类比思维引导下的高中物理学习难点突破

陈红雷

(江苏省海门市第一中学 226100)

类比思维是逻辑推理能力的重要体现，在物理问题研究的过程中有非常普遍的运用.在高中物理学习的过程中，学生经常需要结合多个对象在某些属性上的相同推测出它们在其他方面也具有类似的属性，最终促成概念的理解，并完成问题的解决，这样的处理可以有效帮助学生实现难点突破，提升学习效率.

一、类比思维引导下的物理概念建构

概念是学生物理学习和研究的基础，是物理教学的重要着力点.在高中物理的概念体系中，部分概念源于学生所熟悉的领域，学生在掌握和理解上都不存在困难.但是某些概念源于学生相对陌生的场景，不少概念还是通过科学抽象的思维提炼而来，这为学生的理解和认识造成了很大的困难.对于这样的一些问题，教师要立足于概念自身的特点，为学生选择多样化的学习方法，降低概念认知的门槛，而类比思维就是一种非常重要的认知手段.当某些概念和学生已有的认知存在类似之处时，教师引导学生对相关场景进行分析和比较，以此来引导学生完成概念的建立，这样的处理可以化陌生为熟悉，有效搭建已有经验和新学内容之间的桥梁，如此可以促使学生更好地完成概念学习的任务.

比如电场的学习，这是一个相当抽象的环境，里面有很多概念的建立，需要学生灵活开启自己的思维，采用包括类比在内的思维方法来达成认识.事实上，很多概念之间的相似性也的确为类比思维的运用创造了条件，以“点电荷”为例，这个概念的提出是在库仑定律的研究过程中，库仑定律是针对真空中两个点电荷之间作用力特点的探索，点电荷是什么？是带电的“点”，它们没有大小，也没有形状.这个概念从字面来看，很容易理解，但是概念的建立可不是停步于字面就可以的，我们需要学生明确概念提出的缘由和必要性，这样才能促成学生对概念形成更具本质性的认识.教学时，笔者认为两次类比在这里要运用，一是点电荷与质点概念的类比，二是库仑定律与万有引力定律的类比，前者有助于学生对概念本身形成认识，后者则能够让学生明确点电荷概念提出的作用.类比于质点的概念提出，教师要指导学生明确质点和点电荷都是理想化的抽象模型，都是忽略了物体大小和形状对问题的影响，以此来类比，学生更容易接纳这个概念.将库仑定律和万有引力定律做类比，学生会意识到这两个力都与物体之间的距离相关，但是这个距离如何来确定呢？当两个物体都是“点”时，问题的研究和处理将变得异常简单，这将引导学生有效把握概念提出的意义.

二、类比思维引导下的物理情境分析

在问题分析和处理过程中，不少学生的问题难点会集中于情境的陌生感和困难性.人们对陌生的事物总是存在着莫名的紧张和局促，这一点在高中生身上将体现得相当明显，这种背景下让学生开启思维来进行有效率的问题处理将是非常困难的.与之对应的操作就是通过科学的思维方法将陌生的情境转化为学生熟悉的场景.

比如在电场问题的分析过程中，电场看不见摸不着，这也就为学生的问题分析带来了不小的困难，如何化解学生分析的难点呢？笔者认为，考虑到匀强电场所提供的力是一个恒力，这是一个和重力有着相似性的力，尤其是电场力做功和重力做功就具有相近的特点，即都与路径没有关系，只与初末位置相关，这些都为类比思维奠定了坚实的基础.此外重力场中的运动场景是学生最熟悉的内容，学生身边就不间断地发生着各种重力场作用下的运动，而且像自由落体运动、平抛运动等等，也都是学生在前阶段经常研究的运动类型，所以以重力场中的运动场景和电场来进行类比，引导学生以重力场的模型来构思即将形成的运动情形，这样所形成的运动形式更容易被学生多接纳.特别是一些重力场与电场叠加的问题，其实受力分析并不复杂，而且运动形式也比较特殊，但是对初学者而言，这些内容直接分析又存在很大困难，但是一旦采用类比的方式来处理，学生将有效缩短思维的跨度，从而更快地厘清问题的思路.以带电粒子在电场中的偏转为例，教师引导学生将其类比于重力场中的平抛运动，无论是采用分解法来处理，亦或是通过平抛运动的相关结论来梳理某些特殊的问题，学生都可以延续以往的分析方式来处理，这样的教学将更加匹配学生的能力基础，能够提高学生的问题分析效率.

三、类比思维引导下的知识梳理

高中物理的概念繁多，随着学习的推进，各种规律也是层出不穷，不少学生在学习过程中往往顾此失彼，将所有的知识点混淆在一起，最终导致认知体系的混乱，这自然也将大大制约学生的学习效率.为此，教师要积极研究学生的学习特点，指导学生进行知识的梳理，从而促使学生的认知更有条理，这对学生学习能力的提升将产生很强的推动效果.指导学生进行知识整理，不是将知识的体系性展示在学生面前，教师要指导学生模仿他们已学内容的知识结构来对新学知识的结构体系进行类比性处理，换言之，这是对学习方法的类比，能够大幅提升学生整理知识的效率.

例如在完成了磁场知识的学习之后，我们都要引导学生完成对该章节的概念进行整理，这一过程就可以完全让学生自己来进行.事实上，学生在新学阶段就是类比着电场来认识诸多磁场概念的，所以在复习整理阶段延续这种类比思维将是一个水到渠成的过程.学生可以翻看以往自己对电场内容的整理情况，然后将相应的程序移植到磁场的复习过程中.比如在电场知识整理时，学生整理过电场线的基本特点，并结合电场线对特殊电场进行认识，在磁场复习整理的过程中，自然也要将这一思路延续过来，将磁感线的特点进行梳理，并结合磁感线对特殊磁场进行认识.当然，类比的同时也要展开积极的比较，即学生还需要对电场线和磁感线之间的异同点进行比较，这样的处理才能真正做到温故知新，即在复习磁场的过程中，也能对电场内容进行复习，促使学生对电场的认识更上一个台阶.

总之，在高中物理教学过程中，采用类比思维可以帮助学生将陌生的情境转化为熟悉的内容，而且还将引导学生有效促成学习方法的迁移，同时还能促进学生思维品质的提升，这样教学方式应该得到充分的推广和运用.