浅谈“类比法”在高中物理教学中的应用

李富强

类比是一种逻辑类似对比形式，即应用生活现象和物理现象之间的相似或相近进行逻辑类似对比，以便学生理解抽象的物理知识。类比法是一种具有启发性、创造性、灵活性的方法，它可以贯穿物理教学过程，在学生陷入学习困境时，往往可通过类比打开一个新天地。

在高中物理教学中，类比法可以帮助学生理解比较抽象的物理知识，还可以加深学生对物理知识的记忆。在物理学习中，类比法具有探索和解释两个功能。其中，解释功能在于唤起学生头脑中已有的知识或经验，为将要学习的知识提供一个相近的表象，实现知识或经验的迁移。教学中可利用类比法的解释功能，突破教学难点，解决物理难学、物理难教的问题。不过运用类比法时要注意确定两个对象：研究对象与类比对象。事先明确好研究对象，从而选择好类比对象，类比对象的选择是以研究目的为依据，通常都选用生动、直观且为人们熟悉的事物。下面结合教学案例作些分析探讨。

【案例1】高中物理新教材《物体的运动》学习中。有些学生对变速直线运动中的加速度和速度关系理解不透，误认为“一个做直线运动的物体，其加速度减小时，它的速度一定减小”。最初教学，我只拿“加速度和速度方向的同异来说明速度的增加或减少”，当加速度和速度方向相同时，不论加速度是增加或减小，它的速度一定是增加的，从而说明“做直线运动的物体，其加速度减小时，它的速度一定减小”是错误的，结果学生听了后还是比较模糊，质疑多多。在学生陷入学习困境时，我通过“类比法”设计这样一个情景：满地都是钱，有100元、50元、20元、10元、5元，现在捡钱进口袋，我把每次捡的钱数类比为“加速度”，口袋的总钱数类比为“速度”，如从地面上每次捡的钱由100元变为50元，由50元变为20元，由20元变为10元，由10元变为5元，“加速度”是减小了，但是口袋里钱的总数一直都在增加，也就是说“速度”也是增加的。原先误解的学生嘻嘻哈哈笑了，恍然大悟，领会了“一个做直线运动的物体，其加速度减小时，它的速度一定减小”是错误的，应该说“一个做直线运动的物体，其加速度减小时，它的速度不一定减小，也有可能增加”。速度增加或减小，主要还是看“加速度和速度方向同异”，两者方向相同，速度增加；方向相反，速度减小。

【案例2】高中物理《库仑定律》的学习中，出现了“电场”和“电场强度”两个物理概念，高二相当多初学者感觉很难理解这两个概念，因为带电体周围的电场，看不到、摸不着，但它确实存在，并且不同的地方强弱是不同的，要检验某点的电场强弱（电场强度E）必须引入检验电荷（试探电荷q），检验电荷将会受力（电场力F）的作用，则有关系式：E=F/q，当检验电荷拿走后，该点的电场强弱保持不变，说明各点的电场强弱只与产生电场的带电体有关，与检验电荷无关。按以上方法学习“电场”和“电场强度”，学生感觉很乏味，理解不了。为了让学生对“电场”和“电场强度”概念有深刻的理解，我是这样类比的：带电体类比为一身臭汗的人，这个人发出的臭汗气相当于电场，这个人周围的臭汗气，在不同地方是不一样的，臭汗气程度类比为电场强弱（电场强度E），检验某个地方的臭汗程度就必须引入另一个人，这个人相当检验电荷（试探电荷q），当这个人走后，这个地方仍然是刚才的臭汗程度，也就是说各点的臭汗程度只跟发出臭汗的人有关，与检验的人无关。这样学生对抽象物理概念感到具体、有趣，同时学生很容易接受这些抽象的物理概念。

【案例3】对导体发生静电感应的过程，学生看不见、摸不着，不能很好地理解其实质，即使采用多媒体演示，也受诸多条件限制，当然还要求学校有多媒体教室、有足够时间设计制作课件的条件下进行。为了简便，不妨在教学中将静电感应的过程进行这样的类比：教室内的所有学生和课桌组成一个整体，类比为一个导体，学生为自由电子，课桌设为带正电微粒，每个学生一个课桌，这表示物质中正负中和不显电性，教师类比为激发电场的点电荷。如果教师“带正电”，则所有学生（自由电子）受电场力的作用都依次向前窜一个位，第一排课桌前便出现一排没有座位的站立学生（感应出的负电荷），而最后一排便出现没有学生坐的空位（感应出的正电荷）。反之，如果教师“带负电”，则所有学生（自由电子）受电场力的作用都依次向后窜一个位，第一排课桌便出现没有学生坐的空位（感应出的正电荷），而最后一排前便出现一排没有座位的站立学生（感应出的负电荷），这样可以比较准确地帮助学生理解静电感应过程。

古人云：“授人鱼，不如授人以渔。”授人鱼，只能解燃眉之急，而授人以渔，则能让人们终身受用，而《师说》中也说过，“师者，所以传道授业解惑也”，作为一个经验老到的物理教师，不仅仅要传道、授业、解惑，更重要的是培养学生的物理思维，从日常的教学中逐渐培养学生认识问题、发现问题并独立解决问题的能力，让学生能通过方法的引导，思维的链接，在遇到困惑问题的时候，能够触类旁通，独立解决问题。而“类比法”在高中物理教学中的应用，正是体现触类旁通，通过帮助学生把困惑的问题与自己熟悉的事物进行对比，从它们相近或相似之处出发，认识事物或规律，上面3个教学案例充分证明了这一点。

（责任编辑易志毅）