类比法在初中物理概念教学中的应用

【摘 要】学生要想学好初中物理，必须深刻理解初中物理中的概念。但初中物理的概念较为抽象难懂，由于初中学生的抽象思维发育尚不完善，因此对抽象的知识理解起来相对较为困难。针对初中学生的认知规律和身心发展特征，教师在初中物理概念教学中应恰当地运用类比法，将学生已有的知识与新知识进行类比，这样有利于增强教学的直观性，帮助学生更好地理解抽象的物理概念和规律，从而有效降低学生在物理概念方面的学习负担，提升课堂教学效率。

【关键词】初中物理;概念教学;类比法;比热容

【中图分类号】G633.7  【文献标识码】A  【文章编号】1671-8437（2022）24-0115-03

概念是客观事物的本质属性在人们头脑中的反映，是人类在一定阶段对客观世界认识的总结，是以压缩的形式表现大量知识的手段，是逻辑思维最基本的单位和出发点[1]。毫无疑问，概念教学是初中物理教学的重要形式和组成部分。在初中物理概念教学中，教师希望学生能深刻理解并记忆所学物理概念，并培养学生的思维能力。但笔者发现，在初中物理教学中，部分教师过于重视对学生的应试指导，忽略了对物理概念和物理知识的形成过程的关注，只是简单地对学生陈述物理概念，甚至在新课教学后通过听写、背诵等简单粗暴的方式让学生对物理概念进行记忆。这样的教学方式与新一轮基础教育课程改革的理念相悖，也不利于对学生物理学习兴趣的培养。如果学生对物理概念的学习和认识仅仅停留在记忆和背诵的层面，无法对所学物理概念进行深度理解，就会对后续的新课教学造成阻碍，影响物理课堂教学的效率。

新一轮基础教育课程改革提出，物理学科核心素养是学生在接受物理教育过程中逐步形成的适应个人终身发展和社会发展需要的必备品格和关键能力，是学生通过物理学习而内化的带有物理学科特性的品质，是学生在学习物理的过程中逐步形成的知识积淀、思维品质、能力表现以及科学的情感、态度和价值观的综合体现。新课标将物理观念、科学思维、科学探究、科学态度与责任作为物理学科的核心素养，并明确指出科学思维是“基于经验事实构建理想模型的抽象概括过程，是分析综合、推理论证等科学思维方法的内化”。可见，学生对初中物理基本概念和基础知识的学习深度和认识程度直接决定了学生科学思维的发展水平以及初中物理学习的质量。

类比法在初中物理教学中发挥着重要的作用。在教学活动中，适当应用类比法可以引导学生将已有的经验和知识与新学习的概念和知识进行对比，建立旧知识和新知识之间的联系，有效深化学生对新学的物理概念的理解。运用类比法进行初中物理概念教学，能够以旧带新，可以将抽象的物理概念形象化，帮助学生有效地把握物理知识，深度掌握物理概念，培养学生的学科素养[2]。笔者以初中物理中比热容的概念教学为例，阐述类比法在初中物理概念教学中的应用策略。

1   利用类比法巧妙避免教材为引入新课创设的情境带来的问题

教科版九年级物理教材“比热容”一节的教学中，教材一开始就创设了如图1所示的情境，引导学生回忆在艳阳高照的夏天，赤脚奔跑在滚烫的沙滩上，以及踏入蔚蓝的大海时的感受。

通过这样的情境引导学生思考：同样在太阳的照射下，为什么沙子这么烫，而海水却这么凉呢？教材编者的原意是利用这一学生熟悉的情境促使学生比较不同物质的吸热能力，但当笔者为学生展示图片并引导学生思考“为什么海水和沙子在同一时刻的温度不一样？”这个问题的时候，有学生说是因为海水与沙滩的面积不同造成的，还有学生说是因为海水会蒸发，而蒸发要吸热。没有一个学生提出这是因为太阳照在了不同的物质上，不同的物质在吸热后温度升高不同而造成的。学生的这些猜想都基于他们已学习的物理知识，不无道理。但不得不承认，学生的这些脱离学习目标的猜想很容易打乱教师和教材预设的教学设计，也容易使教师在教学“比热容”这一节内容时在引入新课的环节就陷入教学困境。

那么，怎样利用教材所提供的物理情境，顺利地把学生的思考方向引导到“因为太阳照射的物质不同”上，从而引出对不同物质吸热能力的探讨上来呢？对此，教师可引导学生观察情境后作出如下的类比：同一个教师上课，不同的学生反应不同，成绩也不同，为什么？这是因为不同的学生学习能力不同，对知识的吸收能力不同。那么同一个太阳对不同物质进行热传递的过程中，不同的物质的反应不同，温度的变化不同，为什么？这是因为不同物质的吸热能力不同。通过这样的类比，就能顺利地将学生的思考引向对不同物质吸热能力大小的探究上来。

2   通过类比法引导学生自主设计并深度理解实验探究方案

为了探究不同物质的吸热能力，教材設计的实验方案如图2所示。在两支相同的试管中分别加入质量相等的水和铁砂，分别用同一酒精灯加热，用温度计测量它们的温度变化，记录水和铁砂分别上升5 ℃、10 ℃、15 ℃所需的时间，以此比较二者吸收热量的能力。

但是在以上实验中，学生很难将质量、升高的温度、吸热的时间这几个物理量与物质的吸热能力联系在一起，大部分学生不能理解为什么质量相同的不同物质在上升相同温度时，吸热时间长的吸热能力就强。对此，笔者通过以下类比的方式，借助学生熟悉的生活现象，逐步引导学生自主完成比较不同物质吸热能力的实验设计，取得了较好的效果。

笔者提问：怎么比较不同物质的吸热能力呢？要弄清楚这个问题，大家根据自己的经验回答两个问题：第一，烧开一壶水与烧开半壶水需要的热量一样多吗？第二，同样烧一壶水，把一壶水烧成开水和烧成温水需要的热量一样多吗？

以上两个问题来自生活，是学生熟悉的物理情境。引导学生思考这两个问题，既利于学生理解烧水的时间（加热时间）可以反映水吸收热量的多少，又有利于让学生体会到同种物质的物体吸收的热量与质量和升高的温度有关。换句话说，同种物质吸收的热量是由这个物体的质量和升高的温度决定的，水是这样，其他物质也是这样。那么，是不是只要物体的质量和温度的变化相等，吸收的热量就肯定相等呢？怎么比较不同物质的吸热能力呢？对此，笔者引导学生思考：肯定先得找两种不同的物质来比较。基于此，可以选择水和沙。然后怎么比较水和沙的吸热能力强弱呢？此时，笔者让学生自主设计探究实验，作如下类比：假如现在要比较甲、乙两个学生成长的能力的强弱，已知同一个人成长的能力与他的食量和成长时间有关。那么，能不能让甲成长1年，让乙成长10年，然后比较他们的身高？这样的比较公平吗？另外，能不能让甲成长1年，每天只给他提供很少的食物，让乙也成长1年，但每天给他提供充足的食物，然后比较两人的身高？这样的比较公平吗？

以上的类比完全来自学生的生活经验，加之在八年级学生已经学习了控制变量法，这时学生便很容易理解，为公平起见，要比较两个人成长能力的强弱，就需要保证两人成长的时间和每天的食量相同。这时，只要教师稍加引导，学生就能明白，要比较两种不同物质组成的物体吸热能力的强弱，需要使这两种物质的质量和温度的变化量相同，然后再比较二者吸收热量的多少，吸收热量多的，吸热能力就强;吸收热量少的，吸热能力就弱。

通过这样的类比，学生能顺利地理解物质的吸热能力和物体质量、温度变化量以及加热时间之间的关系，并根据教材所提供的探究实验比较不同物质的吸热能力。在让学生经历比较不同物质吸热能力的实验探究以后，教师可进行总结：在物理学中，为了比较不同物质吸热的本领，我们通常就取m和Δt相同的不同物质，并且将m定为1 kg，让这种这些物质Δt=1℃，由此比较它们吸收的热量，吸热多的物质吸热能力更强。而单位质量（1 kg）的某种物质，温度升高1℃所吸收的热量就叫作这种物质的比热容。由此引出物理概念，学生学习起来会更轻松，对概念含义的理解也会更加深刻。

3   利用类比法辅助学生深刻认识抽象物理概念

由于比热容的概念较为复杂抽象，因此初中学生对比热容的概念缺乏深度理解。经过比较不同物质吸热能力的实验探究，并给出比热容的概念后，笔者发现学生面对以下两个问题无法作出正确判断。

师：一种物质的吸热能力强（c大），有什么表现呢？

（1）m相同，Δt相同，若c大，则Q吸更______（选填“大”或“小”）。

（2）m相同，Q吸相同，若c大，则Δt更______（选填“大”或“小”）。

在此，为了让学生深度理解比热容的物理意义，教师可引导学生作如下类比：一个人的饭量很大有什么表现呢？

（1）两个人吃饭，都吃得不能再吃了（即吃饭以后的反应相同），这时一个人只吃了一碗饭，另一个人却吃了一桶饭，谁的饭量更大？学生很容易明白，在反应相同的情况下，吃得越多，饭量越大。类比过来，两种物质，质量和温度变化相同（反应相同），吸热能力越强的（食量越大），吸收的热量就越多（吃的饭更多）。

（2）两个人吃饭，都吃了一碗饭（即进食量相同），一个人无论如何都吃不下了（反应很大），另一个人感觉还没吃饱（反应很小），谁的饭量更大？学生很容易明白，在进食量相同的情况下，反应越小，饭量越大。类比过来，两种物质，质量和吸收热量相同（进食量相同），吸热能力越强的（食量越大），温度变化就越小（反应越小）。

通过这样的类比，学生对比热容的物理意义以及怎样比较不同物质的吸热能力有了更加深刻的理解。

总而言之，初中物理教师在实际的教学过程当中应当合理地借助类比法开展概念教学，从学生的学习需求出发，结合学生的身心发展特点，为学生设计合乎物理学习规律、逻辑的类比内容，运用通俗和直观的方式将抽象的物理知识传授给学生，加深学生对知识的理解，从根本上提高学生物理学习的效率和质量。

【参考文献】

[1]蒋炜波.初中物理概念教学的几种方法策略[J].湖南中学物理，2021（4）.

[2]王晓强.类比法在初中物理教学中的应用[J].数理化解题研究，2021（32）.

The Application of Analogy in Physical Concept Teaching of Junior Middle Schools

——Taking the Teaching of Specific Heat Capacity Concept as an Example

Ting Hong

（Chengdu No. 20 Middle School，Chengdu，Sichuan，610036）

Abstract：To learn physics well in junior high schools， it is necessary to have a deep understanding of the concepts in junior high school physics. However， the concept of junior high school physics is abstract and difficult to understand. Because the development of students abstract thinking in junior high schools is not perfect， it is relatively difficult to understand the knowledge of abstraction. For students cognitive regularity and development of body and mind in junior middle schools， the teacher in junior middle school physics concept teaching should use “analogy method” teaching， analogizing students existing knowledge and new knowledge， which is conducive to enhance the teaching intuition， helps students better understand the abstract concepts and the laws of physical concept， so as to effectively reduce the burden of students learning in the physical concept and improve the classroom teaching efficiency.

Key words：junior middle school physics; concept teaching;  analogy method; specific heat capacity

【作者簡介】

洪艇（1981～），男，汉族，四川成都人，本科，中小学一级教师。研究方向：中学物理教学。