研究課本，發(fā)現(xiàn)設(shè)計缺陷

對磁電式電流表的改裝出現(xiàn)在選修物理3-1第二章第4節(jié)《串聯(lián)電路和并聯(lián)電路》的最后一部分，介紹這一內(nèi)容之前書本已經(jīng)詳細(xì)介紹了串聯(lián)電路和并聯(lián)電路的連接方式及特點，但由于磁電式電流表（也稱表頭）的工作原理涉及磁場對通電導(dǎo)線的安培力作用，屬于下一章磁場學(xué)習(xí)的內(nèi)容，因此書本一筆帶過，只是告知學(xué)生：從電路的角度看，表頭就是一個電阻，同樣遵從歐姆定律。表頭與其他電阻的不同僅在于通過表頭的電流是可以從刻度盤上讀出來的。這樣的介紹吊足了學(xué)生的胃口，但又不了了之，而教師在介紹時處于既想講又不敢講的矛盾之中。

（2）因勢利導(dǎo)，巧講電表結(jié)構(gòu)

針對以上兩種教學(xué)設(shè)計方案，筆者讓學(xué)生先小組討論“曹沖稱象”的故事及測量原理。由于學(xué)生對這一故事非常熟悉，因此可以迅速提高學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣、積極性和課堂參與度，可以很容易思考出“曹沖稱象”的測量本質(zhì)是石頭質(zhì)量和大象質(zhì)量之間的等量變換。

教師繼續(xù)引導(dǎo)學(xué)生理解“曹沖稱象”中“石頭”替代大象的原因，那就是石頭的易測屬性和可微分屬性，并據(jù)此拋出問題：如何制造一測量船，使其可以測量任意質(zhì)量的大象？這是一個升級版的“曹沖稱象”問題，在這一問題中讓學(xué)生討論得出：先將已知質(zhì)量的石頭一塊一塊地搬上船，并且每放一塊石頭，刻下一個痕跡，標(biāo)記出相應(yīng)的石頭質(zhì)量數(shù)，這樣就相當(dāng)于制作了一個大型的臺秤，接著將未知質(zhì)量的任何物體放到船上可以立刻得出質(zhì)量。有了以上的基礎(chǔ)，教師只要告知學(xué)生：通電導(dǎo)線在磁場中會有力的作用，且該力與電流的大小有關(guān)，學(xué)生自然會類比得出磁電式電流表的制作就是一次“制造測量船”的過程。

在教學(xué)時，教師運用語言直接描述抽象問題時很難將其表達(dá)清楚，而如果能將存在學(xué)生頭腦中非常熟悉的生活場景合理地利用，善于發(fā)現(xiàn)它們與物理規(guī)律之間的相似性，類比物理規(guī)律，就可以使原本抽象、難以理解的物理知識就變得直觀、形象、通俗易懂。

（3）乘勝追問，類比電表改裝

電表的改裝中除了要探討電表的結(jié)構(gòu)，還需要在此基礎(chǔ)上將其改裝為大量程電表，改裝成大量程電壓表需要串聯(lián)一分壓電阻，使串聯(lián)之后的整體能夠承受更大的電壓值，而整體分擔(dān)的電壓與表頭分擔(dān)的電壓有一定的比例關(guān)系，比值即為電表量程擴大的倍數(shù)，電流表改裝原理與之類似。

運用類比法將電表改裝與桿秤原理相比較為學(xué)生搭上知識的腳手架，降低學(xué)生新知識接受難度，啟發(fā)學(xué)生達(dá)成的思考與認(rèn)知，推動了教學(xué)效率的提升。

（4）學(xué)而時習(xí)，拓展思維路徑

運用類比讓學(xué)生快速地理解了電表的結(jié)構(gòu)和改裝，但當(dāng)學(xué)生的知識框架搭建起來后要及時拆除“腳手架”，要讓學(xué)生知道新的知識與類比對象之間存在的差異，要在原有的理解基礎(chǔ)上向上升級、拓展思維路徑，因此，在之后的教學(xué)中要有意識地回顧、加強這種測量思想。

例.（2011年第11題）某同學(xué)利用如圖所示的實驗電路來測量電阻的阻值。

（1）將電阻箱接入a、b之間，閉合開關(guān)。適當(dāng)調(diào)節(jié)滑動變阻器R?后保持其阻值不變。改變電阻箱的阻值R，得到一組電壓表的示數(shù)U與R的數(shù)據(jù)如下表：

請根據(jù)實驗數(shù)據(jù)作出U-R關(guān)系圖象。

（2）用待測電阻RX替換電阻箱，讀得電壓表示數(shù)為2.00V。利用（1）中測繪的U-R圖像可得RX=▲Ω。

解析：（1）根據(jù)表格數(shù)據(jù)描點，用平滑曲線連接，如圖所示;（2）圖像描述的就是電壓和電阻的對應(yīng)關(guān)系，在圖像中找到電壓為2.00V的點，就可以讀出其橫坐標(biāo)大約為20Ω;

表面上看，本題與上述類比毫無關(guān)系，但仔細(xì)分析會發(fā)現(xiàn)，描點連線即為“制作測量船”，列出U-R關(guān)系式就是把能測量x和待測量y建立關(guān)系的過程，在“曹沖稱象”問題中y和x的關(guān)系就是非常簡單的y=x，而大多數(shù)實驗的函數(shù)關(guān)系或函數(shù)關(guān)系圖樣可能很復(fù)雜，這是課堂學(xué)習(xí)之后老師對學(xué)生的一次次認(rèn)知改造和思維的升級的過程。

4.結(jié)束語

通過類比法在電表改裝這一問題中的運用可以發(fā)現(xiàn)，教師要善于為學(xué)生搭上“腳手架”降低學(xué)生知識接受難度，提高知識的留存度，要及時為學(xué)生拆除“腳手架”，拓展學(xué)生思維深度，形成立體的知識框架，形成在陌生問題世界的自我導(dǎo)航能力。

參考文獻(xiàn)

[1]何志鋒.以類比為刀刃，行庖丁解牛之術(shù)[J].高中數(shù)理化，2017（07）：37

[2]龍玉云.類比法在高中物理教學(xué)重點應(yīng)用淺談[J].未來英才，2016（15）：83