核心素養理念下類比教學法在高中物理電磁學教學中的應用

展宗程

摘 要：新課程標準提出高中物理教育應該加強培養學生的思維以及探究能力，類比教學法的運用產生了事半功倍的效果，其能夠培養學生科學思維以及擴展思維模式。分析類比教學法在高中物理電磁學教學中的應用情況。

關鍵詞：類比教學法;高中物理;電磁學;教學實踐

一、類比教學法在電磁學教學中的設計

（一）類比教學法在基本概念和規律教學中的設計

在概念的類比方面，高中物理電磁學部分概念學習中涵蓋兩部分，即“場”（電場、磁場）和“路”（電路）。靜電場屬于比較抽象的概念，學生理解難度較大，通過運用類比的方法，實現具體化地呈現出抽象的概念。遵循靜電場的性質，科學地歸類基本概念，例如，電場力的性質中涵蓋的基本概念就是元電荷、點電荷、電荷守恒定律、庫侖定律、電場強度、電場線等，電場能的性質涉及的基本概念涵蓋了靜電力做功、電勢能、電勢、等勢面、電勢差等。“靜電場”之后對“磁場”的學習，學生掌握了場的概念之后，就會對場具有力和能的特點有所了解，學習磁場期間可以跟很多內容（磁場與電場、磁感應強度和電場強度、磁感線和電場線）展開類比，便于更深入地理解概念，防止混淆知識點。

在物理定律及典型結論的類比方面，高中物理電磁學部分的定律涵蓋了很多內容，學習這些物理定律以及物理量的計算和有關運動規律，可以讓學生在前概念前提下進行擴展、運用，教師可以將學生頭腦中前概念進行充分的調動，跟新概念展開類比，以此形成知識網絡。

（二）類比教學法在電磁學習題教學中的設計

電磁學中的習題，對力、功、能以及運動等知識內容的應用進行綜合，學生會應用前知識，對新知識點的習題展開類比應用。例如，關于“在電場中帶電粒子的加速問題”，此類習題的解決舉措可以涵蓋兩種。盡管采取兩種措施進行求解，但兩種方法適用不同的題型，學生不能只是對公式、方法記憶，應該靈活選用。

（三）類比教學法在電磁學復習教學中的設計

類比教學法應用于復習教學中，就是為了類比對照不同的概念、定理、規律的知識相似性，把知識條理化以及系統化，讓學生產生知識結構，加深理解知識內容。如“帶電粒子在電場中的偏轉與磁場中的偏轉問題”，本質均為電荷在場中的運動，但有不盡相同的電荷最終的運動性質，原因就是電場、磁場中，電荷產生的力各有差異，教學期間學習磁場為經電場的類比所獲得的，最后要明確總結、分析相應的類比源，提升教學效果。

二、類比教學法在電磁學教學中的案例分析

需要掌握的知識內容就是電勢的概念、電勢能的概念、靜電力做功的特點、電勢能與靜電力做功的關系，了解電勢為描述電場“能”性質的物理量，掌握電勢能、電勢、靜電力做功、電勢能的關系等。采取對舊知識的類比模式，培養學生類比思維，提升分析和處理問題的能力。

1.回顧喻體，引入本體：我們以前學習過重力場，重力場的性質就是“力”“能”，靜電場、重力場均為“場”，靜電場中是不是也存在“能”的性質？靜電場中這一性質跟重力場中“能”的性質有無相似性？接下來老師帶領大家進行探究分析。

2.教師引導，類比分析：教師引導“進行分析以后，大家能夠了解到，重點做功是跟質點的運動路徑沒有關聯性的，僅是關聯于質點的初、末高度差，那么跟重力做功類比，靜電力做功有什么樣的特點呢？”由此，就會相繼通過類比得到概念“靜電力做功不關聯電荷運動的路徑，僅關聯電荷的初、末位置”;然后進行引導“移動物體過程中，重力做功不會關聯路徑，會導致重力勢能改變，靜電力做功同樣不關聯路徑，其導致的能量改變是不是也為勢能？”

類比得到概念“移動電荷時，靜電力做功、路徑之間沒有關系，電場中的電荷具備勢能，即為電勢能（Ep）”。按此思路，在接下來的學習中，類比得到概念“把電荷在電場中某點所具有的電勢能與電荷量的比值定義為該點的電勢”等。

3.歸納總結，得出結論：靜電場相同于重力場，性質包括力、能。說明靜電力做功的特點、電勢能、靜電力做功與電勢能之間的關聯性，以表格的形式展示“重力場和靜電場的特點”，讓學生直觀掌握，防范知識混淆。

在高中物理電磁學部分實踐教學中，運用類比教學法產生了良好的成效，可以讓學生更深入地理解電磁學知識，并且優化科學思維，有效提升物理學科核心素養。所以，需要高中物理教師采取科學的途徑，運用好類比的方法教學，讓學生更容易理解新知識，同時受科學思維的熏陶，提升學習質量。

參考文獻：

閆云斌，王寧，崔雪煒，等.類比教學法在無人機測控系統課程教學中的應用研究[J].高師理科學刊，2020（7）.

注：本文為甘肅省教育科學“十三五”規劃2020年度一般課題“基于核心素養理念下高中物理教學改革的實踐與研究”（GS[2020]GHB1134）的研究成果。