淺談“類比法”在高中物理教學中的應用

李富強

類比是一種邏輯類似對比形式，即應用生活現象和物理現象之間的相似或相近進行邏輯類似對比，以便學生理解抽象的物理知識。類比法是一種具有啟發性、創造性、靈活性的方法，它可以貫穿物理教學過程，在學生陷入學習困境時，往往可通過類比打開一個新天地。

在高中物理教學中，類比法可以幫助學生理解比較抽象的物理知識，還可以加深學生對物理知識的記憶。在物理學習中，類比法具有探索和解釋兩個功能。其中，解釋功能在于喚起學生頭腦中已有的知識或經驗，為將要學習的知識提供一個相近的表象，實現知識或經驗的遷移。教學中可利用類比法的解釋功能，突破教學難點，解決物理難學、物理難教的問題。不過運用類比法時要注意確定兩個對象：研究對象與類比對象。事先明確好研究對象，從而選擇好類比對象，類比對象的選擇是以研究目的為依據，通常都選用生動、直觀且為人們熟悉的事物。下面結合教學案例作些分析探討。

【案例1】高中物理新教材《物體的運動》學習中。有些學生對變速直線運動中的加速度和速度關系理解不透，誤認為“一個做直線運動的物體，其加速度減小時，它的速度一定減小”。最初教學，我只拿“加速度和速度方向的同異來說明速度的增加或減少”，當加速度和速度方向相同時，不論加速度是增加或減小，它的速度一定是增加的，從而說明“做直線運動的物體，其加速度減小時，它的速度一定減小”是錯誤的，結果學生聽了后還是比較模糊，質疑多多。在學生陷入學習困境時，我通過“類比法”設計這樣一個情景：滿地都是錢，有100元、50元、20元、10元、5元，現在撿錢進口袋，我把每次撿的錢數類比為“加速度”，口袋的總錢數類比為“速度”，如從地面上每次撿的錢由100元變為50元，由50元變為20元，由20元變為10元，由10元變為5元，“加速度”是減小了，但是口袋里錢的總數一直都在增加，也就是說“速度”也是增加的。原先誤解的學生嘻嘻哈哈笑了，恍然大悟，領會了“一個做直線運動的物體，其加速度減小時，它的速度一定減小”是錯誤的，應該說“一個做直線運動的物體，其加速度減小時，它的速度不一定減小，也有可能增加”。速度增加或減小，主要還是看“加速度和速度方向同異”，兩者方向相同，速度增加；方向相反，速度減小。

【案例2】高中物理《庫侖定律》的學習中，出現了“電場”和“電場強度”兩個物理概念，高二相當多初學者感覺很難理解這兩個概念，因為帶電體周圍的電場，看不到、摸不著，但它確實存在，并且不同的地方強弱是不同的，要檢驗某點的電場強弱（電場強度E）必須引入檢驗電荷（試探電荷q），檢驗電荷將會受力（電場力F）的作用，則有關系式：E=F/q，當檢驗電荷拿走后，該點的電場強弱保持不變，說明各點的電場強弱只與產生電場的帶電體有關，與檢驗電荷無關。按以上方法學習“電場”和“電場強度”，學生感覺很乏味，理解不了。為了讓學生對“電場”和“電場強度”概念有深刻的理解，我是這樣類比的：帶電體類比為一身臭汗的人，這個人發出的臭汗氣相當于電場，這個人周圍的臭汗氣，在不同地方是不一樣的，臭汗氣程度類比為電場強弱（電場強度E），檢驗某個地方的臭汗程度就必須引入另一個人，這個人相當檢驗電荷（試探電荷q），當這個人走后，這個地方仍然是剛才的臭汗程度，也就是說各點的臭汗程度只跟發出臭汗的人有關，與檢驗的人無關。這樣學生對抽象物理概念感到具體、有趣，同時學生很容易接受這些抽象的物理概念。

【案例3】對導體發生靜電感應的過程，學生看不見、摸不著，不能很好地理解其實質，即使采用多媒體演示，也受諸多條件限制，當然還要求學校有多媒體教室、有足夠時間設計制作課件的條件下進行。為了簡便，不妨在教學中將靜電感應的過程進行這樣的類比：教室內的所有學生和課桌組成一個整體，類比為一個導體，學生為自由電子，課桌設為帶正電微粒，每個學生一個課桌，這表示物質中正負中和不顯電性，教師類比為激發電場的點電荷。如果教師“帶正電”，則所有學生（自由電子）受電場力的作用都依次向前竄一個位，第一排課桌前便出現一排沒有座位的站立學生（感應出的負電荷），而最后一排便出現沒有學生坐的空位（感應出的正電荷）。反之，如果教師“帶負電”，則所有學生（自由電子）受電場力的作用都依次向后竄一個位，第一排課桌便出現沒有學生坐的空位（感應出的正電荷），而最后一排前便出現一排沒有座位的站立學生（感應出的負電荷），這樣可以比較準確地幫助學生理解靜電感應過程。

古人云：“授人魚，不如授人以漁。”授人魚，只能解燃眉之急，而授人以漁，則能讓人們終身受用，而《師說》中也說過，“師者，所以傳道授業解惑也”，作為一個經驗老到的物理教師，不僅僅要傳道、授業、解惑，更重要的是培養學生的物理思維，從日常的教學中逐漸培養學生認識問題、發現問題并獨立解決問題的能力，讓學生能通過方法的引導，思維的鏈接，在遇到困惑問題的時候，能夠觸類旁通，獨立解決問題。而“類比法”在高中物理教學中的應用，正是體現觸類旁通，通過幫助學生把困惑的問題與自己熟悉的事物進行對比，從它們相近或相似之處出發，認識事物或規律，上面3個教學案例充分證明了這一點。

（責任編輯易志毅）