類比法在物理教學中的運用

類比是一種科學的思維方法．在中學物理教學中，應用類比講解物理概念、規律、求解習題以及進行章節復習等，不僅能使學生易于接受，而且還能使學生擴展知識范圍、開闊學科視野、提高分析問題和解決問題的能力．

一、用類比法理解物理概念和規律

在中學物理中，有不少物理概念和規律存在著很大的相似性．在教學中，可引導學生用類比方法把類似的知識進行比較、對照，從而較快地接受新知識．例如在電場強度、磁感應強度、電容這三個概念定義的教學中，只要在電場強度一節的教學中能讓學生建立起牢固、正確、全面的概念定義，就能使其對后兩個概念定義的學習起到舉一反三的作用. 電場強度的定義式為E=，必須讓學生理解電場強度是描述電場性質的物理量，放入電場中的試探電荷受到的力F與試探電荷量q成正比，電場強度E由本身電場性質決定，與試探電荷無關. 在此基礎上，學生學習磁感應強度B=（I⊥B）和電容器的電容C=時，就能運用類比的方法，找到它們的共性，觸類旁通．

又如在“電勢能”一節的教學中，可將重力場和靜電場進行類比來講解：物體在重力場中具有重力勢能，體現了物體在重力場中受到萬有引力作用，所以重力勢能與重力做功密切相關；重力對物體做正功，重力勢能減少；重力對物體做負功，重力勢能增加，重力勢能的變化量總是等于重力對物體做功的大小．與此類似，電荷在電場中也具有勢能，叫做電勢能，體現了電荷在靜電場中受到電場力的作用，所以電勢能與電場力做功密切相關；電場力對電荷做正功，電勢能減少；電場力對電荷做負功，電勢能增加，電勢能的變化量總是等于電場力對電荷所做功的大小．由此引入了電勢能的概念，并研究電場的部分性質．此外，還有電場與磁場的描繪、電壓與水壓的比較、容抗和感抗的類比，物理微粒的波粒二象性的對比等等．通過運用類比方法，大大地增加了教與學的雙邊活動，更有利于學生形成概念、掌握規律．

二、用類比法記憶物理量

有些物理量的含義不易理解和記憶，為了幫助學生理解，可以采用類比方法．例如，將公式R=ρ和f=μN中的兩個物理量ρ與μ類比；將公式Q=Cm△t和F=K△x中的C（比熱）與K（勁度系數）的物理意義進行類比，有助于學生理解新知識，鞏固舊知識．

對于一些抽象難懂的知識，可通過類比方法，發揮學生的形象思維，把某些物理現象或過程具體化、形象化，使抽象的理念知識更貼近生活，讓學生易于理解、掌握．例如在電路的教學中，可用暖氣裝置來類比電路，即用供熱房、水流、水壓、水管、暖氣片、控制閥來類比電源、電流、電壓、電路、用電器、電鍵等．又如，圖形1所示的電路中，A、B兩燈泡串后，再用一根導線將其中一個燈泡B短路，問為什么被短路的燈泡B不亮？這時，教師可啟發學生用類比方法來解釋：當兩根水管分流時，一根水管對水阻礙很大，另一根對水的阻礙很小，問水流向哪根管子．學生會立即回答：大部分水流從后一根管子流過．然后再類比圖1，學生便會很快認識到大部分電流從短路導線中流過，致使燈泡B不亮．

三、用類比法解題

學生在解題的過程中，碰到新模型時，往往束手無策，若應用類比方法，把其還原為舊模型，便可迎刃而解．例如下面一道題：如圖2所示，靜止在光滑水平面上已充電的平行板電容器的極板間距離為d，右板上有一小孔、電容器固定在一絕緣底座上，總質量為M.有一質量為m的帶電鉛丸對準小孔水平向左運動（重力不計），鉛丸進入電容器后，距左板的最小距離為，求此時電容器已移過的距離．

此題表面上是電學題，其實基本原型仍是力學中的木塊在長木板上滑動，但其演繹到電學后，增強了思維力度，涉及的知識點更有助于考查學生的應變能力．

四、用類比法進行內容復習

類比式教學對章節復習、板塊復習也有較大的作用，在復習教學中引導學生對相似的概念、規律進行類比，可以進一步掌握知識之間的聯系和區別，使知識整體化、系統化，對物理概念、規律有更深刻的認識和理解．例如在復習能量和動量時，可引導學生做如下類比：

（1）能量部分

功：W=FS，是過程量，是力對空間的累積．

v要相于對同一個慣性系；功、能都是標量，用代數運算法則運算．

（2）動量部分

沖量：I=Ft ，是過程量，是力對時間的累積．

動量：p=mv，是狀態量．

動量定理：Ft=mv1-mv0（沖量等于物體動量的增量）．

動量守恒定律：m1v1+m2v2=m1v1′+m2v2′（對兩個相互作用物體系統）．

守恒條件：F合外=0．

應取同一個慣性系；沖量、動量都是矢量，用矢量運算法則運算．

正確應用類比方法既能引導學生鞏固已有的知識，把研究對象條理化、系統化，又能引導學生探索新知識，使學習變為自覺積極的活動，以更好地形成物理概念和掌握物理規律．

責任編輯 羅 峰