物理教學中巧用比喻化難為易

高中階段，許多學生對物理這門學科的學習感到困難，其原因是物理中的一些重要的概念或規律比較抽象，學生難于理解。不少物理學家在科普讀物中用了大量生動形象的比喻，借用熟悉的事物幫助讀者理解物理知識，給我的教學帶來很大的啟示。因此，在教學中我常常運用比喻把抽象的問題變得形象具體，易于學生理解掌握。

一、使抽象概念具體化

在講《靜電場》一章中，場強、電勢、電勢差、電場力、電勢能等一系列物理量讓學生感覺很抽象，很陌生，每當我講到這一章時，我都會對學生說：這章我們要認識靜電場這種物質，它好比我班要新來個同學，我要介紹這名同學，首先要告訴大家新同學的性別、年齡、體重、長相等等。那么我們要學習電場，也要掌握描述電場的一系列物理量：場強、電場線、電勢、電勢差、等勢面。而要介紹這些物理量還需要引入一個理想模型“檢驗電荷”。點電荷的介入又出現一些物理量：電場力、電勢能，也就是說：場強、電場線、電勢、電勢差等勢面是描述電場的，而電場力、電勢能是描述檢驗電荷的，而檢驗電荷又是為檢驗電場而引入的，這樣同學們就能把各物理量進行定位了，不至于將個概念混淆了。

在講電場概念時，學生對“在電場中放入一個檢驗電荷，某點電場的強弱和方向與檢驗電荷電量無關”這一點學生很難接受。把場強E比作一個物體的質量，檢驗電荷q比作一架天平的話，不管是否用這架天平稱物體的質量，這個物體的質量總是一定的，并不因為不用天平去稱，這個物體就沒有質量，只不過天平去稱之后就可以知道這個物體質量的大小。在講解電容器的電容時，可用盛水的直筒容器作比喻，水量相當于電量，水面高度差相當于電勢差，不同的直筒容器，使它們水面升高1厘米所需水量不同，這與使不同電容器電勢差增加1伏所需電量不同是類似的，這樣講解可幫助學生形象理解電容的含義。

二、將復雜過程簡單化

對于“加速度逐漸減小的加速運動”學生很難理解，認為加速度都減小了速度怎么還增加呢？我把此過程比喻成存錢，把每個月存的錢數比喻成加速度，而把總額比喻成速度。每個月存的錢在減少，但錢的總數在增加。

對電磁波的發射、傳播和接收，學生缺乏感性認識，這時可用貼近生活的比喻——“船運貨物”來形象地說明。即發射天線→始發港；高頻電流→船；音頻電流→貨物；接受天線→終點港；調制→裝貨；傳播→運輸；檢波→卸貨。

講解功和能的關系時，教材中說:“一個物體能夠做功，我們就說它具有能量。”反過來說:一個物體沒有做功，說明它不具有能量。這個判斷是錯誤的，學生就很難理解。我們不妨用人“有錢”和“花錢”的關系來比喻物體“有能量”和“做功”的關系。結果顯而易見:一個人“有錢”只能說明他有購買貨物的能力，而不見得他一定就有了“花錢”這一消費行為。同樣，物體“有能”，說明它具有“做功”的本領，并不能肯定非要“做功”不可。如此，將抽象的問題形象化，貼近生活實際，使學生易于理解。

.三、使難懂的模型直觀化

振動圖象和波動圖象的物理意義，許多同學分辨不清，這時可用“某一同學的錄像”和“這位同學在某一時刻與其他同學的集體照”分別比喻它們，振動圖像的物理意義是表示振動的質點在不同時刻偏離平衡位置的位移，就像錄像帶能把一個人在不同時期的表現記錄下來一樣，而波動圖象的物理意義是大量質點在同一時刻偏離平衡位置的位移，就像在一張集體照中要找一個人似的，形象直觀，通俗易懂，學生就很容易理解它們分別描述的是“一個質點在各個時刻的位移”和“多個質點在同一時刻的位移”。

可見，“比喻具有認知力，它給我們提供了一種認識世界的新方法……透過比喻，我們可以從另一種角度認識世界”。因此，比喻性思維的運用，給人們認識世界增添了一條新途徑，無疑，它擴大了人們認識事物的視野。借用一個直觀的現象來說明一個物理概念及規律。如：高中“穩恒電流”一節里，課本中提到，在通電金屬導體里，電子的定向移動速度和電流的傳導速度非但沒有什么聯系而且在數值上相差驚人。像這樣的問題，不單學生在接受中打了疑結，就是老師在授課中也難闡述清楚。為了說明這個問題，可做這樣的比方：幾百人沿直線排成一行，發令人在隊尾大喊一聲“起步走”，若人行速度為 1米／秒，而聲音速度為 340米／秒，則發令 1秒后 340米以內的人都會動起來。“動”的傳播速度與人行走速度是兩個概念。以此比喻電流速度與電流的傳導速度，使得十分難理解的物理內涵變為一幅清晰、明了的圖象，不單使學生易于接受，更重要的是引發了他們的想象，加深了對問題的理解，十分有助于物理教學。

四、使知識記憶深刻化

分子勢能隨距離的變化關系，可用“彈簧連接的兩小球”來作比喻，幫助理解和記憶，即從r0開始，不論分子間距離增大或減小，分子勢能都增大；當距離大于10r0時，勢能幾乎為零。

垂直于紙面的電流和磁場常用“⊙，?茚”和“·，×” 分別表示垂直于紙面向外和向內，這種表示方法學生往往容易相互混淆，這時可用“一支箭”作比喻，垂直紙面向外好象箭射向讀者，只能看到一點；而垂直紙面向內，好象箭從讀者處射出，只看到箭尾“×”或“?茚”。

恰當的比喻，能化解教學難點，提高教學效率，有時甚至能在笑聲中，一勞永逸地解決那些原本很難說清楚的問題，起到事半功倍的作用。但它的作用是有限的，它只能幫助理解但絕不能代替對物理知識的正面闡述

總之，比喻是人類認知世界的重要方式之一。在物理教學中，碰到抽象性較強的概念或原理，選用適當的具體事物，用比喻的認知功能來說明抽象的道理，用已知來開拓未知是一種簡單而有效的教學方法，這于教學法的“活潑物理情景的思維原則”和“直觀性原則”是一致的，也易于學生接受，但不能濫用，有待進一步的探索和發展。

（責任編輯 史玉英）