類比法和比較法在物理教學(xué)中的應(yīng)用

葉長樞

摘 要：類比和比較法是常用的思維方式，物理教學(xué)中應(yīng)用類比法和比較法的地方很多，教學(xué)中應(yīng)用類比法和比較法引導(dǎo)學(xué)生學(xué)習(xí)，有利于降低學(xué)生學(xué)習(xí)難度，提高課堂效率.

關(guān)鍵詞：類比法；比較法；物理教學(xué)

物理思維方法很多種，類比和比較法都是最用的方法，也是教師教學(xué)常用的基本方法.這兩種方法的實質(zhì)是根據(jù)一定標(biāo)準(zhǔn)把某些聯(lián)系的兩種或兩種以上的事物加以對照，確定它們之間的異同及相互關(guān)系，從而形成對新事物的認(rèn)識.蘇霍姆林斯基曾指出：“教會學(xué)生能借助已有的知識去獲得新的知識，這是最高的教學(xué)技巧”.用類比法和比較法教學(xué)，可以取得很好的效果.

1 類比法和比較法的應(yīng)用

1.1 突破重、難點

課堂重點是學(xué)生必學(xué)知識，課堂難點是學(xué)生不易理解的.如何突出重點，突破難點是教學(xué)是否成功的衡量標(biāo)準(zhǔn)之一.難點是考試的重點，掌握好壞直接關(guān)系學(xué)習(xí)成績高低.物理難點往往比較抽象，學(xué)生不易掌握、理解，課堂教學(xué)中用類比法和比較法加以比較形容，會大大降低學(xué)生學(xué)習(xí)難度，提高學(xué)習(xí)效率.例如：探究物質(zhì)的吸熱本領(lǐng)實驗中，同質(zhì)量的水和煤油，吸收相同的熱量時煤油溫度升高得快，要使水溫度升高的與煤油一樣多，水加熱的時間要長，從而引出水的比熱容比煤油大的概念.本實驗講解時筆者列舉班上兩位同學(xué)一個胖子小明，一個瘦子小剛，這兩位同學(xué)年齡一樣大，給他們相同的飯，瘦子小剛很快吃飽而且還有剩余，而胖子小明沒吃飽，小明還要給他一些飯胖子才能吃飽，說明了胖子小明的飯量比瘦子小剛的大.補充能量時，物質(zhì)吸熱，人吃飯，物質(zhì)的比熱容與人的飯量是一樣的道理，學(xué)生聽了哈哈大笑，形象有趣，很快理解掌握.

1.2 課題引入

好的課題引入往往能激發(fā)學(xué)生的興趣與好奇心，吸引學(xué)生的眼球.課題引入的方法、方式很多種，教師在教學(xué)中應(yīng)用類比法引入課題，可讓課題引入更具吸引力，更能打動學(xué)生心.例如學(xué)習(xí)電壓的概念時，課題引入時用圖1裝置實驗后講解，抽水機提供水壓形成水流；電源提供電壓形成電流.抽水機好比電源；水壓好比電壓；水流好比電流，還可類比生物中學(xué)習(xí)到的心臟提供血壓形成血流，形象生動學(xué)生很快理解電壓這一抽象概念.

1.3 講評練習(xí)

練習(xí)是為了鞏固新知，在練習(xí)講評教學(xué)時，教師把以前學(xué)過的、講過的練習(xí)與現(xiàn)在學(xué)的知識相結(jié)合比較講解，學(xué)生不但很快理解，還能舉一反三，觸類旁通.如右圖2所示是兩電阻R1、R2的U-I圖線，由圖2可知R1、R2電阻誰更大？

解析 方法有兩種，法一：可抓住電壓同是4V時，比較R1通過電流0.2A，R2通過電流0.4A，電流大的電阻小，所以R1>R2；法二：可抓住電流同是0.2A時，比較R1兩端的電壓4V，R2兩端的電壓2V，電流相同時，電壓大的電阻也大，也分析出R1>R2，這兩種方法可引導(dǎo)學(xué)生歸納記憶為“靠近縱軸的值更大”.

相類似的題目還有：比較密度大小，比較運動快慢，比較壓強大小，比較功率大小等，此類題目答案都一樣，如圖3都是“靠近縱軸的值更大”.

1.4 實驗教學(xué)

物理是以實驗為基礎(chǔ)的學(xué)科，在課堂上為了讓學(xué)生更快地掌握、理解物理規(guī)律，要盡可能地多做演示實驗，盡可能的讓學(xué)生親自動手做好分組實驗，要重視物理實驗教學(xué)，在實驗教學(xué)中若能結(jié)合比較法，則可讓學(xué)生更易掌握實驗內(nèi)容，增加學(xué)生動手實驗時間，以提高課堂效率.

1.4.1 實驗儀器

熱學(xué)中三個重要的實驗：加熱碎冰實驗；研究水的沸騰實驗；科學(xué)探究物質(zhì)的比熱容實驗，實驗儀器都差不多，如圖4裝置.

1.4.2 實驗現(xiàn)象

實驗現(xiàn)象的細(xì)微差別，往往影響到實驗結(jié)論的得出不同，要認(rèn)真比較實驗現(xiàn)象，透過現(xiàn)象挖掘?qū)嶒灥谋举|(zhì)特征.例如： 在“觀察水的沸騰”實驗中，某實驗小組觀察到水沸騰前和沸騰時水中氣泡的上升情況如圖5甲、乙所示，圖中__________是水在沸騰時的情況？

解析 沸騰前因能量不足，氣泡由大變?。环序v后能量足又因越深液體壓強越大，所以氣泡由小到大上升，水面處氣泡破裂開來，實現(xiàn)由液體變?yōu)闅怏w的汽化過程.

1.5 課堂小結(jié)

好的結(jié)尾與開頭一樣是評價一堂課好壞的關(guān)鍵，教師教學(xué)是否成功的重要依據(jù)，好的結(jié)尾可讓學(xué)生豁然開朗，起到畫龍點睛作用.教師在引導(dǎo)學(xué)生總結(jié)時，適時運用類比法和比較法，學(xué)生學(xué)習(xí)可取得良好的效果.例如在學(xué)習(xí)完功、功率后，學(xué)生在學(xué)習(xí)機械效率時很想知道它們?nèi)咧g是否有聯(lián)系，怎樣區(qū)別？在教學(xué)時，先引導(dǎo)學(xué)生課堂總結(jié)，先按以表1比較三者的異同點：

再舉例體重相同的小明與小紅同時搬20個相同的西瓜到三樓，他們做功怎樣？（根據(jù)公式W=Gh，比較可知兩人做功一樣多），小明力氣比小紅大，全部搬完西瓜小明所用時間比小紅少，他們誰的功率大？（兩人做功相同，小明時間少，做功快功率也大），若小明用籃子挑，小紅赤手搬西瓜，搬完全部西瓜，誰的機械效率高？（小紅沒做額外功，機械效率百分百，所以比小明高），若小紅也用相同籃子挑，且挑完全部西瓜，小紅因力氣小所用次數(shù)更多，此時誰的機械效率又更高？（小紅此時因做的額外功比小明多，所以此時小紅的機械效率變得比小明更低了）.思考，回答完以上四個問題，學(xué)生很快理解三者的聯(lián)系與不同.

1.6 理解概念

概念所反映的事物本質(zhì)特征往往隱藏在非本質(zhì)特征中，學(xué)生對概念之間的聯(lián)系和區(qū)別理解的越深刻，學(xué)生就越不易混淆，運用概念就越自如，教師教學(xué)時指導(dǎo)學(xué)生利用以前的知識比較學(xué)習(xí)現(xiàn)學(xué)復(fù)雜的物理概念，或利用生活中的事物、實例類比復(fù)雜的物理概念，不僅可讓學(xué)生很快掌握新的概念，還可讓學(xué)生理解概念的內(nèi)涵與外延，更為深刻.例如電學(xué)的三個重要概念可用表2比較：

1.7 記憶規(guī)律

物理規(guī)律是物理的重要知識，也是重要的考點，比較記憶不僅大大提高記憶效率，且運用不易混淆，是學(xué)習(xí)物理知識的捷徑，例如教學(xué)中教師可指導(dǎo)學(xué)生學(xué)習(xí)以下規(guī)律時，作如下比較記憶：光波與聲波的比較如圖6.

1.8 中考復(fù)習(xí)

復(fù)習(xí)的目的是使已經(jīng)學(xué)過的知識系統(tǒng)化，使知識更有條理性，運用知識解題更加靈活、方便.中考復(fù)習(xí)時間有限，教學(xué)中教師引導(dǎo)學(xué)生運用比較法復(fù)習(xí)，整理物理知識、規(guī)律、公式，學(xué)生的中考復(fù)習(xí)將更加輕松自如.例如記憶物理公式可按以下方法歸納、比較記憶：

2 比較和類比的類型

2.1 同類比

同類比指同類物理知識之間極其相似，需要教師在教學(xué)中利用比較法、引導(dǎo)學(xué)生發(fā)現(xiàn)它們之間的異同點，從而更好掌握物理知識，比如：汽油機與柴油機都是熱機，都有四個沖程，構(gòu)造基本相同，因吸入氣體不同，以致點火方式，點火構(gòu)造不同.再比如南方濕衣服變干是蒸發(fā)或汽化現(xiàn)象，北方結(jié)冰的衣服變干是升華現(xiàn)象；燈絲變細(xì)是升華現(xiàn)象，燈絲熔斷又是熔化現(xiàn)象.

2.2 異類比

異類比指物理知識之間剛好相反，學(xué)生極易混淆，教學(xué)中需教師引導(dǎo)學(xué)生比較知識的相異處，讓學(xué)生深刻理解，才能靈活運用而不出錯.例如：霧、露的形成是液化現(xiàn)象，霧、露的消失是汽化現(xiàn)象，學(xué)生若沒理解液化與汽化的物質(zhì)變化，解題很容易出錯.再比如光在真空中傳播速度最大，v氣>v液>v固，聲音在真空中卻不能傳播，v氣

2.3 點面比

點面比指教學(xué)中將一系列同類事物以一事物為中心，與其他事物相比較，由點到面啟發(fā)學(xué)生思考、聯(lián)想，引導(dǎo)學(xué)生很快掌握物理知識的目的，例如電學(xué)中最基本的串聯(lián)電路，稍加改動，加上電流表、電壓表、滑動變阻器所形成電路如圖7，貫穿于電學(xué)幾乎重要的實驗，如科學(xué)探究電流與電壓、電阻的關(guān)系實驗，伏安法測電阻，測小燈泡的電功率實驗，還有焦耳定律實驗，細(xì)細(xì)分析講解一個電路，再利用比較法分析異同點，學(xué)生便可掌握電學(xué)多處實驗.

2.4 相似比

教學(xué)中把物理知識或現(xiàn)象與另一非物理知識或現(xiàn)象相比較，尋找出它們的相似點，從而使學(xué)生更好理解、掌握物理知識，例如電學(xué)中的三大物理量電壓類比水壓，電流類比水流，電阻類比水阻（水管對水的阻礙作用），且水管越粗，水管越短，水管材料內(nèi)壁越光滑水阻越小，若溫度降低到水管中的水結(jié)冰時，水不能流動，此時水管的水阻最大，說明材料、橫截面積、長度、溫度是水阻大小的影響因素，這與電阻大小的影響因素是材料、橫截面積、長度、溫度一樣.再比如磁場看不到、摸不著但與風(fēng)一樣確實客觀存在，磁場不但客觀存在，還有方向，磁場的方向可用周圍放置的小磁針顯現(xiàn)，這與風(fēng)確實客觀存在，且有方向，它的方向可觀察周圍的樹葉等輕小物體的飄動方向判斷一樣.磁感線是為了表示磁場的大小與方向，風(fēng)標(biāo)也是為了表示風(fēng)的大小與方向，所以磁場類比風(fēng)看不到摸不著但客觀存在，磁感線類比風(fēng)標(biāo)看得到但是客觀不存在的.

2.5 列表比

列表比是物理教學(xué)中常用的方法，它主要將剛學(xué)的物理知識列表；或?qū)⒁褜W(xué)的物理知識與剛學(xué)的知識列表比較它們的異同點，從而更好、更快掌握物理知識，在中考復(fù)習(xí)是常用，可較好提高復(fù)習(xí)的效率，例如中考復(fù)習(xí)以下幾個物理概念時，如表3

2.6 圖形比

圖形比指的是借助思維導(dǎo)圖，教師在教學(xué)中引導(dǎo)學(xué)生將物理知識填入一定圖形的思維導(dǎo)圖中進(jìn)行比較，讓學(xué)生建立起一定的模型，充分發(fā)揮學(xué)生的形象思維，從而降低學(xué)習(xí)的難度，提高學(xué)生記憶的效率.比如光學(xué)與聲學(xué)的復(fù)習(xí)可借助于蜈蚣形狀的思維導(dǎo)圖進(jìn)行比較記憶，如圖8：

3 類比法和比較法的作用

3.1 有利于化難為易

物理是一門以實驗為基礎(chǔ)的自然學(xué)科，需要學(xué)生從實驗現(xiàn)象去發(fā)現(xiàn)物理規(guī)律，利用物理規(guī)律解釋生活現(xiàn)象，很多生活現(xiàn)象與物理規(guī)律相違背，要讓學(xué)生理解比較困難，教學(xué)中利用類比法和比較法，學(xué)生可很快理解，有豁然開朗的感覺.例如學(xué)生在生活中照鏡子，已形成人離鏡子越遠(yuǎn)像越小的深刻印象，很難理解平面鏡成像中像與物等大的特點.讓學(xué)生探究平面鏡成像規(guī)律實驗后，教師再舉例說，同學(xué)們看教學(xué)樓的高度，遠(yuǎn)距離與靠近看感覺一樣嗎？學(xué)生很自然說看到的教學(xué)樓遠(yuǎn)處小、近處大，而實驗教學(xué)樓會因為觀察者距離遠(yuǎn)近而發(fā)生變化嗎？造成這種現(xiàn)象的原因是人眼的錯覺，相比下人看鏡中的像也是如此，本質(zhì)是像與物等大.經(jīng)教師這一比較說明，學(xué)生很快從生活經(jīng)歷中形成的錯誤認(rèn)識中掌握科學(xué)的知識.

3.2 有利于化抽象為形象

物理是一門抽象的自然學(xué)科，初中生剛處在抽象思維慢慢形成的階段，特別是初中女生形象思維強于抽象思維，有相當(dāng)一部分學(xué)生學(xué)習(xí)物理感覺有點困難，如何讓學(xué)生更好理解物理知識，這就要求教師在教學(xué)中盡量降低學(xué)生理解的困難，而比較法正是化抽象為形象最好的方法之一，例如水定向移動形成水流，人定向移動形成人流，電荷定向移動形成電流；學(xué)物體的內(nèi)能時，類比物體猶如裝滿蜜蜂的蜂箱，不管蜂箱是否移動是否有機械能，因蜜蜂在不停的飛動，分子猶如蜜蜂，所以物體內(nèi)能一定存在不為零.

3.3 有利于整合知識

物理是分塊研究的一門學(xué)科，分為光學(xué)、力學(xué)、磁學(xué)、電學(xué)等，各塊看似規(guī)律不同，實質(zhì)上通過類比法和比較法教學(xué)，很容易找到不同塊或同一塊不同章節(jié)之間知識的相似點，這樣有利于把不同知識整合成同一知識，提高學(xué)生的認(rèn)知度.比如液體與氣體中的浮沉規(guī)律比較如圖9，液體與氣體中的壓強規(guī)律比較如圖10：

3.4 有利于提高效率

物理是一門需要學(xué)生理解掌握的學(xué)科.要讓學(xué)生深刻理解物理知識，提高學(xué)生的課堂效率是教學(xué)的關(guān)鍵.比較法的正確使用可有效提高學(xué)生的課堂學(xué)習(xí)效率，例如學(xué)習(xí)熱傳遞改變物體內(nèi)能時，學(xué)生很容易形成熱傳遞傳遞實質(zhì)的是傳遞溫度，傳遞條件是內(nèi)能差，而不是溫度差的錯誤理解，講解時作如圖11比較，學(xué)生很快理解.內(nèi)容如表4

總之教師在物理教學(xué)中可應(yīng)用類比法和比較法的地方很多，應(yīng)用類比法和比較法的類型多種，特別是中考復(fù)習(xí)時運用比較法，復(fù)習(xí)效果特別明顯.教師平時教學(xué)中應(yīng)用可化抽象為形象，化復(fù)雜為簡單，提高課堂效率，實現(xiàn)高效課堂.

參考文獻(xiàn)：

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[2]黃永忠.高效課堂中列表比較法的應(yīng)用[J].中學(xué)物理，2014（12）：35.