高中物理教學課堂中的類比法的運用解析

宗德君

類比法就是同類進行比較推理的方法，它主要通過對兩個事物之間存在某種相同或者類似的共同點，來推斷它們之間是否還存在有其他方面的相同相似點.物理學科的基礎以實驗為奠基，往往能夠給人一種很具體、直觀的感覺.那么，怎樣將類比法運用到物理的教學中呢？比如：物理現(xiàn)象、規(guī)律之類的都可以使用到類比法，通過類比法的運用，可以很好的激發(fā)學生的想象力和推斷能力，從而讓學生在不知不覺中獲取新的知識.隨著教學改革的步伐越邁越快，這就要求教師不斷地更新教學方式與模式，以讓更加多的學生掌握好高中物理這門學科，從而提高教學的質(zhì)量.在教學過程中，合理地運用類比法，能夠有效地幫助學生在解答題目的時候簡單化，能夠?qū)⑿屡f知識相互連接，達到以點帶面的學習效果.

1 教學過程中對學生類比思維步驟的培養(yǎng)

教學過程中最難的工作就是對難點的突破工作.在突破環(huán)節(jié)中，首先要依靠已經(jīng)掌握的一些基本的物理模型，比如，碰撞模型（兩小球）、爆炸模型、人船模型等.通過這些模型的參照后，再將待探究問題與類似已知的規(guī)律、模型以及物理過程進行對比，這過程需要找出“相當”的物理量，然后通過現(xiàn)有的公式套入，將問題順利解決.在高中物理學習階段中使用類比法進行解決問題的時候，它的解題過程是可以進行簡單化的.常規(guī)分析，類比法在教學中的使用方法分為以下三個步驟；

1.1 開展知識構(gòu)建工作，找到類比原型

在時常的教學階段內(nèi)，都會聽見學生們討論說物理知識能看得懂也聽得懂，可是，在做練習題的時候卻容易出現(xiàn)錯誤.剖其原因所在，學生的學習效果不理想，主要是學習缺乏系統(tǒng)性的知識，學生的學習知識太零散了，沒有能將知識融會貫通.

學者歐拉曾經(jīng)指出：“類比的性質(zhì)就是大膽的創(chuàng)造，不過得首先將其相似屬性找到”.在學生學習知識的過程中，當遇到新的知識點的時候，總會很認真努力地尋找原有知識結(jié)構(gòu)中的相似點以及相同的信息，在新的物理問題產(chǎn)生的時候，也會嘗試通過將自己掌握的方法進行解決.譬如：在電場學習這一過程里，首先老師應該將電場與磁場的相似的屬性一一地列出；電荷與電荷兩者之間存在著相互作用力，磁極相互之間也一樣存在著相互作用力；因為電荷周圍環(huán)境存在著電場，所以，通過類比的形式分析出磁極周圍也有磁場的存在；因為電荷之間不能夠進行直接的作用力，需要電場的傳遞幫助，由此可以通過類比分析出磁極間的相互作用同樣也不能直接的產(chǎn)生，因此，在磁極間相互傳遞的相互作用也必須依靠磁場來決定；根據(jù)電場是一種物質(zhì)，可以推判出磁場其也是物質(zhì).

為此，當老師要在新課程教授時，需要在學生原有學習的知識結(jié)構(gòu)中，將相應的類比原型找到，然后通過分析以此來幫助學生能夠更加容易地接受新的知識點.

1.2 課堂中將類比法對新舊知識進行比對

教師在傳授知識上課的時候，應該讓學生做到溫故而知新，不斷地讓學生對舊知識的復習加深理解，從而引出新的學習點，找出它們存在的關聯(lián)，也就是類比出它們的相同相似點，這樣可以讓學生從中獲得更多的啟示，那么接下來的學習也就簡單易懂了，這樣既鞏固了舊知識點又把新的知識點帶入，從而讓學生掌握整個知識體系.

通過選好類比模型就可進行新舊知識的比較.譬如：在授課過程中建立功率這個概念時，通過學生對速度的熟悉，使其將概念的整個形成與速度進行類比.把物體運動的快慢與做功的快慢進行相互比較，可以用相同的時間比較位移，也可以使用相同的位移比較時間，但是位移和時間兩者不相同時，速度的定義需要看齊單位時間內(nèi)通過的位移.相同道理，物體做功的快慢對比可以用于相同的功比較所花的時間，還可以用相同的時間來比較所做的功，當做功和時間存在差異的時候，需要看單位時間范圍內(nèi)所做的功，以此建立功率的概念.這整個階段中相似的幾個要素分別是：總量，時間，效率.速度可以將運動的快慢區(qū)分衡量出來，這就形成單位時間的運動效率.同樣，做功的快慢由功率決定，就是單位時間內(nèi)做功的效率.

教師在講解導體發(fā)生靜電感應這個階段過程中，看不見、摸不著的狀況導致學生不能夠很好地理解其中性質(zhì)，就算采用多媒體的演示方式，也受到很多因素的限制，當然，這些演示還必須在有條件的允許下進行，還得有足夠的時間安排課件設計.為了簡便明了，在靜電感應的階段中可以采取類比的形式：在教室中將學生與課桌圍成一個整體，將其類比成一個導體，設學生為自由電子，課桌比喻成帶正電微粒，一人一桌，這表示物質(zhì)中的正負中和不顯電性，將教師類比成激發(fā)電場的點電荷.假設老師帶正電，那么在座的所有學生（自由電子）就會受到電場力的作用全部都向前前竄一個位置，即第一排會出現(xiàn)沒有座位的學生，站立學生為感應出的負電荷，而最后一排則出現(xiàn)空位（感應出的正電荷）.反之，假設老師帶負電，所有的學生（自由電子）因受到電場力的作用，全部依次向后竄一個位置，那么第一排的位置將會是空的（感應出的正電荷），而最后一排的位置就會顯示學生沒有位子坐的狀態(tài)（感應出的負電荷），通過這樣的類比，就能準確地幫助學生更好地理解靜電感應的過程.

1.3 溫故而知新，學會遷移

在物理教學中，什么是最難教導學生的呢，莫過于物理規(guī)律，它既是物理學習中一項重點，也是很難學習的內(nèi)容.那類比法在物理規(guī)律的學習上有沒有什么作用呢？讓我們來看看，在很多時候運用好類比法，會讓學生能更快速、簡單明了地掌握知識，它不單單可以加深學生對所學知識的印象，更加能啟發(fā)學生開動腦筋去進行舉一反三，從而讓學生學習物理規(guī)律更加地如魚得水，提高解題效率.

2 類比法在例題中的應用

例題1 一只質(zhì)量為m的貓，跳起來抓住懸掛在天棚頂上的豎直木桿，木桿的質(zhì)量為M，在錨挑起抓到木桿的一瞬間繩子斷了，設木桿長度夠長，貓繼續(xù)向上攀爬，貓與地面的高度保持不變，求解木桿下降的加速度.

解析 如果單獨針對桿進行分析，分析其與貓的受力程度，學生在這過程會覺得很復雜，很難分清狀況.假設將桿與貓看成同一個物體，那么繩子斷了之后，其合外力可以這樣解答；

（M+m）g，高度不變，貓加速度為零，.設桿加速是a2，運用牛頓第二定律可得出；

從中，我們可以清楚看到.這兩道題目雖然有著不同的性質(zhì)，但是其實兩者是有著相同的本質(zhì)，基本上都是可以通過使用整體法將兩個物體看做一個物體來進行分析，將復雜難度高的問題簡單化，解題思路的簡單性就顯而易見，日后相似類似的文章都可以采取此種解題方法.

綜述，在課堂教學時，能夠把類比法恰當?shù)剡\用到知識的講解過程里，能夠很好的將物理知識簡單化、條理化，讓學生融會貫通，還能夠培養(yǎng)學習的解題思維，養(yǎng)成良好的學習習慣.為此，在教學階段要有計劃有目標地滲透此種方法融入課堂中，讓學生快速掌握運用好類比法，為日后的學習奠定好堅實的學習基礎.