浅谈初中物理类比法思维应用

摘 要：物理学习应重视物理思维方法的渗透与培养，学生才能举一反三，对面孔生疏的新综合题进行正确分析，并进行正确解答。类比法作为一种重要的物理思维方法，可以使学生经历探究的学习过程，有助于学生把所学知识内化吸收。

关鍵词：初中物理；类比法；思维

类比法也叫“比较类推法”，在物理与研究中具有启发思路，举一反三，触类旁通的作用。在物理学的发展过程中，很多著名的研究成果都是通过类比法而得出的，如法拉第在奥斯特发现电流的磁效应后，利用类比推理，发现了磁场中获得电流的方法，打开了电与磁联系的大门，并且在此基础上通过类比这一创造性的思维方法，做了“电磁旋转实验”，使通电导线能绕磁棒连续旋转，实现了电能向机械能的转化，人类历史上第一台电动机的雏形得以形成。从中考全省命题开始，学生对综合题解题能力要求越来越高，物理学习应重视物理思维方法的渗透与培养，学生才能举一反三，对面孔生疏的新综合题进行正确分析，并进行正确解答。类比法作为一种重要的物理思维方法，可以使学生经历探究的学习过程，有助于学生把所学知识内化吸收。

一、 类比法将抽象概念形象化

上海科学技术出版社出版的九年级物理教学参考书中，对电压概念的教学建议是，通过水压形成水流类比导出电压形成电流，电源是提供电压的装置。关于“电压”部分的教学；讲授电压作用时，可以用投影仪或多媒体展示“水流形成的原因——水压”，类比引出电流形成的原因——电压，而电路中的电源正是提供电压的装置。由水压有大小导出电压也应有大小（高低）。

当A、B两容器没有压强差时，如图所示水就能从B容器流向A容器水流的条件。

当A、B两容器出现压强差，即水压时，容器内的水不流动，没有形成水流。

同理，电路中的电荷要形成定向移动，电路两端应该出现电压，使电荷发生定向移动从而得到电压是使电路形成电流的原因，而电源是提供电压的装置。

用学生已有的日常生活经验进行类比，活化了学生已有的生活信息，促进知识的正迁移，既能激发学生的学习兴趣，又丰富了学习内容。

二、 类比法把新旧知识贯通化

在利用欧姆定律推导出电阻的计算公式后，为了加强学生对R=UI的理解，可以采用类比的方法，先复习初二学习过的密度ρ=m/v和做匀速直线运动的速度V=S/T的，学生对这两个公式早就理解了。他们知道，对同一个物体，体积越大，质量就越大，但是质量与体积的比值不变；做匀速直线运动的物体，运动的时间越长，所走的路程越长，但路程与时间的比值是一定的。也就是说密度的大小虽然是由质量和体积求得的，但是密度与物体的质量和体积无关；同理做匀速直线运动的速度也与路程和时间无关。通过类比很容易发现，对于纯电阻电路而言，同一段导体，改变电压，电流也随之改变，但是导体两端的电压和电流的比值不变，即电阻与导体两端的电压和电流无关。给导体两端加电压的目的是为了检测电阻阻值的大小，电阻大小只是数值上等于电压与电流的比值。对某一电阻即使不加电压，它对电流的阻碍作用也是存在的，电阻是物体本身的一种属性，与加不加电压无关。电阻与导体的长度、横截面积、材料和温度有关。

通过类比法学生自主探索新旧知识间的横向关系。先由复习旧知识，达到加强巩固旧知识的作用，接着引导学生类比出新知识，让学生亲自体验了探索过程，开发了学生的创造性思维，同时使学生加强对新知识的理解。

三、 类比法将新问题合理化

平常教学中，在复合单位上，老师早已给学生灌输了单位也要参与数学运算过程。如最初学的速度单位，因为公式V=S/T的原因，速度单位由路程和时间单位组成，为路程单位与时间单位比值，如m/s和km/h等。再如机械功W=FS，功的单位虽然规定为焦耳，但是也要让学生明白焦耳相当于N·m，相当于是力的单位和路程单位的乘积组成的单位。总之，学生要明白单位之间也有数学运算关系。这样，当我们遇到这样的题型：有一块手机用的锂电池，上面标明电压3.7V，容量为1000mA·h，它充满电后，大约能储存多少电能。同学们乍一看确实难下手，因为没有学过容量这个物理量。但是用类比法观察容量的单位，不难发现容量其实是电流和时间的乘积，再联想到电功的公式W=UIt，本公式可知电功的一个单位是V·A·S。这样一联系学生就能把电压和容量相乘3.7V×1000mA·h=3700V·mA·h，发现单位不统一，把单位统一下3.7V×1A×3600S=13320V·A·S=13320J。

在遇到新问题时用类比法，能发展学生的推理归纳能力，学生碰到新问题合情推理，凭借课内知识推理出解决新问题的方法，对开发学生智力，培养学生创新能力都是非常重要的。

四、 类比法把相近现象区分化

在物理教学中，很多物理辅导资料以及一些老师把“短路”和“短接”这两个不同的概念混为一谈。为了能正确认识容易混淆的概念，最有效的办法就是类比法进行比较，搞清它们之间的联系和区别。请看下面几个电路图。

图甲中，当开关K闭合时，图乙中当用导线将B、C相连时，电路都构成了短路。但是图丙中，当K1、K2均闭合时，很多辅导资料及一些老师都认为，灯泡L被短路，这时R1与R2并联。请问：图丙中，当K1、K均闭合时，灯泡上是否构成“短路”呢？它与图甲、图乙中的短路有什么区别呢？那么，我就时这三种情况进行比较，便可知道结果。

在九年级物理教科书中，有关短路的叙述，“直接把导线接在电源上，电路中会有很大的电流，可能把电源烧坏，这是不允许的，这种情况叫做短路。”如图甲所示。在此是教科书中提到的，“所谓短路就是电流没有经过用电器而直接构成的通珞。”如图乙所示，电流没有经过灯泡而直接返回电源的两端。由此可见，短路就是由于其种原因（如导线的绝缘层损坏，装修电路时使电源两线相碰等）使电珞中原来不该相接的地方接通，造成电流不经过用电器而直接返回电源的现象。短路使外电路的电阻趋于零，通常电源内电阻很小，结果使外电路中电流强度急剧增大，通常可能烧坏电路设备甚至引起火灾等严重事故。

图丙中的这种情况，我经常会在辅导资料、练习卷，甚至升学考试卷中遇到，这是不是“短路”呢？很明显，它与图甲、图乙中的短路是有本质的区别的。（一） 它没有使电源两极直接相连；（二） 电流还经过了其他用电器，不是直接返回电源；（三） 外电路的电阻不为零，一般电流不会过大而烧坏电路元件。

综上所述，图丙中的“短路”与教材中所叙述的短路是有本质的区别，我们不能把这两种不同情况相混淆，也不能认为只要是书本上资料上的就都是正确的，面对学生的疑问更不能模棱两可，含糊其词。我们在分析问题时要做到概念清晰，用词准确、科学无误。

因此，图丙中的“灯泡L被短路。”应该说成“灯泡L被短接：”所谓短接就是用导线直接把用电器的两端相连，（由于导线的电阻可以计为零，使电流全通过这根导线，而几乎不通过该用电器）使该用电器中的电流截止，而停止工作，但电流仍然通过与之串联的其他用电器，其他用电器仍然工作。如图丙所示，当K1、K2都闭合时，灯泡L中的电流截止停止工作，但电流仍然能通过R1、R2，使R1、R2并联，电阻R1、R2仍能工作。通过类比学生懂得短路与短接的区别，同时对电路图的分析能力提高。

总之，在物理教学中运用类比方法可以引导学生自己获取知识；同时又可以激发学生联想，使学习成为学生自觉积极的活动，有利于发展学生的思维能力。但在使用类比方法时，要注意各种不同事物之间的差异和区别，在引进新概念、新规律时，应当进一步把它们的本质讲清楚。只有这样，才能使学生更好地理解所学习的内容，启发学生的思维和加深对学习内容的理解，在教学中起到举一反三的好效果。

参考文献：

[1]课程教材研究所，物理课程教材研究开发中心.普通高中课程标准实验教科书物理选修3-2教师教学用书4版[M].人民教育出版社，2015.2.

[2]义务教育物理课程标准实验教科书编写组.九年级义务教育教科书物理教学参考书[M].上海科学技术出版社，2013.8.

作者简介：

姚群英，福建省晋江市，福建省晋江市内坑中学。