類比法在高中物理教學(xué)中的應(yīng)用

莫明

【摘 要】從概念教學(xué)、規(guī)律教學(xué)、習(xí)題教學(xué)、章節(jié)復(fù)習(xí)、難點(diǎn)教學(xué)五個(gè)方面論述類比法在中學(xué)物理教學(xué)中的應(yīng)用，并提出了應(yīng)用類比法教學(xué)時(shí)要注意的問題。

【關(guān)鍵詞】類比法 高中物理 教學(xué) 應(yīng)用

【中圖分類號(hào)】G 【文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼】A

【文章編號(hào)】0450-9889（2016）07B-0104-02

類比又稱類比推理，它是依據(jù)兩個(gè)或兩類對(duì)象有部分屬性相同，從而推出他們的其他屬性相同的推理方法。類比法的推理方向是從特例到特例，它不同于從特例到一般的歸納法，也不同于從一般到特殊的演繹法，它把歸納法和演繹法簡(jiǎn)并為一個(gè)過程，運(yùn)用類比推理可以在兩個(gè)不同的知識(shí)領(lǐng)域之間進(jìn)行知識(shí)的過渡。類比法是科學(xué)研究中常用的方法之一，它在高中物理教學(xué)中也有著廣泛的應(yīng)用，常見有如下幾種情況。

一、類比法在高中物理概念教學(xué)中的應(yīng)用

高中物理概念的學(xué)習(xí)是高中生學(xué)習(xí)物理的重難點(diǎn)之一，而高中物理概念又有很大的類同性，所以在高中物理概念的教學(xué)中，為了使學(xué)生容易理解解新知識(shí)、掌握新內(nèi)容，通常找一些與新知識(shí)類似的已知知識(shí)，運(yùn)用類比方法，通過已知的知識(shí)來理解新學(xué)的知識(shí)。這不僅使學(xué)生學(xué)會(huì)了新知識(shí)，從而復(fù)習(xí)了舊知識(shí)，并且提高了學(xué)生的理解能力。例如，講解感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)這個(gè)概念時(shí)，可以用加速度來類比。盡管兩者是完全不同的概念，但它們有很多相似的地方。加速度是學(xué)生在高一時(shí)已經(jīng)扎實(shí)掌握的概念，通過類比可以讓學(xué)生更好地接受并理解感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)的含義。

1.兩者公式類似：

2.兩者意義相似：加速度表示速度的變化率；感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)表示磁通量的變化率。

3.速度大，加速度可能為零；磁通量大，感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)可能為零。

4.速度變化大，加速度不一定大；磁通量變化大，磁感電動(dòng)勢(shì)不一定大。

5.速度為零，加速度可能很大；磁通量為零，感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)可能很大。通過以上類比，學(xué)生很容易理解和接受線圈處于中心面時(shí)，磁通量最大，而感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)為零。

二、類比法在高中物理規(guī)律教學(xué)中的應(yīng)用

在高中物理教學(xué)中，對(duì)相似性的規(guī)律進(jìn)行類比，可以讓學(xué)生更進(jìn)一步地掌握知識(shí)之間的聯(lián)系和區(qū)別，使知識(shí)整體化、系統(tǒng)化，對(duì)物理規(guī)律有更深刻的認(rèn)識(shí)。例如能量和動(dòng)量，可以做如下類比：

1.能量

2.動(dòng)量

（1）沖量：I=FT，是過程量，是力對(duì)時(shí)間的積累。

（2）動(dòng)量：p=mv，是狀態(tài)量。

（3）動(dòng)量定律：Ft=mvt-mv0（沖量等于物體動(dòng)量的增量）。

（4）動(dòng)量守恒定律：m1v1+m2v2=m1v1'+m2v2'（對(duì)兩個(gè)相互作用物體系統(tǒng)）。

（5）守恒條件：W合外=0。V對(duì)同一個(gè)慣性系，沖量、動(dòng)量都是矢量，用矢量運(yùn)算法則運(yùn)算。

三、類比法在高中物理習(xí)題教學(xué)中的應(yīng)用

在求解高中物理習(xí)題時(shí)，一個(gè)新題型的出現(xiàn)會(huì)令人束手無策。此時(shí)，教師若能運(yùn)用類比法啟發(fā)學(xué)生思路，學(xué)生便能借助已有知識(shí)或某一范例而做到舉一反三、觸類旁通。

〖例〗人造地球衛(wèi)星原來以半徑 r1 繞地球作勻速圓周運(yùn)動(dòng)，由于某種原因，后來在半徑為 r2（r2

〖分析〗地球?qū)πl(wèi)星的萬(wàn)有引力提供其向心力F萬(wàn)=F向，即，所以。因?yàn)閞1>r2 ，所以Ek1Ep2。而機(jī)械能為動(dòng)能與勢(shì)能之和，一個(gè)增加，一個(gè)減少，總和怎么變化？

老師可以引導(dǎo)學(xué)生去想波爾能級(jí)的知識(shí)，氫原子從高能級(jí)躍遷到低能級(jí)時(shí)釋放出能量，放出的能量以光子的形式釋放出去。我們知道氫原子的核外電子繞核做圓周運(yùn)動(dòng)所需的向心力由庫(kù)侖力提供，即，所以。此時(shí)電子由高軌道向較低軌道躍遷，庫(kù)侖引力做正功，電勢(shì)能減少，動(dòng)能增加，而總能量減少。與人造衛(wèi)星繞地球運(yùn)動(dòng)相比，就會(huì)發(fā)現(xiàn)它們有很多相似的地方：向心力都與軌道半徑的平方成反比，從高軌道躍遷到低軌道時(shí)都是動(dòng)能增加，勢(shì)能減少，而電子躍遷時(shí)總能量減少。由此推理出衛(wèi)星從較高軌道到較低軌道運(yùn)動(dòng)時(shí)機(jī)械能是減少的。

四、類比法在高中物理章節(jié)復(fù)習(xí)中的應(yīng)用

在高中物理教學(xué)中，為幫助學(xué)生全面地總結(jié)知識(shí)，可用類比法把類似的知識(shí)進(jìn)行比較、對(duì)照，從而讓學(xué)生全面、系統(tǒng)地認(rèn)識(shí)所學(xué)的知識(shí)，以便記憶和應(yīng)用。例如對(duì)電場(chǎng)、磁場(chǎng)可類比如下：

五、類比法在高中物理難點(diǎn)教學(xué)中的應(yīng)用

在高中物理教學(xué)中，對(duì)于一些看不見摸不著學(xué)生又難理解的知識(shí)點(diǎn)，可以利用類比法“思維形象性”的特點(diǎn)，充分發(fā)揮學(xué)生的形象思維，使那些看不見摸不著的抽象知識(shí)更貼切我們?nèi)粘５纳?。在學(xué)習(xí)一些難理解的物理量時(shí)，我們可以舉一個(gè)同學(xué)們能看見的與之又很相似的例子來進(jìn)行對(duì)比學(xué)習(xí)。如電流的形成、電勢(shì)差的作用，通過與同學(xué)們熟悉的水流的形成、水位差使水管中形成了水流進(jìn)行類比，從而得出電勢(shì)差是形成電流的原因。水流通過水輪機(jī)時(shí)，消耗的水能轉(zhuǎn)化為水輪機(jī)的動(dòng)能，類比得出電流通過電燈時(shí)消耗的電能轉(zhuǎn)化為內(nèi)能。

除上述之外，類比法在高中物理教學(xué)中的應(yīng)用還有很多，它們都有共同的特征，即可在廣泛的范圍內(nèi)把看上去毫無相關(guān)的兩個(gè)事物聯(lián)系起來，實(shí)現(xiàn)信息轉(zhuǎn)移，從而發(fā)現(xiàn)新的原理。要注意的是，類比推理雖然很便利，但由于它只是強(qiáng)調(diào)了兩類事物之間的相同或相似點(diǎn)，而任何相似的兩類事物之間總存在不同點(diǎn)。相同點(diǎn)是類比的基礎(chǔ)，它給類比提供了得以施展的廣闊天地，而差異的一面則對(duì)類比起到了限制的作用。所以，類比法的結(jié)論帶有一定的或然性。

德國(guó)天文學(xué)家開普勒說：“類比是我最可靠的老師?！钡覀兘處熞杨惐扔玫健白羁煽俊钡木辰鐓s不容易。類比教學(xué)法與別的教學(xué)方法一樣，有著自身的特點(diǎn)、適用條件和使用規(guī)律，所以我們使用類比法時(shí)，要注意一定的技巧：

1.找出兩類事物之間的相似或相同的地方。

2.用類似事物的特性去推理另一類事物的特性，從而得出一個(gè)明確的猜想。

3.事物之間的各種性質(zhì)都不是孤立的，而是相互制約的。如果兩個(gè)事物在某些性質(zhì)上相同或相似，那么他們?cè)诹硪恍┬再|(zhì)上也可能相同或相似，類比的結(jié)論可能是真的。

4.如果相似性越多，相似的性質(zhì)與推理的性質(zhì)之間越相關(guān)，那么類比得出的結(jié)論就越可靠。

類比法在高中物理教學(xué)中的應(yīng)用雖然比較廣，但在高中物理的教學(xué)中并不是萬(wàn)能的。在高中物理教學(xué)中遇到困難時(shí)，不能死鉆牛角尖去想怎樣類比，有很多教學(xué)難點(diǎn)的解決選擇別的教學(xué)方法效果會(huì)更佳。我們心中有類比，靈活運(yùn)用類比，積極去探索豐富的物理教學(xué)方法，踏入高中物理教學(xué)的新天地。

【參考文獻(xiàn)】

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【作者簡(jiǎn)介】莫 明（1978— ）女，廣西靈山人，靈山中學(xué)一級(jí)教師，一直從事高中物理教學(xué)工作。

（責(zé)編 盧建龍）