類比法在高中物理教學(xué)中的運(yùn)用策略

○ 蘭州市第四中學(xué)

高中物理學(xué)習(xí)中物理現(xiàn)象往往比較復(fù)雜，而且與日常生活現(xiàn)象的聯(lián)系也不像初中那樣緊密，甚至有一些在生活中見(jiàn)不到的問(wèn)題，缺乏感性認(rèn)識(shí)。同時(shí)，因?yàn)槿粘Ｉ钪袑?duì)一些概念的表述和物理知識(shí)中的表述存在偏差，從而造成學(xué)生認(rèn)知上的錯(cuò)誤。再加上高中物理學(xué)習(xí)中，抽象思維多于形象思維，學(xué)生的思維方式跟不上，由此產(chǎn)生思維上的困難。類比法是高中物理教學(xué)中非常常見(jiàn)的一種方法，它是立足在已有知識(shí)的基礎(chǔ)上，將一類事物的某些相同方面進(jìn)行比較，是進(jìn)一步認(rèn)識(shí)事物的一種有效方法。在學(xué)習(xí)一些新內(nèi)容時(shí)，可以拿出一個(gè)學(xué)生已經(jīng)掌握的或者能夠看得見(jiàn)的與之具有相似性的物理量進(jìn)行對(duì)照學(xué)習(xí)，以幫助理解新的學(xué)習(xí)內(nèi)容。

一、運(yùn)用類比法，提高解題能力

在物理教學(xué)中，學(xué)生普遍不能將知識(shí)進(jìn)行遷移，作為一門(mén)基礎(chǔ)科學(xué)，解決物理問(wèn)題往往離不開(kāi)科學(xué)知識(shí)和科學(xué)方法兩個(gè)方面，而類比法由一類事物所具有的某種屬性推測(cè)與其類似的事物也應(yīng)具有這種屬性的過(guò)程，幫助學(xué)生達(dá)成“學(xué)以致用”的教學(xué)目標(biāo)。

如，在進(jìn)行電場(chǎng)的教學(xué)時(shí)可以與重力場(chǎng)相類比。比如，在天平上分別放上一支鋼筆和十支相同的鋼筆，第二次天平的示數(shù)是第一次的十倍，即第二次所受重力是第一次的十倍。每次所受重力與質(zhì)量的比值都是一個(gè)定值，它表示了該點(diǎn)對(duì)物理施加重力的能力是一樣的。即：G/m=g，g由這個(gè)位置決定。即使將鋼筆撤走，這個(gè)位置對(duì)物體施加重力的本領(lǐng)是不變的。同樣，在電場(chǎng)中的某個(gè)位置，我們可以放入一個(gè)試探電荷，發(fā)現(xiàn)它會(huì)受到電場(chǎng)施加的力。隨著試探電荷量的增加，電場(chǎng)力也不斷增加，而電場(chǎng)力與電荷量的比值F/q是一個(gè)定值。那么這個(gè)定值就表示了該點(diǎn)對(duì)帶電體施加力的本領(lǐng)，由電場(chǎng)中該點(diǎn)的性質(zhì)決定是否放入試探電荷。通過(guò)以上的類比學(xué)生已經(jīng)能較容易地理解電場(chǎng)強(qiáng)度的概念了。

二、運(yùn)用類比法，將抽象的概念具體化

中學(xué)物理中有很多抽象的概念和規(guī)律，由于缺乏直觀性，在實(shí)際教學(xué)中，常常使學(xué)生似懂非懂，難以理解，挫傷了學(xué)生的學(xué)習(xí)積極性。若能適時(shí)采用類比等方法，必能使教學(xué)過(guò)程豁然開(kāi)朗，課堂氛圍為之全新，讓抽象的物理概念頓時(shí)具體化、直觀化。

如，“電源”這個(gè)常見(jiàn)的裝置，學(xué)生只簡(jiǎn)單地知道它在電路中的作用是提供電能，而對(duì)于它怎樣提供電能學(xué)生不理解。我們?nèi)粘Ｉ钪锌倳?huì)有這樣的表述：“一節(jié)干電池的電壓是1.5V”。其實(shí)這句話想要表達(dá)的是電動(dòng)勢(shì)這個(gè)概念，但是日常表述中的概念不清使學(xué)生形成電動(dòng)勢(shì)這個(gè)概念的難度增加。為了降低這部分教學(xué)難度，可以將電源和抽水機(jī)相類比。

在教學(xué)中展示如圖1所示圖片，A、B兩個(gè)水池由下端的一個(gè)水管相連，問(wèn)學(xué)生：“閥門(mén)打開(kāi)后會(huì)不會(huì)有水流？”學(xué)生回答：“會(huì)。”繼續(xù)問(wèn)：“會(huì)不會(huì)有持續(xù)的水流？”學(xué)生回答：“不會(huì)?！痹俅翁釂?wèn)：“怎樣才能有持續(xù)的水流？”此時(shí)學(xué)生出現(xiàn)各種答案：“水面有高度差”“往A中不斷的加水”“讓B中的水流走”“把B中的水想辦法抽到A中”等，總結(jié)：可以使用抽水機(jī)將流到B水池中的水再抽回A水池中，使A、B水池中液面始終存在高度差就可以有持續(xù)的水流。再展示圖2，提出問(wèn)題：“在該圖中有沒(méi)有電流？有沒(méi)有持續(xù)的電流？”學(xué)生回答：“有短暫的電流，沒(méi)有持續(xù)的電流?！崩^續(xù)提問(wèn)：“怎樣能產(chǎn)生持續(xù)的電流？”學(xué)生很快回答：“放一個(gè)類似抽水機(jī)的裝置把流到A端的電子抽回到B端。”此時(shí)介紹：“這個(gè)裝置就是電源?！蓖ㄟ^(guò)與抽水機(jī)的工作過(guò)程相類比學(xué)生已經(jīng)很容易理解電源的作用了。在此基礎(chǔ)上，將電源搬運(yùn)電荷和抽水機(jī)搬運(yùn)水相類比，“電動(dòng)勢(shì)”這個(gè)抽象的概念也就被具體化，概念很容易形成了。

三、運(yùn)用類比法，尋求不同物理規(guī)律的相似性

在教學(xué)實(shí)踐中，運(yùn)用類比法教學(xué)，以學(xué)生較熟悉的物理情景、物理模型類比抽象的物理規(guī)律，能化抽象為形象、化繁為簡(jiǎn)，能使學(xué)生開(kāi)拓思維、觸類旁通，幫助學(xué)生有效掌握物理規(guī)律，提高課堂教學(xué)效率。

如，電場(chǎng)是進(jìn)入選修系列之后的第一部分內(nèi)容，也是力學(xué)向電磁學(xué)過(guò)渡的階段。而因?yàn)殡妶?chǎng)“看不見(jiàn)，摸不著”的特殊性使得這部分的內(nèi)容教學(xué)難點(diǎn)較大。因?yàn)樵谏钪形覀兡芸吹轿矬w在地球表面受重力的運(yùn)動(dòng)情況，所以將電場(chǎng)這種看不見(jiàn)的物質(zhì)和重力場(chǎng)這種也看不見(jiàn)的物質(zhì)進(jìn)行類比是一個(gè)非常好的手段。

總之，類比法能使知識(shí)條理化，把抽象的知識(shí)形象化，把復(fù)雜的問(wèn)題簡(jiǎn)單化。恰當(dāng)?shù)剡\(yùn)用類比法，不僅使學(xué)生學(xué)習(xí)物理的興趣更加濃厚，而且學(xué)會(huì)了“觸類旁通”和“舉一反三”。