浅析“类比法”在高中物理教学中的应用

◇　江苏　王　旭



浅析“类比法”在高中物理教学中的应用

◇江苏王旭

“类比法”是指由一类事物的某种属性推测与其类似的事物也应具有这种属性的推理方法,它的作用是“由此及彼”．在高中物理教学中,“类比法”是一种常见的教学方法,也是学生自己获得新知识、新方法的一种有效的思维方法．笔者现将自己教学过程中运用“类比法”的一些体会小结如下.

1物理概念、规律教学中的类比

“类比法”是解决物理概念教学行之有效的方法之一，即让学生借助已有的物理知识储备为桥梁,从形象思维顺利过渡到抽象思维,有助于接受和理解新概念．例如:引入“电势能”时与“重力势能”类比;将“电流”类比“水流”,建立“电流”的概念等．

有些物理概念可以类比生活实例加以理解．如“加速度与速度的关系”中“加速度减小,速度可以增大”的判断,可以类比成长身高:长得越来越慢,但身高越来越高．

在复习物理概念时采用“类比法”能触类旁通．如同为比值法定义的概念:电阻(R=U/I)、电容(C=Q/U)、电场强度(E=F/q),通过类比可以看出,定义式中比值都是“常数”,反映物质本身的属性．这可消除诸如“电压为0时,导体的电阻为0”的低级错误．

在学习高中物理中一些定律和定理时也可以进行类比,它能够使已有知识和后继知识之间发生相互作用,把规律推广到其他类似的情境中去,促进知识的迁移．如在学习库仑定律F=kQ1Q2/r2时可以类比万有引力定律F=Gm0m/r2.这2个定律不仅结构上相似,在适用条件上也有类似之处:库仑定律适用于点电荷之间,万有引力定律适用于质点之间.在学习动量定理I总=Δp时可以类比动能定理W总=ΔEk,动量定理可以理解成“力对时间的累积与物体动量变化的关系”,而动能定理则是“力对位移的累积与物体动能变化的关系”.在学习电荷守恒定律时可以类比能量守恒定律、质量守恒定律来理解,让学生有一个完整的守恒思想.再如在介绍理想变压器的规律时可以类比初中学过的杠杆知识:杠杆省力不省功,变压器变压不变能．诸如此类的物理规律之间的类比还可以举很多,在此不再赘叙．

2物理模型教学中的类比

物理模型的复杂性和多样性是物理难学、难教的主要原因之一．教师在授课时可以引导学生进行物理模型上的类比,形成知识迁移,适应各种变化．

例如在学习带电粒子在匀强电场中的偏转时,教师可找出运动的性质,类比“平抛模型”来介绍;对“竖直平面内的圆周运动”,教师可将不同的模型进行归纳、类比．如与“绳球模型”类似的有竖直(光滑)圆弧内侧的圆周运动、水流星的运动、过山车运动等,与“杆球模型”类似的小球套在竖直圆环上的运动、小球在竖直圆管内的运动等．

除了实物对象的模型可以类比外,物理过程模型也可以进行类比．如“水平传送带模型”与“滑板木块模型”的问题、“子弹木块模型”与“木块木板模型”,它们有类似的运动过程、能量转化方式,教师可以将这些过程进行对照,这样的类比分析可以拓展学生的思维深度,达到融会贯通的目的．

3物理方法教学中的类比

学过物理的人都有一个感受,尽管有时门类、章节不同,但很多物理方法还是相通的．例如控制变量法,在力学中“探究加速度与力和质量的关系”时用到,在恒定电流“探究影响导线电阻的因素”中也会用到,在电磁学中“探究变压器的输出电压与哪些因素有关”时还会用到．教师在和学生一起进行实验探究时要善于联系、类比,让学生抓住物理探究的方法才能提高学生实验的科学素养．

教师在习题评讲时除了知识点的归纳，也要注重解题方法的渗透．比如图象法,v-t图象的面积表示位移,F-t图象的面积表示冲量,I-t图象的面积表示电荷量．通过这些图象的类比,介绍其共同用到的微元求和思想,学生们再去解例如电场中E-x图象等新问题时就不会手足无措了．只有教会学生解题的方法才能从“授人以鱼”变成“授人以渔”．

教师通过类比,可以让学生在“不同之中寻求相同”,掌握知识的共性,又能在“相同之中寻求不同”,掌握知识的区别．教学中应用“类比法”的目的是帮助学生理解,但对类比的事物,要避免机械类比的错误．对本身就比较直观的物理概念与物理现象等,就没有必要类比,用了反倒显得啰嗦,冲淡主题,使教学重点得不到突出．实践证明,只有恰当地运用类比,物理课堂才会更有气氛,学生学习的兴趣才会更浓．

(作者单位：江苏省海安高级中学)