淺談職高物理教育中的類比應用

◆方旅君

(浙江省余姚市技工學校)

淺談職高物理教育中的類比應用

◆方旅君

(浙江省余姚市技工學校)

介紹類比在日常規律現象與物理知識點間的應用，類比在物理新舊知識點中的應用，在物理解題中的應用。幫助學生在學習過程中發現物理規律之間的聯系，能促進學生加深對物理規律的理解、記憶及應用

物理教育 類比 物理解題

所謂類比，實際上是一種從特殊到特殊或從一般到一般的推理，它是根據兩個(或兩類)對象在某些方面的相同或相似從而推出他們在其他方面也可能相同或相似的一種邏輯思維。故物理教學中類比有重要的應用。

一、類比的作用

運用類比方法教學，就是將熟悉的事物，易懂的現象規律或已知的物理對象與陌生的、未知的物理對象進行對比。特別是在資料少，實驗條件不完備及其它教育設施不完善時，類比更是得天獨厚，它可以啟發思路，提供線索，幫助學生在學習過程中發現物理規律之間的聯系，能促進學生加快、加深對新的物理規律的理解、記憶及應用。

二、類比在日常規律現象與物理知識點間的應用

這種類比應用于物理教學，其關鍵就是引導學生根據所研究問題的性質來恰當地選取作為類比根據的兩個對象的對應特征。也就是讓學生從熟悉的事物的某種特性，或更易懂的規律，更易理解的現象特征去形容物理知識某些特點。

如講電容器時，用生活中的水杯來類比，從功能上分析，水杯盛水，電容器是容納電荷用的，從容納本領上看，杯子用容積表示盛水能力，電容器用電容表示容納電荷能力大小。當杯子裝水時杯中水變多，水位(面)提高，無論水怎樣變多，但杯子容積是不變的。同理說明電容器帶電過程，電量增多，電壓如水位(面)一樣提高，但電容不變，道理是一樣的。進一步說明杯子容積與里面盛有水多少無關，杯子容積決定于杯子本身結構大小;同理電容器的電容與帶電荷量多少無關，也決定于電容器這種裝置本身的結構。又進一步說明水杯容積決定于杯子的底面大小和高度結構因素，而電容器決定于兩極板間的距離及準對面積和介質這些結構因素，進而可引出平行板電容的計算公式。把兩種裝置的屬性上的相似作類比，使學生對電容這種陌生的東西有較清晰的認識。

又如，講電阻定律，當說明R與電壓正比關系后，電阻決定導體本身的長度，截面積及材料，溫度因素;當一定溫度時電阻與導體本身的長度，截面積什么關系時，不妨用汽車在公路的受阻現象作類比，學生對汽車在公路上行駛，道路越長受阻的幾率越大，道路越寬，受阻幾率反而小的道理容易理解，形容電子在導體中移動受阻現象，讓學生體會R與L正比關系，R與S的反比關系，自然得出電阻定律公式。

再如，講電流這節時，電流的形成和電壓的作用時，用熟悉的水管中水流的形成和作類比，從水流產生需水滴和水管兩端水面差(水位差或水壓)，說明電流形成需電荷和電壓(電位差)。從水管中要產生持續的水流需用抽水機抽水維持水面差，說明電路中電流持續需電源提供電壓，從規律的相似處說明物理道理

三、類比在物理新舊知識點中的應用

在物理教育中，若物理知識點存在相同或相似特征時，若能抓住研究問題的特征，通過新舊物理知識類比，可起到讓學生體會到在物理學中不同知識點間存在著統一與和諧、對稱和相通的;同時又能起到溫習舊知識，領會新的知識效果，降低教學的難度;更重要的方面是鍛煉學生的思維能力。

如定義勻變速直線運動加速度公式時，與采用的方式與勻速直線運動速度定義是類同的，為比較兩個勻速直線運動物體運動快慢，采用方式是取相同時間內經過的位移多少，即用單位時間的位移大小表示快慢，公式V=S/T，式中V值大，即單位時間位移大，物體運動快，故速度V表示運動快慢的物理量;對勻變速直線運動，為比較他們的速度變化快慢，也取相同時間內速度的變化多少，即用單位時間速度的變化多少，公式為a=△V/△T，式中a值大，即單位時間速度變化大，物體速度變化快，故加速度表示速度變化快慢的物理量，道理與速度類同，兩者采用定義一樣，都控制時間變量實現其它量的比較。這種新舊知識點類比后，使學生即對舊知識速度的清晰理解，又加深對新知識加速度概念及定義公式的理解。比如，重力勢能類比電勢能，將抽象的知識點轉化成熟悉的知識點，降低教學難度。

四、類比在物理解題中的應用

解物理題，是對學過知識的應用過程。它是實現知識“遷移”的重要一個環節。物理解題用類比是建立在未解決題與已知物理原型相似特性上。在教學中，通過分析未解決題特征，把它與已知的物理原型進行類比，從而找到方法，解決問題

如在電場中，將一個電荷由A點移到B點，電場力對電荷做功，若再將電荷移到A點則:

A.電荷的電勢能增加到原來的2倍

B.電荷的電勢能減少原來的1/2倍

C.電荷的電勢能減少到零

D.電荷的電勢能不變.

對這電場中的問題，如果將它與重力場類比的話，問題很容易解決，重力勢能的變化與電勢能變化物理情景是類似的。如果將物體從桌面移到地面，又重新拿到桌面，則重力勢能是不變的，因此在電場中，將一個電荷由A點移到B點電勢能也不變，若再將電荷移到A點則電荷的電勢能不變，這種類比起到溫故知新的作用鞏固舊知識，又加深對新知識的理解深度。

比如，關于地球南極磁性問題，地球大磁體與條形磁鐵其實相同的，小磁針放在條形磁鐵上部位置，小磁針南極指向條形磁鐵的北極，若把地球看條形磁鐵，同理地球大磁體上放小磁針(或指南針)，小磁針(或指南針)南極指南，意味地球南極為磁性的北極。

又如，用楞次定律解決感應電流方向，如圖當R向左滑動時判別R’電流流向( )。線圈的磁場與條形磁鐵的磁場是一樣的，如果把與R相連的線圈看成條形磁鐵，則相當于N極靠近與R’相連的右則線圈，右則線圈左端指向為感應磁場方向，進而判斷出電流b→a，用條形磁鐵替換線圈，學生更熟悉易懂。

五、類比運用需要注意事項

(1)注意在物理教育中用類比要選擇恰當的類比對象，還要恰到好處，不能絕對化，還要注意區分事物間的差異。

(2)類比法與其他方法綜合應用效果會更好，不能突出類比的優點而。