淺析“類比法”在高中物理教學中的應用

◇　江蘇　王　旭

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淺析“類比法”在高中物理教學中的應用

◇江蘇王旭

“類比法”是指由一類事物的某種屬性推測與其類似的事物也應具有這種屬性的推理方法,它的作用是“由此及彼”．在高中物理教學中,“類比法”是一種常見的教學方法,也是學生自己獲得新知識、新方法的一種有效的思維方法．筆者現將自己教學過程中運用“類比法”的一些體會小結如下.

1物理概念、規律教學中的類比

“類比法”是解決物理概念教學行之有效的方法之一，即讓學生借助已有的物理知識儲備為橋梁,從形象思維順利過渡到抽象思維,有助于接受和理解新概念．例如:引入“電勢能”時與“重力勢能”類比;將“電流”類比“水流”,建立“電流”的概念等．

有些物理概念可以類比生活實例加以理解．如“加速度與速度的關系”中“加速度減小,速度可以增大”的判斷,可以類比成長身高:長得越來越慢,但身高越來越高．

在復習物理概念時采用“類比法”能觸類旁通．如同為比值法定義的概念:電阻(R=U/I)、電容(C=Q/U)、電場強度(E=F/q),通過類比可以看出,定義式中比值都是“常數”,反映物質本身的屬性．這可消除諸如“電壓為0時,導體的電阻為0”的低級錯誤．

在學習高中物理中一些定律和定理時也可以進行類比,它能夠使已有知識和后繼知識之間發生相互作用,把規律推廣到其他類似的情境中去,促進知識的遷移．如在學習庫侖定律F=kQ1Q2/r2時可以類比萬有引力定律F=Gm0m/r2.這2個定律不僅結構上相似,在適用條件上也有類似之處:庫侖定律適用于點電荷之間,萬有引力定律適用于質點之間.在學習動量定理I總=Δp時可以類比動能定理W總=ΔEk,動量定理可以理解成“力對時間的累積與物體動量變化的關系”,而動能定理則是“力對位移的累積與物體動能變化的關系”.在學習電荷守恒定律時可以類比能量守恒定律、質量守恒定律來理解,讓學生有一個完整的守恒思想.再如在介紹理想變壓器的規律時可以類比初中學過的杠桿知識:杠桿省力不省功,變壓器變壓不變能．諸如此類的物理規律之間的類比還可以舉很多,在此不再贅敘．

2物理模型教學中的類比

物理模型的復雜性和多樣性是物理難學、難教的主要原因之一．教師在授課時可以引導學生進行物理模型上的類比,形成知識遷移,適應各種變化．

例如在學習帶電粒子在勻強電場中的偏轉時,教師可找出運動的性質,類比“平拋模型”來介紹;對“豎直平面內的圓周運動”,教師可將不同的模型進行歸納、類比．如與“繩球模型”類似的有豎直(光滑)圓弧內側的圓周運動、水流星的運動、過山車運動等,與“桿球模型”類似的小球套在豎直圓環上的運動、小球在豎直圓管內的運動等．

除了實物對象的模型可以類比外,物理過程模型也可以進行類比．如“水平傳送帶模型”與“滑板木塊模型”的問題、“子彈木塊模型”與“木塊木板模型”,它們有類似的運動過程、能量轉化方式,教師可以將這些過程進行對照,這樣的類比分析可以拓展學生的思維深度,達到融會貫通的目的．

3物理方法教學中的類比

學過物理的人都有一個感受,盡管有時門類、章節不同,但很多物理方法還是相通的．例如控制變量法,在力學中“探究加速度與力和質量的關系”時用到,在恒定電流“探究影響導線電阻的因素”中也會用到,在電磁學中“探究變壓器的輸出電壓與哪些因素有關”時還會用到．教師在和學生一起進行實驗探究時要善于聯系、類比,讓學生抓住物理探究的方法才能提高學生實驗的科學素養．

教師在習題評講時除了知識點的歸納，也要注重解題方法的滲透．比如圖象法,v-t圖象的面積表示位移,F-t圖象的面積表示沖量,I-t圖象的面積表示電荷量．通過這些圖象的類比,介紹其共同用到的微元求和思想,學生們再去解例如電場中E-x圖象等新問題時就不會手足無措了．只有教會學生解題的方法才能從“授人以魚”變成“授人以漁”．

教師通過類比,可以讓學生在“不同之中尋求相同”,掌握知識的共性,又能在“相同之中尋求不同”,掌握知識的區別．教學中應用“類比法”的目的是幫助學生理解,但對類比的事物,要避免機械類比的錯誤．對本身就比較直觀的物理概念與物理現象等,就沒有必要類比,用了反倒顯得啰嗦,沖淡主題,使教學重點得不到突出．實踐證明,只有恰當地運用類比,物理課堂才會更有氣氛,學生學習的興趣才會更濃．

(作者單位：江蘇省海安高級中學)