高中物理教學中類比法的應用

蘇方錘

摘要：高中物理教學是自然類的基礎學科，其中蘊含了豐富的科學方法，其目標也不僅僅是教授給學生單一的物理知識，而是需要將更多地將科學分析的方法和思維邏輯教授給學生，為學生今后的學習生活架構科學思維體系，而這也是當下教學設計中的難點，也是科學方法教學的難點。本文就當下高中物理教學中的類比法應用狀況進行了一定的分析，希望可以借此引導學生走出思維的困境，以增加高校學生的學習效率，更深入認識科學和物理。

關鍵詞：物理；教學模式；類比法

類比法是指對兩個或兩種的對象進行比較和研究，將這兩者的共性和特性進行列舉和分析，再通過對數據的總結和整理之后得出其中的某個或是某類對象理論和規律，并以此推斷另一個或另一類的對象。然后，以此對它們之間的相通性和相似性進行推動研究的邏輯推理和研究方法。其實很多人都知道“知識遷移”是現代教育心理學的一個重要理論，其通過對所學習的知識和方法對未來的知識進行影響和產生作用。當然，這類影響和作用自然具有兩面性，當其發揮積極作用時稱之為正遷移，而起發揮消極作用則稱之為負遷移。在高中物理教學過程中，這類相似性和共性往往會發生在不同的范圍，例如其運算公式的相似性、實驗模型具有相似性、常數的值近似等。因此，這類知識也常常運用類比法和遷移的理論進行學習，通過已知的系統將物理規律尋找未知系統的物理規律，促進知識的正遷移效果，盡量減少負遷移效果，對教學產生事半功倍的效果。

一、類比法在物理教學中的作用

高中物理已經開始涉及到物理理論體系中比較基礎和抽象的知識了，學生在進行理解的過程中往往會比較困難，然而通過類比法的使用，可以讓學生更加便于了解，教學的效果也得到了強化。例如電場、磁場的概念學習中，可以將香水置于講臺之上，讓學生通過對位置和香味的對比進行總結，在得到結論之后將香味強弱和電場強化進行類比，這是物理教學中的概念類比法。其次，還有將類比法應用到物理規律的教學中。由于在規律上的相似性，往往可以通過對已學知識的類比加深對于新知識的認識程度。由于物體和粒子所受到的力具有相似的受力方向，所以平拋運動在運動規律上和帶電粒子垂直進入到電場之中時，具有相似的運行軌跡。同樣的，衛星圍繞地球做公轉運動時，運動狀況也可以和電子在原子核所進行公轉運動進行類比。這些規律都是比較容易發掘的，但又取決于學生的思維能力。因此，教學中應當鼓勵學生進行思考和類比，幫助其在今后的學習中可以事半功倍。還有一種，就是兩者之間所產生的物理現象具有一定的相似。

二、類比法教學的具體應用

1、對稱類比法教學，結合邏輯關系，推理答案。所謂的對稱類比，是指根據兩個（或兩類）對象之間在屬性上存在對稱關系，可以以此進行類比性的推理。就通常情況而言，物理知識往往都是分散的知識點，而教師則需要通過利用對稱類比讓學生將分散的知識和理論進行邏輯性的總結和串聯，將有關聯的知識點聯系起來，最終形成科學的結論，能使得學生的學習視野變得更加開闊，理解和認識效率更高。

高中物理的“超重與失重”理論是一個比較具有代表性的理論，尤其是在那個階段，學生以及擁有了相當的知識和理論的認識，雖然在學習中對超重和失重的實際含義和規律還有一定的疑惑，教師則可以利用類比法為學生加強理解和認識。首先，教師需要準備12個體重器，按照每組至少三人的標準進行分組，讓每組當中的各個學生都參與到該理論的體驗當中。其中需要一個學生站在體重器進行“蹲下”和“站起”的運動，一個學生需要對體重器上的數據進行收集，另一個學生進行數據的整理，在經過十輪的“蹲下”和“站起”運動之后，三人之間彼此輪換。盡可能多地進行數據的收集，然后對其中“蹲下”和“站起”進行分別的分析。在完成實驗中的數據收集和體驗之后，組織學生進行小組的探討和分析。不難發現，其中的規律，因為數據的顯示非常明顯，“當人在下蹲的過程中，也就是從一開始的靜止站立到下蹲，其重心的移動速度從零轉變為一個向下的移動速度，這說明重心的加速度方向是向下的，而這個加速度的產生需要進一步的思考。深究之后，可以得出這是由于人在重力和支持力不對等的情況中，其重力向下，而支持力向上，當加速度產生而且是向下的時候，說明支持力在這個階段是小于重力的，人在此時處于失重狀態。同樣，當人從存在向下的速度到蹲至低點時，速度又變為零。這說明，該階段的速度加速度與速度方向相反，而且是向上的，這說明是支持力大于重力，這個過程人類處于超重的狀態。

2、運用性質類比法教學，運用性質關聯，提煉觀點。所謂的性質類比法，表明這至少兩個知識點之間存在性質和本質上的相互關系，在經過知識點之間的相互融合之后，最終通過類比推理得出新的原理和規律。就通常狀況而言，物理的教學和研究中存在不少利用性質關聯和規律相近提煉觀點和原理的例子，尤其是在一些原理的推論、推斷之中的應用更是比較廣泛。由此而言，類比是科學通向創新的橋梁，它作為一種科學的符合學生心理發展的教學方法，對于高中物理教學和復習課都有著積極的意義。教師作為課堂的引導者，更要注重對學生的知識儲備、心理狀態等方面進行相應的分析和整合，才能將類比法的應用發揮出應有的效果。

三、使用類比法時需要注意的問題

1、扎實的基礎知識是運用類比法的前提。類比法是通過對多個相似模型的分析，將一個已知的模型進行屬性的遷移，經過復制和變動之后融入到另一未知模型中。若是學生沒有形成一個詳細的模型屬性了解，就沒有辦法進行合適的聯想和類比。因此，在高中物理教學中要強化基礎教育，以及基本模型的建立。

2、糾正錯誤的類比，形成正確的認識。類比法是對事物的規律進行總結和歸納，而不是進行嚴格邏輯推理的過程。因此，這要其在探究物理概念的過程中必須尋找合適的依據和基礎，然后應用具有合理性的過程進行類比法的使用。當老師遇到學生的不恰當類比時需要進行合理的引導和糾正，避免學生形成錯誤的認識，對今后的學習和生活造成影響。但同時又要注意語氣，防止學生因此而造成積極性的受挫。

四、結語

在物理教學中如果能夠正確運用類比法和遷移理論，發現和探索知識點之間的相似性，從而利用已知系統的物理規律尋找未知系統的物理規律，對教學難點的突破和教學重點的突出，有非常重要的作用。能使一些不容易直接從理論上理解的問題變得簡單而直觀，定能在教學中產生事半功倍的效果。

參考文獻

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