類(lèi)比方法在剛體動(dòng)力學(xué)教學(xué)中的應(yīng)用

吳彥斌

（安慶師范學(xué)院，安徽 安慶 246011）

做為大學(xué)物理教師，在日常教學(xué)過(guò)程中為加深學(xué)生記憶提升教學(xué)效果時(shí)常會(huì)用到多種教學(xué)方式，比如首先提出假設(shè)再予以實(shí)驗(yàn)論證，或運(yùn)用邏輯推理等方式，在邏輯推理這個(gè)方式中，就屬類(lèi)別法最為常用，在物理教學(xué)中占據(jù)了重要的地位。

1 類(lèi)比法的涵義

顧名思義，類(lèi)比法指的就是將兩個(gè)具有相似或者同等屬性的事物放在一起對(duì)比，根據(jù)其中一類(lèi)事物所具有的屬性而推導(dǎo)另一類(lèi)事物可能也存在同等屬性的一種邏輯推理方式。這種方式是幫助人們進(jìn)一步探索未知世界的重要手段，對(duì)于人們科學(xué)與思維的發(fā)展，物理學(xué)研究的不斷深入具有重要推動(dòng)作用。用類(lèi)比的方法，人們可以根據(jù)現(xiàn)有已知條件推出類(lèi)比事物的屬性，這不僅是一種教學(xué)研究方式，同時(shí)也是一種科學(xué)方法論，一種良好的學(xué)習(xí)思路。

2 類(lèi)比法的教學(xué)應(yīng)用

教師在進(jìn)行物理教學(xué)時(shí)，時(shí)常會(huì)運(yùn)用到類(lèi)比方式，為了讓學(xué)生做好知識(shí)的銜接，將已經(jīng)掌握的知識(shí)與要新掌握的知識(shí)做好串聯(lián)，將知識(shí)學(xué)扎實(shí)，教師可以在日常板書(shū)、講課語(yǔ)言、教案編寫(xiě)等多方面通過(guò)類(lèi)比法幫助學(xué)生拓寬知識(shí)面，通過(guò)運(yùn)用類(lèi)比方式，可以更加形象的讓學(xué)生輕松理解課本知識(shí)，加快學(xué)生感知知識(shí)的速度，讓學(xué)生的知識(shí)層面更加的深入、立體。另外，運(yùn)用類(lèi)比方式可以提升每堂課的學(xué)習(xí)效率，教師運(yùn)用簡(jiǎn)潔、形象、生動(dòng)的例子，既花費(fèi)了較少的精力，又能讓學(xué)生盡快的掌握，讓學(xué)生對(duì)于知識(shí)的理解更深刻、準(zhǔn)確，因而提升了課堂效率。由此證明，在大學(xué)物理教學(xué)中采用類(lèi)比方式，可有效提升教學(xué)質(zhì)量，真正做到以少而精的例子，啟發(fā)式的教學(xué)方式幫助學(xué)生理解知識(shí)，同時(shí)也推動(dòng)了大學(xué)物理教學(xué)的改革。

在實(shí)際教學(xué)的過(guò)程中，為了能真正提升學(xué)生的洞察能力和認(rèn)知能力，不僅教師在教學(xué)中要采取類(lèi)比方法，還要引導(dǎo)學(xué)生自己主動(dòng)運(yùn)用類(lèi)比法學(xué)習(xí)知識(shí)，學(xué)會(huì)假設(shè)、推理、分析、論證，掌握學(xué)習(xí)物理的方法，并要注重培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新思維和創(chuàng)造力，這對(duì)于培養(yǎng)學(xué)生的綜合能力是十分重要的，同時(shí)也是新世紀(jì)對(duì)綜合人才培養(yǎng)策略的有效實(shí)踐。

3 類(lèi)比法在大學(xué)物理剛體動(dòng)力學(xué)教學(xué)中的運(yùn)用

由于剛體是由許多質(zhì)點(diǎn)構(gòu)成的特殊系統(tǒng)，因此在教學(xué)過(guò)程中可以采用類(lèi)比的方法，仍用質(zhì)點(diǎn)的運(yùn)動(dòng)規(guī)律來(lái)加以研究，從而使牛頓力學(xué)的研究范圍從質(zhì)點(diǎn)向剛體拓展開(kāi)來(lái)，使學(xué)生對(duì)兩者研究方法、基本概念和規(guī)律的相似性有較深入的理解[3]。

3.1 剛體動(dòng)力學(xué)概念類(lèi)比

概念類(lèi)比可以將較晦澀的定義變得生動(dòng)、具體，由字面的意思拓展到較深入的含義，加深理解，由舊的物理知識(shí)引入新的物理概念，新舊做對(duì)比才能更加具有說(shuō)服力，更加有利于教學(xué)引導(dǎo)，由于質(zhì)點(diǎn)運(yùn)動(dòng)和剛體定軸的轉(zhuǎn)動(dòng)具有一定的對(duì)稱性，因此在概念上也具有相同的作用和性質(zhì)，運(yùn)用類(lèi)比方式就能更好地讓學(xué)生掌握剛體動(dòng)力學(xué)的概念，讓其對(duì)剛體動(dòng)力學(xué)與質(zhì)點(diǎn)運(yùn)動(dòng)之間的相似與不同有更好的理解，加深知識(shí)的掌握。

如質(zhì)點(diǎn)與剛體類(lèi)比：

（1）定義。忽略物體的大小和形狀而把它看作是一個(gè)有質(zhì)量的點(diǎn)，這樣的點(diǎn)稱為質(zhì)點(diǎn)；在外力作用下，物體的形狀和大小（尺寸）保持不變，而且內(nèi)部各部分相對(duì)位置保持恒定（沒(méi)有形變），這種理想物理模型稱為剛體。

（2）可忽略因素。將物體大小可以假設(shè)為一個(gè)有質(zhì)量的點(diǎn)；物體與外界作用時(shí)其大小和形狀變化很小，可以忽略其影響。

（3）簡(jiǎn)化的理想模型。可看作一個(gè)有質(zhì)量的點(diǎn)——質(zhì)點(diǎn)；可看作剛體。

再如，動(dòng)量與角動(dòng)量的類(lèi)比：

（2）矢量性。動(dòng)量的方向和速度的方向相同；角動(dòng)量的方向與角速度的方向相同。

3.2 物理規(guī)律的類(lèi)比

對(duì)于物理規(guī)律的類(lèi)比，它與物理概念相似。如質(zhì)點(diǎn)的動(dòng)能定理與剛體轉(zhuǎn)動(dòng)的動(dòng)能定理的類(lèi)比：

又如動(dòng)量守恒定律與角動(dòng)量守恒定律的類(lèi)比：

3.3 數(shù)學(xué)推理的類(lèi)比

數(shù)學(xué)推理的類(lèi)比是在剛體的定軸轉(zhuǎn)動(dòng)與質(zhì)點(diǎn)的直線運(yùn)動(dòng)之間展開(kāi)的。正如前文提到的，在大學(xué)物理中，剛體定軸轉(zhuǎn)動(dòng)的整體定義、研究思路與質(zhì)點(diǎn)運(yùn)動(dòng)相似，因此教師可以根據(jù)學(xué)生已經(jīng)掌握的質(zhì)點(diǎn)運(yùn)動(dòng)對(duì)剛體運(yùn)動(dòng)進(jìn)行類(lèi)比，提出假設(shè)，讓學(xué)生大膽論證。具體類(lèi)比步驟見(jiàn)下表。

?

綜上所述，在大學(xué)物理剛體運(yùn)動(dòng)教學(xué)方面，教師要注意引導(dǎo)學(xué)生通過(guò)已學(xué)過(guò)的知識(shí)進(jìn)行推理論證，將類(lèi)比法的學(xué)習(xí)方法傳授給學(xué)生，讓學(xué)生從兩個(gè)比較對(duì)象之間的相似屬性進(jìn)行推理，但也要注意有時(shí)結(jié)論也并不可靠，只有抓住物理本質(zhì)分析，透過(guò)現(xiàn)象看本質(zhì)，去偽存真，認(rèn)真分析、比較，才能真正掌握知識(shí)，不會(huì)對(duì)曲解物理概念，同時(shí)類(lèi)比方法可以幫助學(xué)生掌握良好的學(xué)習(xí)方法，拓寬學(xué)習(xí)思維。

[1]王瑞旦,宋善炎.物理方法論[M].中南大學(xué)出版社,2002.

[2]楊燕.類(lèi)比方法在大學(xué)物理教學(xué)中的應(yīng)用[J].廣東技術(shù)師范學(xué)院學(xué)報(bào),2003,4:96-98.