類比法在初中物理教學(xué)中的應(yīng)用

摘 要：初中學(xué)生對抽象性的知識理解起來相對較為困難，抽象性思維發(fā)育不完善.為了提高課堂教學(xué)的效率，教師可以適當(dāng)采用類比法進(jìn)行課程知識點(diǎn)的講解.利用合乎規(guī)律、邏輯的內(nèi)容進(jìn)行有效類比，不僅能夠?qū)⒊橄蟮闹R以通俗的語言描述出來，還能把學(xué)生帶到一個(gè)豐富簡單的課堂學(xué)習(xí)氛圍當(dāng)中.那么如何有效運(yùn)用類比法進(jìn)行課堂教學(xué)？基于此，本文重點(diǎn)探究了類比法在初中物理教學(xué)過程當(dāng)中的應(yīng)用策略，以供參考.

關(guān)鍵詞：初中物理;類比法教學(xué);應(yīng)用策略

中圖分類號：G632 ? ? ?文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A ? ? ?文章編號：1008-0333（2021）32-0072-02

收稿日期：2021-08-15

作者簡介：王曉強(qiáng)（1980.5-），男，江蘇省揚(yáng)州人，本科，中學(xué)一級教師，從事初中物理教學(xué)研究.

類比法是指運(yùn)用類比的方式將抽象的知識點(diǎn)運(yùn)用學(xué)生熟悉的事物或以理解的知識進(jìn)行歸納講解.類比推理的方法在初中物理教學(xué)過程當(dāng)中有著至關(guān)重要的作用.提高課堂教學(xué)的質(zhì)量和效果就應(yīng)不斷創(chuàng)新課程教學(xué)的方法.類比的方法能夠運(yùn)用兩個(gè)對象或問題之間的相似性來進(jìn)行歸納講解，便于學(xué)生整體知識體系的形成，對學(xué)生后續(xù)知識的理解和掌握奠定了良好的基礎(chǔ)，能夠從根本上提高學(xué)生學(xué)習(xí)的質(zhì)量和效率，降低課堂教學(xué)的難度.

一、利用模型類比教學(xué)，提高學(xué)生理解能力

物理知識的抽象和邏輯是有物理這門學(xué)科的本質(zhì)屬性所決定的.許多概念或規(guī)律性的知識相對抽象和陌生，學(xué)生理解起來較為困難，對許多電學(xué)方面的知識缺少理論建構(gòu)的基礎(chǔ).教師如果僅僅依靠口頭講述很難使學(xué)生真正理解到物理學(xué)習(xí)的本質(zhì).此時(shí)，教師就可以運(yùn)用類比教學(xué)的方式聯(lián)系學(xué)生生活中，能夠遇到的實(shí)物模型或電學(xué)的知識進(jìn)行教學(xué)，引導(dǎo)學(xué)生主動(dòng)探索物理的本質(zhì)，全面提升課堂教學(xué)的效果.

例如“短路”這一概念進(jìn)行教學(xué)時(shí)，教師就可以類比“隧道”的概念進(jìn)行講解幫助學(xué)生進(jìn)行概念的理解.例如眼前有一座山，一個(gè)人要從山的一邊到達(dá)另外一邊，按照傳統(tǒng)的方式需要先爬到山頂，然后才能到達(dá)目的地.但是這樣行走的話需要耗費(fèi)很長的時(shí)間和體力，現(xiàn)在計(jì)劃在山的兩邊打通一條直通的隧道，方便人們從山的一邊直接通往另一邊.通過這樣一個(gè)案例的講解先為學(xué)生初步構(gòu)建“隧道”和“電路”之間的有機(jī)聯(lián)系，將經(jīng)過山頂?shù)穆肪€定為“有效電路”，將隧道的路線定為“短路電路”.通過這樣類比的方式，讓學(xué)生理解電流和人行走時(shí)的選擇一樣，都較為傾向于選擇簡單并且容易的方式抵達(dá)終點(diǎn)，當(dāng)電流選擇通過短路電路而不選擇通過有電器的有效電路時(shí)，就會(huì)出現(xiàn)短路的相關(guān)問題.通過這樣的方式講解“短路”的概念能夠使學(xué)生理解更為深刻.

再比如“電壓”這部分理論知識進(jìn)行講解時(shí)，教師就可以運(yùn)用“水路模型”和“電路模型”進(jìn)行類比講解.先讓學(xué)生自主觀察兩個(gè)模型去思考相同點(diǎn)和不同點(diǎn)，讓學(xué)生將電路中的“電壓”理解為水路中的“水壓”.水流之所以流動(dòng)是因?yàn)樗穬啥舜嬖凇八畨翰睢保惐冗M(jìn)行推理就可以理解電路中的電流在流動(dòng)過程當(dāng)中也需要相對應(yīng)的“電壓差”.同時(shí)，教師還可以利用水路當(dāng)中的“水流”、“水泵”和“水輪機(jī)”、“閥門”等事物與電路當(dāng)中的“電源”、“燈泡”、“開關(guān)”和“電流”等事物進(jìn)行相對應(yīng)的類比講解.運(yùn)用模型之間的類比歸納使學(xué)生能夠有效地掌握電壓的相關(guān)概念知識，全面提高學(xué)生學(xué)習(xí)的效率，化解學(xué)習(xí)過程當(dāng)中的難點(diǎn)內(nèi)容.

二、利用等效類比教學(xué)，提高學(xué)生解題效率

等效類比是物理學(xué)習(xí)過程當(dāng)中的重要思想，也是學(xué)生在解決物理問題時(shí)的重要方法.等效類比是指在效果相同的前提下研究問題的解決方法，通過將復(fù)雜的物理問題運(yùn)用等效轉(zhuǎn)化的方式轉(zhuǎn)變成具有相同效果并且較為簡單和容易的物流問題來解決.等效類比的方式不僅能夠充分拓展學(xué)生的物理思維，還能夠發(fā)展學(xué)生對物理知識的理性認(rèn)識，加深學(xué)生對知識的理解，從根本上提高學(xué)生物理學(xué)習(xí)的質(zhì)量和效率.同時(shí)教師也可以利用一些生活中學(xué)生能夠了解到的事物進(jìn)行等效類比，帶領(lǐng)學(xué)生進(jìn)行規(guī)律性知識的探究，讓學(xué)生能夠有效地區(qū)分一些容易混淆的概念和規(guī)律的運(yùn)用方法.

例如“在圖1所示的電路中，我們使電源和電壓保持不變，當(dāng)開頭S從斷開到閉合的過程中，分析兩個(gè)電流表的數(shù)是如何變化的？”在這道題的解題過程當(dāng)中，很多學(xué)生容易陷入知識誤區(qū)，認(rèn)為既然電源和電壓保持不變，那么電路當(dāng)中的總電流也應(yīng)當(dāng)保持不變.因此A1電流表求數(shù)應(yīng)保持不變，A2電流表則從小變大.學(xué)生會(huì)陷入這樣的知識錯(cuò)誤是由于沒有充分考慮電路中總電阻的變化情況，我們運(yùn)用等效類比的方法把電阻用一個(gè)等效的電阻代替，當(dāng)S閉合或斷開時(shí)，等效電阻阻值會(huì)相應(yīng)的變小， 此時(shí)我們利用I=UK的公式就能夠計(jì)算出總電流會(huì)變大，而R1上的電壓和電阻會(huì)保持不變，電流表A2示數(shù)不變.通過這樣等效類比的方式，加深學(xué)生對題目的理解，提高學(xué)生物理解題的效率.

三、利用教學(xué)方式類比，突破教學(xué)難點(diǎn)內(nèi)容

很多物理問題所考察的點(diǎn)是在一定過程中或者是在一定的狀態(tài)下不斷變化的物理量.解決此類問題很多時(shí)候需要求解變量的極值.此時(shí)，利用一般的解題方法求解起來較為困難，教師就可以引導(dǎo)學(xué)生將變化的物理過程或某些物理量通過教學(xué)過程當(dāng)中的典型例題進(jìn)行類比解題，從而迅速地找到容易的解題方式，加深學(xué)生對知識的理解和運(yùn)用.

例如“在圖中R1是個(gè)滑動(dòng)變阻器，其變化范圍為0-R1，且其阻值大于定值電阻R.電源電壓U不變，當(dāng)S開關(guān)閉合后，R從左向右滑動(dòng)，問：在此過程中變阻器R1的功率如何變化？

由于R1從0開始到最大阻值變化，它上面的電壓、電流是不斷變化的，消耗的功率也在不斷變化，變化過程當(dāng)中所要求的最大值和最小值就是本題的難點(diǎn)所在，重點(diǎn)在于如何求出在怎樣的狀態(tài)下會(huì)出現(xiàn)最大功率.根據(jù)P=U2R可知，它與數(shù)學(xué)中的二次函數(shù)求最值問題類似，可類比利用數(shù)學(xué)的方式來求解此題.此時(shí)教師就可以帶領(lǐng)學(xué)生運(yùn)用類比的方式將題目轉(zhuǎn)化為二次函數(shù)求最值的問題，避免運(yùn)用一般的物理方法進(jìn)行求解.可根據(jù)y=ax2+bx+c，函數(shù)的性質(zhì)求解：當(dāng)a>0時(shí)，函數(shù)有最小值，并且在x=-b2a上時(shí)，有最小值y=4ac-b24a;當(dāng)a<0時(shí)，函數(shù)有最大值，并且在x=-b2a時(shí)，有最大值y=4ac-b24a;假定R1滑動(dòng)變阻器在某位置，則電阻R上的電壓是U1，則電路電流為I=U1R業(yè)，變阻器上的消耗的功率P=U-U1U1R=-1RU12+URU1，因?yàn)閍=-1R，所以P有最大值，當(dāng)U1=-b2a=U2時(shí)，Pmin=4ac-b24a=U24R.這樣就可知：當(dāng)R變阻器阻值從左向右滑動(dòng)時(shí)，其阻值在不斷地增大，當(dāng)R1

總而言之，物理教師在實(shí)際的教學(xué)過程當(dāng)中應(yīng)當(dāng)合理的借助類比法開展具有自主探索性質(zhì)的課堂教學(xué)活動(dòng)，從學(xué)生的學(xué)習(xí)需求和學(xué)習(xí)能力出發(fā)，為學(xué)生設(shè)計(jì)合乎物理學(xué)習(xí)規(guī)律、邏輯的類比內(nèi)容，將抽象的物理知識運(yùn)用通俗和直觀的方式轉(zhuǎn)述給學(xué)生，加深學(xué)生對知識的理解.在部分學(xué)生容易混淆的物理知識教學(xué)時(shí)教師也可以運(yùn)用類比的方式幫助學(xué)生進(jìn)行有效區(qū)分，方便學(xué)生對知識的鞏固和理解，從根本上提高學(xué)生物理學(xué)習(xí)的效率和質(zhì)量.

參考文獻(xiàn)：

[1]曾新基.類比法在初中物理教學(xué)中的應(yīng)用[J].中學(xué)物理（初中版），2017：45-46.

[2]王小龍.類比法在初中物理教學(xué)中的應(yīng)用[J].考試周刊，2014：150.

[責(zé)任編輯：李 璟]