在物理教學中巧用類比法

很多同學認為物理難學，課堂上似乎感覺很好。可實際應用起來就很難。究其原因，我認為主要是不能把課本知識轉化為自己的東西，不會把已有的知識向后繼學習遷移，以致在新的物理情境下顯得一籌莫展。那么，怎樣才能提高應用物理知識的能力呢?“類比法”不失為一種行之有效的方法。

所謂類比，就是根據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。應用到物理學習中，就是將陌生的物理現象與你熟悉的相似的物理現象進行比較，從而揭示出物理過程或物理現象的本質。許多物理概念都是在大量現象和事實的基礎上通過科學的抽象建立起來的，在這一抽象過程中，如果適時地運用類比，將有利于學生對概念的形成和理解。像在建立壓強概念時，可通過學生已有的速度概念的形成過程進行類比：要比較物體運動快慢，可用相同時間比路程，也可用相同路程比時間，但在時間和路程都不相等時。就必須看單位時間內通過路程的多少而定義了速度；同樣要比較壓力的作用效果，在壓力相等時就要看受力面積的大小，在受力面積相等時就要看壓力的大小，在壓力和受力面積都不相等時就要看單位面積上壓力的大小。在學習功率時又可通過速度來進行類比。速度是描述運動快慢的物理量，功率則是表示物體做功快慢的物理量。此外，利用類比法還可定義新的物理量，像用定義電場強度的方法來定義磁場強度，用定義電勢的方法來定義重力勢等。

在物理教學中，新課題往往與學生熟知的舊課題具有某種內在的聯系。但是，新舊課題所處的具體情境不同。由于學生不善于辨認各種情境的相似性，不能分析、概括出它們的共同本質，因而學習會感到困難。通過練習，為學生提供辨認多種情境的相似性的機會，并指導他們逐步形成運用類比推理尋找相似性的思維方法，從而達到在傳授知識的同時，發展學生智力和培養能力的目的。

例如，光和聲都是沿直線傳播的，有反射、折射、干射和衍射等現象。由聲具有波動性可推出光也具有波動性的結論。在學習靜電場時，我們常常用重力場進行類比。在重力場中，重力勢能的變化總是等于重力對物體所做的功。與此相似，在靜電場中，電勢能的變化總是等于電場力對電荷所做的功。這樣的類比很自然。也很容易被學生接受。既加深了對新內容的理解，又是對已有知識的鞏固。

又如，在研究晶體二級管的單向導電性時，為幫助學生理解和記憶，可進行實驗。當演示二極管D正向導通時，閉合開關K，這時燈泡L1和L2發光，亮度基本相同，說明二極管D相關開關K的閉合；當演示二極管反向截止時，斷開開關K，這時燈泡L1和L2都不亮，說明二極管D相關開關K的斷開。這樣在一定條件下把二極管類比為開關，進一步揭示了對二極管的單向導電性能的認識。

再如，利用光的傳播總是沿著耗時最短的路徑這一特點，可將反射定律、折射定律作類比對象解決一些相關的問題，有時會顯得十分簡便。如一條直的河道同側有A、B兩工廠，距離河岸分別為S1、S2，A廠需要把貨物送到停在河中的船上，再從船上取貨送到B廠。當運輸車的速度一定時，為了確定船停靠位置使運輸的路徑最短。可根據光的反射定律找出位置C。

我們都知道聲納是軍艦進行水中搜索、偵察最重要的手段，聲波在不同溫度的水中，傳播的速度是不一樣的。水溫高，聲波傳播的速度快，水溫低則傳播速度就慢一些。由此可見，聲波在水中會產生彎曲和折射。海水的溫度并不是恒定的。夏天，由于強烈陽光的照射，海水表層的溫度較高，而下層的溫度相對較低，形成上熱下冷的環境。這樣聲納發出的聲波自然而然地由傳播較快向傳播較慢的方向彎曲，使聲波還沒有達到正常的探測距離就已經彎向海底。教師可把聲波在水中傳播跟光在不同介質中的傳播作類比，就很容易解釋聲波傳播方向發生改變的原因。

如此反復練習，學生通過聯想，類比推理，思維變得更活躍，思路更廣闊，學習的靈活性也不斷提高。

類比是人類認識自然的重要方法，它是利用已有的知識，去學習新知識的一種可行方法，在物理學習中經常使用。無論是概念的建立、規律的形成，還是知識的運用，對培養學生理解能力、思維能力和解題能力都大有裨益。但值得注意的是進行類比的兩事物必須具有可比性，即在某些屬性上具有相似性，否則可能導致錯誤的結論。