例谈初中物理概念教学中“类比法”的使用

2021-10-11袁平

科学咨询 2021年30期

袁平

(重庆市第一中学校重庆 400030)

初中物理虽然教学内容浅显，但覆盖面广，包含力、热、光、电（磁）等模块，旨在帮助学生初步建立物理知识体系。在概念教学中，类比法是常用且符合初中学生心智发展水平的有效方法。类比法能够有效连接起学生学习的起点与终点，即已知对象与未知对象。已知对象是学生已经积累的相对丰富的生活经验和科学常识，这是学生脑海中物理概念形成的坚实基础。未知对象是概念教学的最终目的，即掌握新的、更深入的、更科学的物理概念及规律。

一、初中物理概念教学中，类比法应用的效果及实例

（一）比值法定义的物理量之间的类比，举一反三

以2018年6月上海科学教育出版社初中物理教材为例，八、九年级两册书中，以“将A与B的比称为C”这种比值法定义的物理量共计10个，所占比例不容低估。有：速度v、密度ρ、重力加速度g、压强p、功率P、机械效率η、比热容c、热值q、热机效率η、电功率P。对于这些物理量可以类比概念引入方式、类比物理意义、类比单位及换算、类比公式及变形等，通过类比使新概念更易于记忆、理解和运用。在中考前复习阶段使用类比法复习，也有利于学生提纲挈领，形成知识框架，高效复习[1][2]。例如：

1.类比概念的引入方式

在引入功率这一概念时，就可以与速度概念的引入过程相类比。比较两个物体运动的快慢，可以采用两种方法，相同时间比较路程，相同路程比较时间，但是当时间和路程都不一样的时候，就没法直接比较了，为此我们引入速度的这一物理量，即单位时间通过的路程，来描述物体运动的快慢。同样的要比较两个物体做功的快慢，我们也可以相同时间比较所做的功，相同的功比较所用的时间，但是当功和时间都不一样的时候，就可以比较单位时间所做的功，由此自然而然地引出了功率这一物理量，学生易于接受，同时突破功率的物理意义。

2.类比单位换算的方法

（二）生活经验类比物理概念及规律，化抽象为具体

物理概念因其高度概括性和准确性，对于初中生而言是比较抽象的。特别是一些电学概念，也无法通过实物或者实验的形式直观展示。这对于更愿意相信“眼见为实”的初中生而言，是有难度的。在课堂引入或者概念提出时将物理概念与生活经验相类比，虽不能“眼见”但可以“感受”，从而对新概念的教学起到铺垫与启发的作用。例如，水管中的水只有向着某一个特定的方向流动才会形成“水流”，且“水流”的形成还需要水管两端的有大小不同的压力，即要有“水压”；以此类比，电荷在导体中受到某些作用的时候也会朝着某一特定的方向移动，就会形成“电流”，且“电流”的形成也需要导体两端有“电压”。像这样引入“电流”和“电压”概的念方式生动形象，易于理解，也巧妙地回避了“电势差”这一高中才讲解的“高深”的知识点。

除了物理概念教学，在物理规律的得出过程中也可以使用类比法。如探究“导体电阻大小与哪些因素有关”，通过实验是可以总结出结论的，但是初次接触的学生无法在脱离实验数据的情况下快速理解记忆导体电阻大小众多的影响因素，而且有的是正比关系有的是反比关系，极易混淆。因此配合使用类比法，可以帮助学生理解和巩固。用马路上的车流去类比电流，路越窄，车辆越难通过，类比可得导体横截面积越小，对电流的阻碍作用就越大；隧道越长，车辆越难通过，类比可得导体长度越大，对电流的阻碍作用就越大；路面越颠簸，车辆越难通过，类比可得导体材料不同，导体对电流的阻碍作用就不同。通过实验探究与类比相结合的方法，引发其联想与迁移，从而建立正确的认知。

（三）已知概念类比新概念，“以旧唤新”

在初中物理教学中，同一模块的新章节与就章节之间总是存在密切的联系，甚至不同的知识模块也可以通过能量联系在一起。但是当同一问题在新的情景下出现时，学生往往很难辨认新旧情景的相似性和相关性，因此学习会感到困难。此时如能找到新旧知识的相似性，使用类比法教学便会事半功倍。如内能和机械能是两种不同形式的能，由于内能较为抽象，且涉及微观问题，所以在介绍概念时可以和机械能进行类比。使用下面的思维导图即有利于学生理解内能概念也有利于区分内能和机械能的异同。