運(yùn)用類(lèi)比方法 提升思維品質(zhì)

羅智榮

摘 ? 要：類(lèi)比法是通過(guò)形象和熟悉的事物對(duì)抽象或不確定的事物進(jìn)行歸類(lèi)比較，可以比較直觀地推理出新的事物的特征或規(guī)律的方法。適當(dāng)?shù)貞?yīng)用類(lèi)比方法可以幫助學(xué)生建立物理模型，理解物理概念或規(guī)律，培養(yǎng)創(chuàng)造性思維等。結(jié)合物理課堂教學(xué)實(shí)踐談?lì)惐确ㄔ诓煌谡n階段的應(yīng)用：導(dǎo)入新課時(shí)應(yīng)用類(lèi)比法可吸引學(xué)生注意力，提高學(xué)生學(xué)習(xí)興趣;授課過(guò)程，巧用類(lèi)比是突破難點(diǎn)、建構(gòu)概念、形成規(guī)律的一種有效手段;復(fù)習(xí)鞏固階段應(yīng)用類(lèi)比法還可幫助學(xué)生深化理解，加強(qiáng)記憶。

關(guān)鍵詞：初中物理;類(lèi)比法;應(yīng)用

類(lèi)比是邏輯學(xué)中的一種推理方法，利用聯(lián)想思維把兩件事物在某些屬性上相同或相似的規(guī)律點(diǎn)來(lái)推斷他們?cè)谄渌矫娲嬖谙嗤蛳嗨频囊?guī)律[ 1 ]。物理學(xué)科某些知識(shí)存在著一定的相似性，表現(xiàn)在物理規(guī)律，物理模型，物理現(xiàn)象的教學(xué)內(nèi)容和探究方法等方面。教學(xué)中采用類(lèi)比方法，既是推理法也培養(yǎng)良好的物理思維品質(zhì)?？梢杂行Ъせ钤械恼J(rèn)知，順利搭建新舊知識(shí)的思維連接，降低感知的難度，促進(jìn)知識(shí)的有效轉(zhuǎn)移，從而觸類(lèi)旁通，同時(shí)激發(fā)學(xué)生的探求欲望，喚醒學(xué)生的創(chuàng)新意識(shí)。適當(dāng)?shù)貞?yīng)用類(lèi)比手段可以幫助學(xué)生理解物理概念，定義或規(guī)律，建立物理模型，培養(yǎng)創(chuàng)造性思維等方面有重要作用。

1 ?在引入新課和總結(jié)歸納階段應(yīng)用類(lèi)比

1.1 ?利用類(lèi)比法建立概念

在“認(rèn)識(shí)浮力”這個(gè)探究實(shí)驗(yàn)，對(duì)于漂在水面的物體，比如乒乓球有受到水的浮力作用，這個(gè)學(xué)生好理解。引導(dǎo)學(xué)生用二力平衡的知識(shí)來(lái)確定這個(gè)與重力等大，反向，共線的力就是浮力。那么在水中會(huì)下沉的鐵塊有沒(méi)受到浮力呢？這里可以做個(gè)類(lèi)比：用彈簧測(cè)力計(jì)鉤住一鉤碼靜止，此時(shí)彈簧測(cè)力計(jì)的示數(shù)大小為物體的重力。如果此時(shí)用手上托鉤碼，觀察到彈簧測(cè)力計(jì)的示數(shù)減小，因?yàn)殂^碼受三個(gè)力：豎直向下的重力，豎直向上的拉力，還有一個(gè)豎直向上的手的托力。接著把鉤碼浸到水中，觀察彈簧測(cè)力計(jì)的示數(shù)在減小，那么就可以分析此時(shí)鉤碼在水中受到類(lèi)似手托鉤碼一樣的一個(gè)向上的力。這個(gè)力就是水施的浮力。所以即使是在水中下沉的物體，也有受到浮力。浮力的概念：浸在液體中的物體受到向上的力，這個(gè)力叫做浮力。

1.2 ?利用類(lèi)比法幫助記憶

在學(xué)完“物態(tài)變化”這章時(shí)，記憶每種物態(tài)變化過(guò)程的吸熱和放熱。可以用類(lèi)比方法幫助學(xué)生記憶。把物質(zhì)的三種狀態(tài)按密度大小階梯式排列，一般來(lái)說(shuō)密度較小的氣體在最上層，密度較大的固體在最底層（如圖1），物態(tài)往上層變化（熔化，汽化，升華）類(lèi)比人爬樓梯上樓都要能量才能上去，因此都需要吸熱;反之物態(tài)往下層變化（液化，凝固，凝華）則需放熱。

又如電阻定律的學(xué)習(xí)，在總結(jié)歸納或復(fù)習(xí)記憶階段也可以用這種類(lèi)比加強(qiáng)記憶，導(dǎo)體越長(zhǎng)越細(xì)學(xué)生就聯(lián)想到道路長(zhǎng)而窄，電子流動(dòng)時(shí)阻礙大，就記住導(dǎo)體越長(zhǎng)越細(xì)電阻就大，反之短而粗電阻小。溫度越高，分子運(yùn)動(dòng)越劇烈，阻礙越大，電阻變大。

2 ?在概念和規(guī)律教學(xué)中應(yīng)用類(lèi)比

2.1 ?應(yīng)用用類(lèi)比法進(jìn)行推理分析

例如：磁場(chǎng)是什么？它真的有嗎？

實(shí)驗(yàn)演示：將一條磁鐵靠近靜止的小磁針，讓學(xué)生觀察小磁針的變化情況，可看到小磁針發(fā)生偏轉(zhuǎn)[ 1 ]。

得到結(jié)論：小磁針受到了力

類(lèi)比分析：用嘴吹小磁針使其轉(zhuǎn)動(dòng)，原理是因?yàn)榭諝鈱?duì)小磁針有力的作用;用手撥弄小磁針使其轉(zhuǎn)動(dòng)，原理是手對(duì)小磁針有力的作用;用磁鐵去靠近小磁針使其轉(zhuǎn)動(dòng)，原理是靠近的磁鐵對(duì)小磁針有力的作用。

得出結(jié)論：磁體與小磁針沒(méi)有接觸，但是存在著力的作用。實(shí)驗(yàn)表明磁體間存在著某種物質(zhì)，盡管在常態(tài)下是看不見(jiàn)摸不著，但可利用實(shí)驗(yàn)去感知它的某些物質(zhì)特性。

2.2 ?應(yīng)用類(lèi)比法進(jìn)行難點(diǎn)突破

“比熱容”這節(jié)課的難點(diǎn)就是比熱容概念的建立，要讓學(xué)生理解比熱容大小的實(shí)質(zhì)，探究質(zhì)量相同的水和煤油兩種物質(zhì)的吸熱能力不同，即在對(duì)比相同的熱源和相同的加熱時(shí)間下，比較兩種物質(zhì)的溫度上升情況。實(shí)驗(yàn)觀察到水的溫度上升的比煤油少，得出結(jié)論水的吸熱本領(lǐng)強(qiáng)，水的比熱容大?？梢越又妙?lèi)比的思路進(jìn)行分析幫助學(xué)生理解：

容納熱量的多少類(lèi)比為容器容納液體的多少;吸熱多少類(lèi)比為往容器中裝液體體積的多少;溫度高低類(lèi)比為液體在容器中的高度。

取A、B兩個(gè)底面積不同的兩個(gè)燒杯（如圖2所示）。

（1）往A、B兩燒杯里倒入相同體積的溶液（如圖3），比較兩燒杯里液面高度，發(fā)現(xiàn)A燒杯液面高度比B燒杯面高度上升的少。因此很明顯A燒杯比B燒杯可以容納更多體積的溶液，A燒杯容積大。

甲、乙兩種物質(zhì)，吸收相同的熱量，乙物質(zhì)溫度上升的比甲物質(zhì)少，說(shuō)明如果溫度變化相同，乙物質(zhì)可以吸收更多的熱量。也就是乙物質(zhì)比熱容大。相同質(zhì)量的水和煤油吸收相同的熱量，水的溫度上升的少，水的比熱容大[ 1 ]。

（2）往A、B兩燒杯里加溶液到相同高度（如圖4），往A燒杯里加的液體的體積要比B燒杯里加的體積多才能達(dá)到相同高度，A燒杯裝的液體的體積比B燒杯多。由此類(lèi)比：相同質(zhì)量的甲、乙物質(zhì)，要上升相同的溫度，乙吸收熱量多，乙的比熱容就大。

相同質(zhì)量的水和煤油從相同初溫上升到相同的末溫，即如果上升相同的溫度，水要加熱需要更長(zhǎng)的時(shí)間，說(shuō)明水要比煤油吸收更多的熱量，實(shí)驗(yàn)觀察到水要加熱更長(zhǎng)的時(shí)間，說(shuō)明水吸收更多的熱量，由此水的比熱容大。

總結(jié)：質(zhì)量相同的不同物質(zhì)吸收相同的熱量，溫度上升較小的物質(zhì)比熱容大。升高相同溫度，吸收熱量較多的物質(zhì)比熱容大[ 1 ]。

2.3 ?利用類(lèi)比優(yōu)化模型建構(gòu)

（1）利用類(lèi)比建構(gòu)空間關(guān)系模型

地球同步衛(wèi)星為啥相對(duì)地球是靜止的，（繞地球轉(zhuǎn)動(dòng)的周期與地球自轉(zhuǎn)周期一樣）對(duì)于一些文字理解能力弱的學(xué)生，只要建立一個(gè)簡(jiǎn)單的模型來(lái)類(lèi)比就可以讓學(xué)生事半功倍?？梢杂米约旱哪X袋比作地球，舉起一手握拳放在眼前比作地球衛(wèi)星，然后模擬地球自轉(zhuǎn)一周，同步衛(wèi)星也隨著轉(zhuǎn)一周。眼睛看到拳頭的位置都沒(méi)變化，衛(wèi)星相對(duì)地球位置沒(méi)有變化，相對(duì)靜止的。

（2）利用類(lèi)比建構(gòu)微觀結(jié)構(gòu)模型

固體、液體、氣體的結(jié)構(gòu)形態(tài)及分子活躍的程度可以用學(xué)生上課的狀態(tài)進(jìn)行類(lèi)比。固體的分子狀態(tài)可類(lèi)比在班級(jí)上課，只能在自己座位的同學(xué)們所處的狀態(tài);液體的分子狀態(tài)可類(lèi)比上體育課，活動(dòng)范圍大且還有課堂紀(jì)律要求的同學(xué)們所處的狀態(tài);氣體的分子狀態(tài)就可類(lèi)比為放學(xué)時(shí)，可任意行動(dòng)的同學(xué)們所處的狀態(tài)。

電流的概念建立時(shí)，電子的定向移動(dòng)可用人流進(jìn)行類(lèi)比。城市商業(yè)廣場(chǎng)車(chē)水馬龍，向四面八方走動(dòng)就不能形成人流;重大節(jié)日里的游行人群，都向一個(gè)方向移動(dòng)，就能形成人流。

聲音以聲波的形式傳播，聲波是怎樣的呢？用可見(jiàn)的水波類(lèi)比不可見(jiàn)的聲波。

（3）利用類(lèi)比建構(gòu)過(guò)程模型

電磁感應(yīng)產(chǎn)生感應(yīng)電流的條件：要部分導(dǎo)體切割磁感線?？梢园褜?dǎo)體看作一把鐮刀，磁感線比作麥稈。刀只有沿著與麥稈生長(zhǎng)一致的方向才不會(huì)切割麥稈，其余方向運(yùn)動(dòng)都可以切割磁感線，可產(chǎn)生感應(yīng)電流。

無(wú)線電波傳遞聲音，圖像等信號(hào)?！罢{(diào)制”和“解調(diào)”這兩個(gè)過(guò)程不是很容易理解。也可以通過(guò)生活經(jīng)驗(yàn)進(jìn)行類(lèi)比，用類(lèi)比的方法讓這問(wèn)題變得通俗易懂，電磁波類(lèi)比一列動(dòng)車(chē)，各種信號(hào)類(lèi)比旅客，旅客要去往某個(gè)地方，他買(mǎi)票上車(chē)類(lèi)比“調(diào)制”（即低頻信號(hào)搭上高頻電磁波）。到了目的地旅客下車(chē)類(lèi)比“解調(diào)”（有用的信號(hào)與載體電磁波分離）。

總之，進(jìn)行類(lèi)比教學(xué)時(shí)要突出兩個(gè)對(duì)象的特征的相似性，而且必須有一個(gè)對(duì)象是學(xué)生所熟悉并易于理解的，這樣類(lèi)比在教學(xué)實(shí)踐中才能收到較好的效果，真正提升學(xué)生的思維品質(zhì)。

參考文獻(xiàn)：

[1] 人民教育出版社，課程教材研究所，物理課程教材研究研發(fā)中心.義務(wù)教育教科書(shū)教師教學(xué)用書(shū)物理九年級(jí)全一冊(cè)[M].北京：人民教育出版社，2018.