通过类比思维引导提升高中生物理学习力

摘要：类比思维是学生学习物理的重要思维方式，也是学生物理学习能力的核心素养之一。在高中的物理教学中，通过类比思维引导能够促进教学效率的提升，有效促进知识的系统化和条理化，更主要是能有效培养学生的类比思维能力，从而发展其物理学习力。

关键词：高中；物理；类比思维；学习力

不少高中学生学习物理觉得很辛苦，那么多公式、定理需要去背，就算是背过了，在解题时也常常不知道用哪个、怎么去用——感觉高中物理不像初中物理那么有趣了。而其实，物理依然是初中那个充满着奇幻和“乐趣”的物理，只不过是向更细致的层面去走了一点而已——这种学习心理的出现，有很大的原因是学生的学习力发展没有跟上教学的进度，没有掌握学习物理的思维方法——就如本文要研究的类比思维，就是学习和研究物理特别需要的一种思维逻辑和能力。比如我们熟知的苹果和万有引力的故事，就是牛顿从苹果向下掉落这个现象想到了物质间的相互吸引，显然，类比思维在其中发挥了积极作用。还有“虫洞”“时光卷曲”这些物理理论，从虫子吃树叶、一根琴弦的颤动想到了时空的穿行理论，无一不含有类比思维的影子。

所以，在高中物理教学中，利用并引导学生掌握类比思维，可以使较抽象、复杂的物理概念、定理变得形象具体，可以使系统、严密的物理知识变得清晰明了、易于理解和记忆。

一、 类比思维意识的培养

类比思维能力的培养需要一个过程，不能说这个过程是艰辛的，但它肯定也不是一蹴而就的。所以，要想實现在教学中对学生类比思维的有效培养，首先是要让他们树立起在物理学习中应用这种思维方式的意识——既觉得它有用、又觉得它有趣——只有当一种思维成为一种自觉时，才可能发展为学习力。

教师可以通过“讲故事”的方法来培养学生对类比思维的价值认知，激发其兴趣。比如前面我们提到的牛顿被苹果砸脑袋而发现了万有引力的故事、比如人类从鸟的飞行发明了飞机……还可以给学生讲一些前沿的物理理论——用类比法去讲复杂的理论，也是一种“讲故事”方法。比如在学时间和位移这部分知识时，教师就跟学生聊他们感兴趣的“穿越”这些话题：现在已知我们还不能制造出超过光速的交通工具，所以，按相对论来说，似乎“穿越”是不可能实现了，但……教师拿出一张纸：“我们把一只蚂蚁放在纸的一条边上，怎样让它用最快的时间到达对边？”学生会说：“太简单了，让它走直线。”教师微笑摇头：“还有更好的办法吗？”慢慢把手里的纸卷成筒，“两条边已经重合了，蚂蚁可以瞬间到达！——这就是著名的时间弯曲理论，当我们把时间折叠的时候，穿越就非常简单，而且，我们现在已经能够使光线弯曲了，虽然是纳米级的……这就是类比思维的神奇魅力！”

二、 物理类比思维的建模

类比思维是一种思维模式，它的利用和掌握需要有一定的思维模型——有些教师忽略了这方面的研究，在引导学生时往往是随机的、无序的。不能说你要求学生用类比思维去考虑问题，他就一定能用好类比思维——那这世界得出现多少个牛顿？

类比思维需要按一定的模型去构建。一般来说，物理学习的类比思维模型有这么几种。形式类比，通过具有相似具象的物理现象构建类比来掌握和理解知识，比如磁场、电场和力场，当学生通过磁铁实验掌握了磁力线的分布特征后，在讲电场和力场的时候，引导学生将它们进行联想对照；功能类比，比如在教学能量守恒这部分知识时，教师可以引导学生想想化学知识中的物质不灭——这两个理论不是一个学科，也不是一个起点，但它在原理上有可拟性，让学生把能量想象成具体的物质的时候，就容易理解；想象类比，比如虫洞理论、时光穿越，就是通过另一种形式的比喻幻想来实现对理论的理解——回到教材，比如质点、参考系、坐标系，把具体的物体抽象为点，就需要学生通过想象去捕捉。

上面在分析类比思维建模时，是从形式上进行区分的，其实还可以从途径的角度去引导学生学习物理——这也是构建学生类比思维能力的重要引导模型。比如通过同科知识的类比来构建物理知识体系，如前面提到的磁场、电场间的类比，是在物理学科的知识体系中进行类比。再如能量守恒和物质不灭的类比，则是通过跨学科的知识类比来实现对知识的理解和把握。此外，还可以通过生活化的类比来实现对学生的有效引导。比如在讲摩擦力的时候，教师可以使用视频，通过生活中的一些现象的展示来帮助学生领会，如各种功能鞋——足球鞋、篮球鞋、滑冰鞋……不同的生活需求设计不同摩擦力的鞋——从生活类比到摩擦系数。

以上，从两个方面探讨了通过类比思维引导提升高中生物理学习力的问题，可以看出，类比思维是物理学习力的重要因素，教师必须在教学中予以重视。而且，类比思维的引导需要有具体的操作策略，不关注思维意识，不系统研究构建模型，随机的引导策略是不易达到提升学生学习力目标的。

参考文献：

[1]陈泽.高中物理教学中培养类比思维的策略研究[D].贵州师范大学，2014.

[2]王有龙.浅谈“类比法”在高中物理教学中的应用[J].新课程（下），2015（12）.

作者简介：

郑武龙，福建省漳州市，福建省长泰县第二中学。