浅谈“类比思想方法”在高中物理有效教学中的应用

摘要：本文主要讨论高中物理教学中的“类比思想方法”，分析其在《静电场》这一章中的应用.

关键词：类比思想方法；有效教学

有效教学是有教学思想的教学；也是关注学生学习活动的教学；更是以课程提出的话题作为教学问题的教学.高中物理在知识内容和难易程度方面都较初中物理有很大的提升，因此提升高中物理的有效教学显得尤为重要.高中物理中蕴含了很多的物理思想方法，教师在教学过程中运用物理思想方法教学能够促使学生学习过程中更好地掌握物理知识，也能够促进学生以后的人生发展.本文从实践教学的角度出发，以高中物理教科版选修3-1第一章《静电场》为例，讨论类比思想方法在高中物理有效教学中的应用.

1类比思想方法概述

类比是一种从特殊到特殊的推理，它是在比较的基础上，根据两个（或两类）对象之间在某些方面的相同或相似而推出它们在其他方面也可能相同或相似的一种思想方法.

2类比思想方法的教学案例

教学案例一：类比点电荷与质点

“点电荷”是静电场中的一个重要概念，“点电荷”是在某种情况下将带电体抽象出来的，什么样的带电体可视为点电荷对学生来说理解起来比较困难，教学中可以将“点电荷”与力学中的“质点”进行类比，在力学中如果物体的形状、大小对问题的研究没有影响或影响可以忽略，就可以把该物体看作是一个具有质量大小和形状可以忽略不计的点，因此，当一个带电体本身的线度比它到其他带电体的距离小很多，以至在研究它与其他带电体的相互作用时，该带电体的形状以及电荷在其上的分布状况均无关紧要，该带电体可看做一个带电的点，这样的电荷称为点电荷.

教学案例二：类比库仑定律与万有引力定律

将库仑定律的表达式F=kQqr2与万有引力定律的表达式F=GMmr2进行对比，这样就可以类比记忆和理解，电场中k是指静电力常数，重力场中G是指引力常量，Q、q分别指点电荷的电荷量，M、m分别指物体的质量，两个r分别指两点电荷间的距离和两物体间的距离.

教学案例三：类比电场与磁场

电场是一种看不见摸不着的特殊物质，对于学生来说比较抽象，但通过回忆学生在初中学习的磁场，那么电场就显得并不陌生.磁体之间存在的相互作用是通过磁场产生的，每一个磁体周围都能产生磁场，从而类比带电体之间存在的相互作用是通过电场产生的，带电体周围都能产生电场.同时电场线与磁感线、电场强度与磁感应强度都可以进行类比.如表1和表2所示.

教学案例四：类比电场与重力场

（1）电场力做功与重力做功

通過定量计算可以发现重物在重力场中重力做功的特点与带电体在电场中电场力做功特点相同，都与路径无关，只与初末位置有关系.

（2）电势能与重力势能

重力做功会引起相应势能的改变，即重物在重力场中具有重力势能.通过类比发现，电场力做功也应该引起相应势能的改变，即带电体在电场中具有电势能.

（3）电势与高度

重物在重力场中的重力势能主要由重力和高度决定，同样带电体在电场中的电势能也应由带电体的电荷量和电势决定，这里就可以类比去理解电势和高度，他们都与在场中的位置有关，与所选的参考标准有关.

（4）电势差与高度差

重力做功主要由重力和高度差有关，电场力做功由电荷量和电势差有关.那么自然就可以与电势差和高度差类比，二者都与所选的参考标准无关.

（5）类比带电粒子在电场中的类平抛运动与平抛运动，如表3所示.

（6）类比法理解电势与电场强度的关系

学生直接去理解电势与电场强度的关系比较困难，那不妨使用类比法去理解，加速度a=Δvt，即单位时间的速度改变量，电场强度E=Ud=Δφd，即表示沿场强方向单位距离的电势差，速度为零，加速度不一定为零，速度大，加速度不一定大，同理电势为零，电场强度不一定为零，电势大，电场强度不一定大，即电势与电场强度无直接关系.

物理思想方法是高中物理教学中应用非常广泛的思想方法，特别在《静电场》这一章中全部可以采用类比的思想方法进行教学，将抽象的电场、电场力和能的性质充分类比，巧妙地突破电场的重难点，将物理知识点化难为易，化繁为简，从而提升高中物理的有效教学.

参考文献：

[1]郑墙.高中物理教学中渗透物理思想方法的案例研究[D].四川：四川师范大学，2005.