类比法在高中物理教学中的妙用

陈新华

摘 要：物理问题往往让学生觉得很抽象，很难理解和接受。而运用类比方法教学，以旧带新，能帮助学生较好地理解新知识、培养能力。

关键词：类比;教学;理解

学生往往习惯于形象思维，缺乏抽象思维和逻辑推理能力，因此对抽象的物理问题难于理解和接受。在教学中运用类比的方法可以激发学生探索的兴趣，降低所学新知识的难度，引导学生积极主动地学习，发展学生的思维能力。

教师在教学中，可以充分利用类比这一方法，结合学生的实际情况进行教学。以下是类比法在高中物理教学中妙用的具体实例。

例如在《质点  参考系和坐标系》这一节的教学中，即使教师给出了数据：地球的直径约1.3×104km，地球到太阳的距离约1.5×108km，但学生对地球绕太阳公转研究地球的公转周期时地球能否看成质点拿不准。如果教师就这样解释：地球的直径相比地球到太阳的距离很小，还不到后者的万分之一，对研究其公转周期的影响很小，所以地球可以看成质点。这样解释学生肯定很难理解，原因是学生天天生活在地球上，他们对地球的直观感觉是地球非常巨大，这么大的物体怎么可以看成质点呢，很难跳出来看问题。如果教师用一个乒乓球作教具进行类比：假设宇航员在另一个星球上看地球，地球只有一个乒乓球那么大，乒乓球的直径是4cm。如果把地球类比为一个乒乓球，由于地球到太阳的距离是地球直径的一万多倍，为了方便，我们就算它一万倍，那么地球到太阳的距离就好比400m。这就好比一个直径为4cm的乒乓球绕一个距离它400m的物体转动时，研究乒乓球的旋转周期。显然此时乒乓球的直径相比400m的距离太小了，完全可以不考虑乒乓球的大小和形状，而把乒乓球看成一个质点。这样一类比，学生就可以跳出来看问题，就容易理解多了。

又如在《电场强度》这一节的教学中，其中几个难点之中的三个——对电场的理解、对电场强度的定义式E=F/q的理解和对电场线的理解。对于电场教师可以类比学生初中学过的磁场。在磁体周围存在着一种特殊的物质——磁场。磁场虽然看不见、摸不着、闻不到，但我们可以间接证明它的存在，把磁体或电流放在磁场中，磁体或电流会受到磁场力的作用。类似的，在电场周围存在着一种特殊的物质——电场。电场虽然看不见、摸不着、闻不到，但我们可以间接证明它的存在，把电荷放在电场中，电荷会受到电场力的作用。对于定义式E=F/q，很多学生会认为E与F成正比，与q成反比，教师可以用电阻的定义式R=U/I作类比，在初中时，学生已经知道R与U并不成正比，与I也不成反比，它是物体本身的一种属性，给导体加电压的目的是为了检测其电阻阻值的大小，对电阻即使不加电压，它对电流的阻碍作用也是一样的。同样，电场中某点的电场强度E是确定的，与在该点有没有引入检验电荷、检验电荷的电性、电量等无关，它是由产生这个电场的电荷和该点到电荷的距离决定的。而对于电场线的教学，教师可以类比初中学过的磁感线。在磁场中，画出一些带箭头的曲线来形象描述磁场，曲线上各点的切线方向表示磁场的方向，曲线的疏密程度表示磁场的强弱，这样的曲线叫磁感线。类似的，我们可以用电场线来形象描述电场，在电场中，我们也可以画一些带箭头的曲线，曲线上各点的切线方向表示电场强度的方向，曲线的疏密程度表示电场强度的大小，这样的曲线叫电场线。尽管磁场是真实存在的，但磁感线为了形象描述磁场而人为引入的假想的曲线，同样尽管电场是真实存在的，但电场线也是为了形象描述电场而人为引入的假想的曲线。通过这样类比，把学习电场强度的知识与学习磁场、电阻、磁感线的知识进行了同化，学生更容易接受。

再如在《电源和电流》这一节的教学中，电源对学生来讲不好理解，我们可以把它和抽水机抽水作类比。若有两个水池A、B，水面有一定的高度差，如果在A、B之间用一水管R连接起来，则水在重力作用下沿水管定向流动。A的高度下降，B的高度上升，高度差迅速减小，当两水面的高度差为零时，水流不再流动。在这种情况下，水管R中的水流只是暂时的。倘若在A、B之间连接一台抽水机，抽水机源源不断地把经过水管R流到A的水抽走，补充给B，这样A、B之间便始终保持着一定的高度差，水管中就有持续的水流。能把水从A搬运到B的装置P就是抽水机。类似的，若有A、B两个导体，分别带正负电荷。它们的周围存在着电场。如果在它们之间连接一条导线R，自由电子便会在静电力的作用下沿导线作定向移动，B失去电子，A得到电子，周围电场迅速减弱，A、B之间的电势差很快消失，两导体成为一个等势体，达到静电平衡。在这种情况下，导线R中的电流只是瞬时的。倘若在A、B之间连接一个裝置P，它能源源不断地把经过导线R流到A的电子取走，补充给B，使A、B始终保持一定数量的正负电荷，这样，A，B周围的空间（包括导线之中）始终存在一定的电场，A、B之间便维持着一定的电势差。由于这个电场，自由电子就能不断地由B经过R向A定向移动，使电路中保持持续的电流。能把电子从A搬运到B的装置P就是电源，A和B是电源的两个电极。

许多形式不同的物理问题都具有相同或相似的特征，应用类比，可以引导学生自己获取知识。有助于提出问题并设想解决问题的方向，引导学生进行探索，使学习成为学生自觉积极的活动，学生自觉不自觉地逐步掌握和运用类比方法，较好的培养了学生的逻辑思维和创新能力，为以后的终身学习奠定了基础。

参考文献：

[1] 张长斌.中学物理[M].黑龙江：哈尔滨师范大学出版社，2007.

[2]刘庆贺.类比在初中物理教学中的应用[J].中学物理教学参考，2005，（7）

[3]李长华. 类比法在物理学中的应用[J]. 淮北煤炭师范学院学报（自然科学版）， 2004，（4）： 94-97.