用類比思維突破物理教學(xué)難點(diǎn)的分析

[摘要]類比是物理思維的一種重要形式，在物理教學(xué)中，將未知的物理知識(shí)和已知的物理知識(shí)進(jìn)行類比，并在已知知識(shí)的相關(guān)理論基礎(chǔ)上建立模型或假說，可以幫助學(xué)生找到探究未知事物的方向，從而有效地突破教學(xué)難點(diǎn)。

[關(guān)鍵字]類比；物理；教學(xué)

大自然是奇妙的，它遵守著相同或相似的物理規(guī)律。物理學(xué)家說“類比是我最信賴的老師，它能揭示自然界的秘密”。在物理學(xué)的發(fā)展中，許多重大發(fā)明、發(fā)現(xiàn)和新理論的提出，都借助于類比。如法拉第了解到奧斯特發(fā)現(xiàn)電流能產(chǎn)生磁場(chǎng)后，類比推理得出磁也能生電。

類比思維不是簡(jiǎn)單的模仿，而是一種富有創(chuàng)造性的思維方法。它是根據(jù)兩個(gè)或兩類對(duì)象在某些方面的相同或相似，從而推出它們?cè)谄渌矫嬉部赡芟嗤蛳嗨频囊环N邏輯思維，是物理思維的一種重要形式。教學(xué)中，教師可以將未知的事物和已知的事物進(jìn)行類比，在已知事物的有關(guān)理論基礎(chǔ)上建立假說，找到探究未知事物的方向，從而有效地突破教學(xué)難點(diǎn)。

一、類比思維應(yīng)用于物理概念教學(xué)

物理是建立在實(shí)驗(yàn)基礎(chǔ)上的學(xué)科，很多物理概念的得出都來自于實(shí)驗(yàn)。實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象直觀，但是物理理論卻是從實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象和數(shù)據(jù)中抽象而成，學(xué)生接受起來很困難。如何引導(dǎo)學(xué)生從形象思維提升到抽象思維呢？可以從已學(xué)的物理知識(shí)出發(fā)，把相似、相關(guān)的物理概念、規(guī)律聯(lián)系起來，為理解新概念、新規(guī)律提供依托。

以壓強(qiáng)概念和公式的教學(xué)為例。

學(xué)生在探究實(shí)驗(yàn)后可以得出結(jié)論： 1.在壓力一定時(shí)，受力面積越小，壓力的作用效果越明顯。2.在受力面積一定時(shí)，壓力越大，壓力的作用效果越明顯。在此基礎(chǔ)上，用學(xué)生學(xué)過的“速度概念和公式”來進(jìn)行類比，就可以突破“壓強(qiáng)概念和公式”這個(gè)難點(diǎn)。

類似的物理概念還有：功率、密度、比熱容等。

二、類比思維應(yīng)用于物理方法教學(xué)

控制變量法是一種非常重要的物理學(xué)研究方法，在科學(xué)探究中用得特別多。然而，學(xué)生在初學(xué)控制變量法時(shí)，常常不明白“暫不研究的相關(guān)因素”要控制不變，“要研究的相關(guān)因素”必須改變是什么意思？導(dǎo)致實(shí)驗(yàn)探究的目的不明確，實(shí)驗(yàn)過程的設(shè)計(jì)無從下手。在講解此物理方法時(shí)，用生活化的事例進(jìn)行類比，可以啟發(fā)學(xué)生的思維，降低學(xué)生的理解難度，調(diào)動(dòng)學(xué)生學(xué)習(xí)的積極性。

如探究“影響蒸發(fā)快慢的因素”時(shí)控制變量法的講解。

學(xué)生猜想：蒸發(fā)的快慢可能與“液體溫度”、“液體表面積”和“液體表面空氣的流速”有關(guān)。那么該如何依據(jù)控制變量法設(shè)計(jì)探究實(shí)驗(yàn)?zāi)兀课覀兛梢杂蒙钪小昂扰Ｄ淌欠駮?huì)影響身高”來類比。

研究喝牛奶是否使人長(zhǎng)得更高時(shí)，我們會(huì)想，人的身高與什么有關(guān)？“遺傳基因”和“年齡”大小。一個(gè)人不高，也許是因?yàn)樗€未成年，也許是遺傳，并不能說明是由于沒喝牛奶導(dǎo)致的。而如果是兩組雙胞胎，一組從小喝牛奶，另一組不喝，結(jié)果喝牛奶的這一組長(zhǎng)的高，我們就可以說，喝牛奶可以使人長(zhǎng)得更高。因?yàn)閮山M研究對(duì)象的年齡和遺傳基因是一樣，不同之處在于是否喝牛奶，這個(gè)不同導(dǎo)致了最后身高的不同。通過類比，容易發(fā)現(xiàn)，這里的“年齡”和“遺傳基因”兩個(gè)影響因素，就相當(dāng)于探究“影響蒸發(fā)快慢的因素”時(shí)，“液體表面積”和“液體表面空氣的流速”這兩個(gè)影響因素，“喝牛奶”就相當(dāng)于“液體溫度”。 若探究“蒸發(fā)的快慢”與“液體溫度”的關(guān)系，就必須控制“液體表面積”和“液體表面空氣的流速”一定，同時(shí)使“液體溫度”不同，否則研究的結(jié)果將毫無價(jià)值。

三、類比思維應(yīng)用于物理實(shí)驗(yàn)教學(xué)

因?yàn)槲锢硪?guī)律有相似之處，故物理現(xiàn)象也存在相似之處。在探究物理規(guī)律時(shí)，可以通過實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象的類比，得出物理規(guī)律的類比。

如探究“大氣內(nèi)部是否存在壓強(qiáng)，其方向又是怎樣的”，“光的反射規(guī)律”類比“光的折射規(guī)律”，“真空不能傳聲實(shí)驗(yàn)”類比“斜面小車實(shí)驗(yàn)”等。

類比作為一種從特殊推到特殊的科學(xué)方法，用得好就能有效地突破學(xué)習(xí)難點(diǎn)，降低學(xué)習(xí)難度，使學(xué)生更好地理解所學(xué)習(xí)的內(nèi)容。

責(zé)任編輯：一覺