論高中物理教學中學生類比思維能力的培養

曹軍

[摘要]高中物理教學中，教師引導學生學習并運用形式類比、模型類比、過程類比以及物理學史中的類比等方法，培養學生的類比思維能力，提升學生的物理學習能力和學習效率。

[關鍵詞]高中物理;類比思維;學習效率

[中圖分類號]G633.7[文獻標識碼]A [文章編號]1674-6058（2020）08-0044-02

類比思維是通過對兩個具有相同或相似特征的事物進行對比，從某一事物的某些已知特征去推測另一事物的相應特征的思維活動。類比思維是在兩個特殊事物之間的分析比較，通過與已知事物對比，同中求異，異中求同，最后達到較快較好地認識事物本質的目的。蘇聯學者瓦赫羅夫曾說過：“類比像閃電一樣，可以照亮學生所學學科的黑暗角落。”在高中物理教學中，結合教學內容，通過公式形式類比、物理模型類比、物理過程類比、物理學史類比，教會學生類比推理，培養學生的類比思維，提升學生的物理學習能力和學習效率。

一、公式形式類比

二、物理模型類比

物理模型是人們通過科學思維對物理世界中原物的抽象描述，是按照物理科學研究的特定目的，用物質形式或思維形式對原型客體本質關系的再現。物理模型在高中物理學習中具有十分重要的作用，物理模型類比是培養類比思維的有效手段。

例如，在學習氫原子模型時，可與天體運動模型相類比。電子繞原子核運動與行星繞太陽運動都是圓周運動模型，而且在其他方面也存在類似之處，列表如下。

建模是研究物理學問題時常采用的一種方法，一般是根據實驗現象和實驗結論，分析得出相應的規律，利用已有的模型來類比，從而建立起新的模型，促成新的發現。因此，通過模型類比訓練不但可以提升學生的類比思維能力，更能培養學生的創新能力。

三、物理過程類比

很多不同的物理過程之間存在相同或相近的特征，因此在對應的物理規律上也存在類比的可行性。借助類比法將復雜的物理過程與熟悉的物理過程進行對比，可以實現對物理過程的準確把握和規律內涵的正確認識。

例如，在學習“LC回路”時，可與單擺擺動過程進行類比。將LC回路在振蕩過程中的電能和磁場能的轉化與單擺擺動過程中的重力勢能與動能的轉化類比，列表如下。

從上面類比分析可看出，LC回路中的電場能與磁場能的轉化和單擺擺動中的重力勢能與動能的轉化有類似的規律，采用類比的方法可使較抽象、復雜的電場能與磁場能的轉化過程更加清晰、更加易于理解。

四、物理學史中的類比

可以說物理學的發展離不開類比思維，通過類比創造出來的概念，往往會成為物理領域的新發展，它使人們擺脫思想的束縛，成就物理學史上的輝煌。在物理學發展史上類比電場線與磁感線、原子結構模型與行星模型、萬有引力與靜電力等，都是根據類比而得出的科研成果，是人類物理學發展史上的大事件，所以類比思維對學習物理是十分重要的。在物理教學中，教師可以利用物理學史上的經典故事，讓學生體會到前人是如何利用類比思維解決物理問題的，加深學生對類比思維的認識度，鼓勵學生運用類比思維探討物理知識。利用物理學史的價值，可有效培養學生的類比思維，建立學生對物理學的情感。

總之，教師在教學中必須重視對教材內容的挖掘，收集類似知識點或看似不相關但能夠在某些方面具有可比性的知識點，靈活運用類比方法激發學生的探究意識，培養學生的類比思維能力，并引導學生將其內化為物理學習的能力，提高物理學習效率。