试析类比法在高中物理电学教学中的应用

王丽华

【摘要】随着素质教育改革和新课程标准改革的进一步推广，传统的教育观念与教学模式都亟需改进、优化，同时在教育教学的过程中，更加注重对学生综合素质与能力的提高，促进其实现全面发展。对于高中物理教学来说，由于其内容具有较强的抽象性、逻辑性，导致大多数学生存在一定的学习困难，学习兴致不高，因此在高中物理教学中就需要加强对各种新兴教学手段的应用，进而有效提高教学效果。本文主要是详细的分析和研究了类比法在高中物理电学教学当中的应用。

【关键词】高中物理；电学教学；类比法；应用

【中图分类号】G633.7 【文献标识码】B 【文章编号】2095-3089（2017）19-0117-01

引言

在近几年，随着不断深化的教育改革，对教育教学提出了更多的要求。其中在高中物理教学中，除了需要引导学生掌握相关的物理理论知识，在实际教学的过程中教师还应该指导学生加强自主学习，养成自主学习习惯，提高自主学习能力，这样才有助于实现全面发展。类比法在中学物理教学中得到广泛应用，是一种重要的物理思维教学方式，不仅仅能够使知识形象化、条理化，简化探索活动路径，同时还能够引导学生将所学知识融会贯通，推陈出新，有助于提高学生分析问题、处理问题的能力，培养创新能力及逻辑思维。因此在高中物理教学中，教师应该有针对性、有意识的传授或渗透类比法，确保学生能够在不断的训练当中逐步掌握类比法，为后期更好的学习和成长打下坚实的基础[1]。就类比法的本质来说，就是举一反三、触类旁通，与演绎法、归纳法不同的是，类比法是一种从一般到一般、从特殊到特殊的推理方法，是按照在某一方面两个或两类对象之间存在相似或相同的属性，属于一种逻辑推理思维方法。在高中物理中应用类比法成功的案例还有很多，比如质量与电量、电势能与重力势能、水位与电势等，通过这种方式学生与新知识点之间的陌生感和距离感就能够很好的消除，在教学内容得到进一步深化的同时，也能够很好的激发起学生的学习兴趣[2]。

一、在高中物理电学教学中对类比法的应用

（一）在电学定律教学当中的应用

如果能够将类比法在高中物理教学中适当的应用，通过提出假设，在结合理论推导和科学实验探究，并最终取得成功，这对学生学习兴趣的激发以及学习动力的增强都具有重要作用。比如就电荷间静电力的确定历程，科学家D·伯努利就首先采用类比法大胆猜测静电力有可能与万有引力的公式一样，从距离的平方反比开始。然后经过富兰克林、库伦、罗比旬等多位科学家的探索实验，如空罐实验、引力扭秤实验、活动杆实验等，最终确定电荷之间的斥力与引力都需要遵循距离平方反比规律，得出库伦定律F=kQ1Q2/r2[3]。如果没有类比万有引力，仅仅只是通过积累具体实验数据的话，最终能不能得到库仑定律都还是一个未知数，这就可以充分看出在科学研究中类比法的重要性。

（二）在验证中的应用

类比法相较于其他思维方式来说，属于一种平行式的思维推理方法，所有的类比都需要在同层次间进行。同时还需要注意的是，类比推理是一种“或然性”推理，没有经过实验证明就不能确定推理的结果是否正确，换句话说就是类比法的准确性和可靠性还有待进一步提高。如果得不到理论验证和实验验证作为支撑，类比结果的可靠性就得不到保障，而且在类比前提当中所推出的情况、依据的相同情况都带有本质性[4]。如果将某一对象中存在的偶有情况或特有情况硬类比到其他对象上面的话，就会出现机械类比、类比不当等问题。

比如就电势能增减问题的相关内容来应用类比法教学设计。学生在对电场中运动的正负电荷、电势能增减问题进行分析的时候，就会自然而然的产生这一类比，即由于存在高度升高/降低--重力势能增加/减少、高度--电势、重力势能--电势能，由此就可以类比出电势升高/降低--电势能增加/减少。在这一类比中存在显而易见的错误，主要是类比的根据不恰当。这样一来，教师在具体教学的过程中就可以进行如下设计：

利用类比法，引导学生做出大胆猜想：①静电力做功与路径无关；②电荷在电场中有电势能；③电势能具有相对性；④电势能具有系统性。这些猜想并不一定正确，还需要进行论证。

猜想①论证：学生相互之间需要共同分析、讨论，根据已经掌握的知识设计出静电力做功与路径无关的论证方案，即沿着无线路径、折线路径、直线路径移动，观察在这三种情况下静电力做功是否一致，这对学生实验设计能力、解决问题能力、分析问题能力的提高都具有重要作用。论证得出，静电力做功WAB=F|AM|，通过教师指导发现，这一结论在非匀强电场的基础上也成立，进而证明着这一猜想的正确性，同时也说明在问题分析的时候需要注重一般性和特殊性。

猜想②论证：学生需要借助在重力场中重力势能能够引入原因的相关知识，进而分析出在电场中也能够引入电势能，得出电势能的定义为在电场中电荷所具有的势能是一个标量。

猜想③论证：仅仅只是依据WAB=EPA-EPB，并不能直接确定某点的电势能，而如果想要确定该点电势能的话，就应该明确规定电势能为0的点，即电势能0点。当EPB=0，就能够得出EPA=WAB，表示A点的电势能等于将从A点将电荷移到0点电势能点的位置，整个过程中静电力所做的功。一般情况下，在物理电学中离场源电荷无限远处的电势能都被默认为0，也可以将在大地表面上电荷的电势能规定为0。由此可以得出，如果所选择的0电势能点不同，那么A点的电势能也就必然会存在一定差异，证明这一猜想是正确的[5]。

猜想④论证：如果没有电场或电荷的话，就表示静电力也不存在，那么也就不会存在电势能，由此可以推断出，电势能是电场和电荷同时拥有的，这就能够很好的证明电势能具有良好的系统性。

二、结语

总的来说，随着新娥课程改革的不但深入，在高中物理教学中也需要进一步改进和优化教学手段，其中作为一种应用较为广泛的思维方式，类比法能够很好的引导学生进行自主学习，通过提出猜想、进行推测，并最终证明猜想是否正确，这能够帮助学生更快的确定解决问题的的途径以及方向。在高中物理电学教学中通过应用类比法，就能够更好的激发出学生的学习兴趣以及积极性，引导学生深入研究相关理论知识内容，逐渐形成自主学习的意识和习惯。学生通过不断的锻炼之后，就能够在潜移默化中逐渐熟练掌握和运用类比法，培养其创新能力和逻辑思维能力，提高学习效率和质量。

参考文献

[1]朱小兵.分析类比法在中学物理教学中的应用[J].新西部（理论版），2015，（06）：157.

[2]王晓燕.试析类比法在初中物理教學中的应用研究[J].中国校外教育，2013，（34）：21.

[3]周春.方法的类比移植知识的融会贯通——类比法在物理教学中的应用[J].学周刊，2013，（10）：162.

[4]李平.类比法在大学物理教学中的应用[J].科技信息，2012，（11）：224.

[5]王德全，陈林峰.类比法在大学物理教学中的应用[J].中国电力教育，2011，（08）：94-95.endprint