例談初中物理概念教學中“類比法”的使用

袁 平

(重慶市第一中學校 重慶 400030)

初中物理雖然教學內(nèi)容淺顯，但覆蓋面廣，包含力、熱、光、電（磁）等模塊，旨在幫助學生初步建立物理知識體系。在概念教學中，類比法是常用且符合初中學生心智發(fā)展水平的有效方法。類比法能夠有效連接起學生學習的起點與終點，即已知對象與未知對象。已知對象是學生已經(jīng)積累的相對豐富的生活經(jīng)驗和科學常識，這是學生腦海中物理概念形成的堅實基礎。未知對象是概念教學的最終目的，即掌握新的、更深入的、更科學的物理概念及規(guī)律。

一、初中物理概念教學中，類比法應用的效果及實例

（一）比值法定義的物理量之間的類比，舉一反三

以2018年6月上?？茖W教育出版社初中物理教材為例，八、九年級兩冊書中，以“將A與B的比稱為C”這種比值法定義的物理量共計10個，所占比例不容低估。有：速度v、密度ρ、重力加速度g、壓強p、功率P、機械效率η、比熱容c、熱值q、熱機效率η、電功率P。對于這些物理量可以類比概念引入方式、類比物理意義、類比單位及換算、類比公式及變形等，通過類比使新概念更易于記憶、理解和運用。在中考前復習階段使用類比法復習，也有利于學生提綱挈領，形成知識框架，高效復習[1][2]。例如：

1.類比概念的引入方式

在引入功率這一概念時，就可以與速度概念的引入過程相類比。比較兩個物體運動的快慢，可以采用兩種方法，相同時間比較路程，相同路程比較時間，但是當時間和路程都不一樣的時候，就沒法直接比較了，為此我們引入速度的這一物理量，即單位時間通過的路程，來描述物體運動的快慢。同樣的要比較兩個物體做功的快慢，我們也可以相同時間比較所做的功，相同的功比較所用的時間，但是當功和時間都不一樣的時候，就可以比較單位時間所做的功，由此自然而然地引出了功率這一物理量，學生易于接受，同時突破功率的物理意義。

2.類比單位換算的方法

（二）生活經(jīng)驗類比物理概念及規(guī)律，化抽象為具體

物理概念因其高度概括性和準確性，對于初中生而言是比較抽象的。特別是一些電學概念，也無法通過實物或者實驗的形式直觀展示。這對于更愿意相信“眼見為實”的初中生而言，是有難度的。在課堂引入或者概念提出時將物理概念與生活經(jīng)驗相類比，雖不能“眼見”但可以“感受”，從而對新概念的教學起到鋪墊與啟發(fā)的作用。例如，水管中的水只有向著某一個特定的方向流動才會形成“水流”，且“水流”的形成還需要水管兩端的有大小不同的壓力，即要有“水壓”；以此類比，電荷在導體中受到某些作用的時候也會朝著某一特定的方向移動，就會形成“電流”，且“電流”的形成也需要導體兩端有“電壓”。像這樣引入“電流”和“電壓”概的念方式生動形象，易于理解，也巧妙地回避了“電勢差”這一高中才講解的“高深”的知識點。

除了物理概念教學，在物理規(guī)律的得出過程中也可以使用類比法。如探究“導體電阻大小與哪些因素有關”，通過實驗是可以總結出結論的，但是初次接觸的學生無法在脫離實驗數(shù)據(jù)的情況下快速理解記憶導體電阻大小眾多的影響因素，而且有的是正比關系有的是反比關系，極易混淆。因此配合使用類比法，可以幫助學生理解和鞏固。用馬路上的車流去類比電流，路越窄，車輛越難通過，類比可得導體橫截面積越小，對電流的阻礙作用就越大；隧道越長，車輛越難通過，類比可得導體長度越大，對電流的阻礙作用就越大；路面越顛簸，車輛越難通過，類比可得導體材料不同，導體對電流的阻礙作用就不同。通過實驗探究與類比相結合的方法，引發(fā)其聯(lián)想與遷移，從而建立正確的認知。

（三）已知概念類比新概念，“以舊喚新”

在初中物理教學中，同一模塊的新章節(jié)與就章節(jié)之間總是存在密切的聯(lián)系，甚至不同的知識模塊也可以通過能量聯(lián)系在一起。但是當同一問題在新的情景下出現(xiàn)時，學生往往很難辨認新舊情景的相似性和相關性，因此學習會感到困難。此時如能找到新舊知識的相似性，使用類比法教學便會事半功倍。如內(nèi)能和機械能是兩種不同形式的能，由于內(nèi)能較為抽象，且涉及微觀問題，所以在介紹概念時可以和機械能進行類比。使用下面的思維導圖即有利于學生理解內(nèi)能概念也有利于區(qū)分內(nèi)能和機械能的異同。

再分別從動能和分子動能，勢能和分子勢能的影響因素入手，這樣的類比很自然，也很容易被學生接受。

二、使用類比法時應注意的問題

（一）類比與對比相結合

類比是根據(jù)兩種事物在某些特性上的相似，推理出它們在另一些特性上也可能相似的思維形式，是“由此及彼”。如果把“此”看作是前提，“彼”看作是結論，那么類比思維的過程就是一個推理過程。類比法的特點是“先比后推”?！氨取笔穷惐鹊幕A，既要“比”共同點也要“比”不同點。也就是類比與對比相結合。

（二）類比得出的結論不一定可靠

亞里士多德在《前分析篇》中指出“類推所表示的不是部分對整體的關系，也不是整體對部分的關系”。類比推理是一種或然性推理，前提真結論未必就真，不可一概而論，要有所選擇地類比。教學過程中，教師應結合學情，發(fā)揮類比法的優(yōu)勢，與其他方法結合使用，從而激發(fā)學生學習興趣，提高教學質(zhì)量。