通過類比思維引導提升高中生物理學習力

摘要：類比思維是學生學習物理的重要思維方式，也是學生物理學習能力的核心素養之一。在高中的物理教學中，通過類比思維引導能夠促進教學效率的提升，有效促進知識的系統化和條理化，更主要是能有效培養學生的類比思維能力，從而發展其物理學習力。

關鍵詞：高中；物理；類比思維；學習力

不少高中學生學習物理覺得很辛苦，那么多公式、定理需要去背，就算是背過了，在解題時也常常不知道用哪個、怎么去用——感覺高中物理不像初中物理那么有趣了。而其實，物理依然是初中那個充滿著奇幻和“樂趣”的物理，只不過是向更細致的層面去走了一點而已——這種學習心理的出現，有很大的原因是學生的學習力發展沒有跟上教學的進度，沒有掌握學習物理的思維方法——就如本文要研究的類比思維，就是學習和研究物理特別需要的一種思維邏輯和能力。比如我們熟知的蘋果和萬有引力的故事，就是牛頓從蘋果向下掉落這個現象想到了物質間的相互吸引，顯然，類比思維在其中發揮了積極作用。還有“蟲洞”“時光卷曲”這些物理理論，從蟲子吃樹葉、一根琴弦的顫動想到了時空的穿行理論，無一不含有類比思維的影子。

所以，在高中物理教學中，利用并引導學生掌握類比思維，可以使較抽象、復雜的物理概念、定理變得形象具體，可以使系統、嚴密的物理知識變得清晰明了、易于理解和記憶。

一、 類比思維意識的培養

類比思維能力的培養需要一個過程，不能說這個過程是艱辛的，但它肯定也不是一蹴而就的。所以，要想實現在教學中對學生類比思維的有效培養，首先是要讓他們樹立起在物理學習中應用這種思維方式的意識——既覺得它有用、又覺得它有趣——只有當一種思維成為一種自覺時，才可能發展為學習力。

教師可以通過“講故事”的方法來培養學生對類比思維的價值認知，激發其興趣。比如前面我們提到的牛頓被蘋果砸腦袋而發現了萬有引力的故事、比如人類從鳥的飛行發明了飛機……還可以給學生講一些前沿的物理理論——用類比法去講復雜的理論，也是一種“講故事”方法。比如在學時間和位移這部分知識時，教師就跟學生聊他們感興趣的“穿越”這些話題：現在已知我們還不能制造出超過光速的交通工具，所以，按相對論來說，似乎“穿越”是不可能實現了，但……教師拿出一張紙：“我們把一只螞蟻放在紙的一條邊上，怎樣讓它用最快的時間到達對邊？”學生會說：“太簡單了，讓它走直線。”教師微笑搖頭：“還有更好的辦法嗎？”慢慢把手里的紙卷成筒，“兩條邊已經重合了，螞蟻可以瞬間到達！——這就是著名的時間彎曲理論，當我們把時間折疊的時候，穿越就非常簡單，而且，我們現在已經能夠使光線彎曲了，雖然是納米級的……這就是類比思維的神奇魅力！”

二、 物理類比思維的建模

類比思維是一種思維模式，它的利用和掌握需要有一定的思維模型——有些教師忽略了這方面的研究，在引導學生時往往是隨機的、無序的。不能說你要求學生用類比思維去考慮問題，他就一定能用好類比思維——那這世界得出現多少個牛頓？

類比思維需要按一定的模型去構建。一般來說，物理學習的類比思維模型有這么幾種。形式類比，通過具有相似具象的物理現象構建類比來掌握和理解知識，比如磁場、電場和力場，當學生通過磁鐵實驗掌握了磁力線的分布特征后，在講電場和力場的時候，引導學生將它們進行聯想對照；功能類比，比如在教學能量守恒這部分知識時，教師可以引導學生想想化學知識中的物質不滅——這兩個理論不是一個學科，也不是一個起點，但它在原理上有可擬性，讓學生把能量想象成具體的物質的時候，就容易理解；想象類比，比如蟲洞理論、時光穿越，就是通過另一種形式的比喻幻想來實現對理論的理解——回到教材，比如質點、參考系、坐標系，把具體的物體抽象為點，就需要學生通過想象去捕捉。

上面在分析類比思維建模時，是從形式上進行區分的，其實還可以從途徑的角度去引導學生學習物理——這也是構建學生類比思維能力的重要引導模型。比如通過同科知識的類比來構建物理知識體系，如前面提到的磁場、電場間的類比，是在物理學科的知識體系中進行類比。再如能量守恒和物質不滅的類比，則是通過跨學科的知識類比來實現對知識的理解和把握。此外，還可以通過生活化的類比來實現對學生的有效引導。比如在講摩擦力的時候，教師可以使用視頻，通過生活中的一些現象的展示來幫助學生領會，如各種功能鞋——足球鞋、籃球鞋、滑冰鞋……不同的生活需求設計不同摩擦力的鞋——從生活類比到摩擦系數。

以上，從兩個方面探討了通過類比思維引導提升高中生物理學習力的問題，可以看出，類比思維是物理學習力的重要因素，教師必須在教學中予以重視。而且，類比思維的引導需要有具體的操作策略，不關注思維意識，不系統研究構建模型，隨機的引導策略是不易達到提升學生學習力目標的。

參考文獻：

[1]陳澤.高中物理教學中培養類比思維的策略研究[D].貴州師范大學，2014.

[2]王有龍.淺談“類比法”在高中物理教學中的應用[J].新課程（下），2015（12）.

作者簡介：

鄭武龍，福建省漳州市，福建省長泰縣第二中學。