核心素養(yǎng)理念下類比教學(xué)法在高中物理電磁學(xué)教學(xué)中的應(yīng)用

展宗程

摘 要：新課程標(biāo)準(zhǔn)提出高中物理教育應(yīng)該加強(qiáng)培養(yǎng)學(xué)生的思維以及探究能力，類比教學(xué)法的運(yùn)用產(chǎn)生了事半功倍的效果，其能夠培養(yǎng)學(xué)生科學(xué)思維以及擴(kuò)展思維模式。分析類比教學(xué)法在高中物理電磁學(xué)教學(xué)中的應(yīng)用情況。

關(guān)鍵詞：類比教學(xué)法;高中物理;電磁學(xué);教學(xué)實(shí)踐

一、類比教學(xué)法在電磁學(xué)教學(xué)中的設(shè)計(jì)

（一）類比教學(xué)法在基本概念和規(guī)律教學(xué)中的設(shè)計(jì)

在概念的類比方面，高中物理電磁學(xué)部分概念學(xué)習(xí)中涵蓋兩部分，即“場(chǎng)”（電場(chǎng)、磁場(chǎng)）和“路”（電路）。靜電場(chǎng)屬于比較抽象的概念，學(xué)生理解難度較大，通過運(yùn)用類比的方法，實(shí)現(xiàn)具體化地呈現(xiàn)出抽象的概念。遵循靜電場(chǎng)的性質(zhì)，科學(xué)地歸類基本概念，例如，電場(chǎng)力的性質(zhì)中涵蓋的基本概念就是元電荷、點(diǎn)電荷、電荷守恒定律、庫侖定律、電場(chǎng)強(qiáng)度、電場(chǎng)線等，電場(chǎng)能的性質(zhì)涉及的基本概念涵蓋了靜電力做功、電勢(shì)能、電勢(shì)、等勢(shì)面、電勢(shì)差等?！办o電場(chǎng)”之后對(duì)“磁場(chǎng)”的學(xué)習(xí)，學(xué)生掌握了場(chǎng)的概念之后，就會(huì)對(duì)場(chǎng)具有力和能的特點(diǎn)有所了解，學(xué)習(xí)磁場(chǎng)期間可以跟很多內(nèi)容（磁場(chǎng)與電場(chǎng)、磁感應(yīng)強(qiáng)度和電場(chǎng)強(qiáng)度、磁感線和電場(chǎng)線）展開類比，便于更深入地理解概念，防止混淆知識(shí)點(diǎn)。

在物理定律及典型結(jié)論的類比方面，高中物理電磁學(xué)部分的定律涵蓋了很多內(nèi)容，學(xué)習(xí)這些物理定律以及物理量的計(jì)算和有關(guān)運(yùn)動(dòng)規(guī)律，可以讓學(xué)生在前概念前提下進(jìn)行擴(kuò)展、運(yùn)用，教師可以將學(xué)生頭腦中前概念進(jìn)行充分的調(diào)動(dòng)，跟新概念展開類比，以此形成知識(shí)網(wǎng)絡(luò)。

（二）類比教學(xué)法在電磁學(xué)習(xí)題教學(xué)中的設(shè)計(jì)

電磁學(xué)中的習(xí)題，對(duì)力、功、能以及運(yùn)動(dòng)等知識(shí)內(nèi)容的應(yīng)用進(jìn)行綜合，學(xué)生會(huì)應(yīng)用前知識(shí)，對(duì)新知識(shí)點(diǎn)的習(xí)題展開類比應(yīng)用。例如，關(guān)于“在電場(chǎng)中帶電粒子的加速問題”，此類習(xí)題的解決舉措可以涵蓋兩種。盡管采取兩種措施進(jìn)行求解，但兩種方法適用不同的題型，學(xué)生不能只是對(duì)公式、方法記憶，應(yīng)該靈活選用。

（三）類比教學(xué)法在電磁學(xué)復(fù)習(xí)教學(xué)中的設(shè)計(jì)

類比教學(xué)法應(yīng)用于復(fù)習(xí)教學(xué)中，就是為了類比對(duì)照不同的概念、定理、規(guī)律的知識(shí)相似性，把知識(shí)條理化以及系統(tǒng)化，讓學(xué)生產(chǎn)生知識(shí)結(jié)構(gòu)，加深理解知識(shí)內(nèi)容。如“帶電粒子在電場(chǎng)中的偏轉(zhuǎn)與磁場(chǎng)中的偏轉(zhuǎn)問題”，本質(zhì)均為電荷在場(chǎng)中的運(yùn)動(dòng)，但有不盡相同的電荷最終的運(yùn)動(dòng)性質(zhì)，原因就是電場(chǎng)、磁場(chǎng)中，電荷產(chǎn)生的力各有差異，教學(xué)期間學(xué)習(xí)磁場(chǎng)為經(jīng)電場(chǎng)的類比所獲得的，最后要明確總結(jié)、分析相應(yīng)的類比源，提升教學(xué)效果。

二、類比教學(xué)法在電磁學(xué)教學(xué)中的案例分析

需要掌握的知識(shí)內(nèi)容就是電勢(shì)的概念、電勢(shì)能的概念、靜電力做功的特點(diǎn)、電勢(shì)能與靜電力做功的關(guān)系，了解電勢(shì)為描述電場(chǎng)“能”性質(zhì)的物理量，掌握電勢(shì)能、電勢(shì)、靜電力做功、電勢(shì)能的關(guān)系等。采取對(duì)舊知識(shí)的類比模式，培養(yǎng)學(xué)生類比思維，提升分析和處理問題的能力。

1.回顧喻體，引入本體：我們以前學(xué)習(xí)過重力場(chǎng)，重力場(chǎng)的性質(zhì)就是“力”“能”，靜電場(chǎng)、重力場(chǎng)均為“場(chǎng)”，靜電場(chǎng)中是不是也存在“能”的性質(zhì)？靜電場(chǎng)中這一性質(zhì)跟重力場(chǎng)中“能”的性質(zhì)有無相似性？接下來老師帶領(lǐng)大家進(jìn)行探究分析。

2.教師引導(dǎo)，類比分析：教師引導(dǎo)“進(jìn)行分析以后，大家能夠了解到，重點(diǎn)做功是跟質(zhì)點(diǎn)的運(yùn)動(dòng)路徑?jīng)]有關(guān)聯(lián)性的，僅是關(guān)聯(lián)于質(zhì)點(diǎn)的初、末高度差，那么跟重力做功類比，靜電力做功有什么樣的特點(diǎn)呢？”由此，就會(huì)相繼通過類比得到概念“靜電力做功不關(guān)聯(lián)電荷運(yùn)動(dòng)的路徑，僅關(guān)聯(lián)電荷的初、末位置”;然后進(jìn)行引導(dǎo)“移動(dòng)物體過程中，重力做功不會(huì)關(guān)聯(lián)路徑，會(huì)導(dǎo)致重力勢(shì)能改變，靜電力做功同樣不關(guān)聯(lián)路徑，其導(dǎo)致的能量改變是不是也為勢(shì)能？”

類比得到概念“移動(dòng)電荷時(shí)，靜電力做功、路徑之間沒有關(guān)系，電場(chǎng)中的電荷具備勢(shì)能，即為電勢(shì)能（Ep）”。按此思路，在接下來的學(xué)習(xí)中，類比得到概念“把電荷在電場(chǎng)中某點(diǎn)所具有的電勢(shì)能與電荷量的比值定義為該點(diǎn)的電勢(shì)”等。

3.歸納總結(jié)，得出結(jié)論：靜電場(chǎng)相同于重力場(chǎng)，性質(zhì)包括力、能。說明靜電力做功的特點(diǎn)、電勢(shì)能、靜電力做功與電勢(shì)能之間的關(guān)聯(lián)性，以表格的形式展示“重力場(chǎng)和靜電場(chǎng)的特點(diǎn)”，讓學(xué)生直觀掌握，防范知識(shí)混淆。

在高中物理電磁學(xué)部分實(shí)踐教學(xué)中，運(yùn)用類比教學(xué)法產(chǎn)生了良好的成效，可以讓學(xué)生更深入地理解電磁學(xué)知識(shí)，并且優(yōu)化科學(xué)思維，有效提升物理學(xué)科核心素養(yǎng)。所以，需要高中物理教師采取科學(xué)的途徑，運(yùn)用好類比的方法教學(xué)，讓學(xué)生更容易理解新知識(shí)，同時(shí)受科學(xué)思維的熏陶，提升學(xué)習(xí)質(zhì)量。

參考文獻(xiàn)：

閆云斌，王寧，崔雪煒，等.類比教學(xué)法在無人機(jī)測(cè)控系統(tǒng)課程教學(xué)中的應(yīng)用研究[J].高師理科學(xué)刊，2020（7）.

注：本文為甘肅省教育科學(xué)“十三五”規(guī)劃2020年度一般課題“基于核心素養(yǎng)理念下高中物理教學(xué)改革的實(shí)踐與研究”（GS[2020]GHB1134）的研究成果。