類比法在高中物理教學中的應用

莫明

【摘 要】從概念教學、規律教學、習題教學、章節復習、難點教學五個方面論述類比法在中學物理教學中的應用，并提出了應用類比法教學時要注意的問題。

【關鍵詞】類比法 高中物理 教學 應用

【中圖分類號】G 【文獻標識碼】A

【文章編號】0450-9889（2016）07B-0104-02

類比又稱類比推理，它是依據兩個或兩類對象有部分屬性相同，從而推出他們的其他屬性相同的推理方法。類比法的推理方向是從特例到特例，它不同于從特例到一般的歸納法，也不同于從一般到特殊的演繹法，它把歸納法和演繹法簡并為一個過程，運用類比推理可以在兩個不同的知識領域之間進行知識的過渡。類比法是科學研究中常用的方法之一，它在高中物理教學中也有著廣泛的應用，常見有如下幾種情況。

一、類比法在高中物理概念教學中的應用

高中物理概念的學習是高中生學習物理的重難點之一，而高中物理概念又有很大的類同性，所以在高中物理概念的教學中，為了使學生容易理解解新知識、掌握新內容，通常找一些與新知識類似的已知知識，運用類比方法，通過已知的知識來理解新學的知識。這不僅使學生學會了新知識，從而復習了舊知識，并且提高了學生的理解能力。例如，講解感應電動勢這個概念時，可以用加速度來類比。盡管兩者是完全不同的概念，但它們有很多相似的地方。加速度是學生在高一時已經扎實掌握的概念，通過類比可以讓學生更好地接受并理解感應電動勢的含義。

1.兩者公式類似：

2.兩者意義相似：加速度表示速度的變化率；感應電動勢表示磁通量的變化率。

3.速度大，加速度可能為零；磁通量大，感應電動勢可能為零。

4.速度變化大，加速度不一定大；磁通量變化大，磁感電動勢不一定大。

5.速度為零，加速度可能很大；磁通量為零，感應電動勢可能很大。通過以上類比，學生很容易理解和接受線圈處于中心面時，磁通量最大，而感應電動勢為零。

二、類比法在高中物理規律教學中的應用

在高中物理教學中，對相似性的規律進行類比，可以讓學生更進一步地掌握知識之間的聯系和區別，使知識整體化、系統化，對物理規律有更深刻的認識。例如能量和動量，可以做如下類比：

1.能量

2.動量

（1）沖量：I=FT，是過程量，是力對時間的積累。

（2）動量：p=mv，是狀態量。

（3）動量定律：Ft=mvt-mv0（沖量等于物體動量的增量）。

（4）動量守恒定律：m1v1+m2v2=m1v1'+m2v2'（對兩個相互作用物體系統）。

（5）守恒條件：W合外=0。V對同一個慣性系，沖量、動量都是矢量，用矢量運算法則運算。

三、類比法在高中物理習題教學中的應用

在求解高中物理習題時，一個新題型的出現會令人束手無策。此時，教師若能運用類比法啟發學生思路，學生便能借助已有知識或某一范例而做到舉一反三、觸類旁通。

〖例〗人造地球衛星原來以半徑 r1 繞地球作勻速圓周運動，由于某種原因，后來在半徑為 r2（r2

〖分析〗地球對衛星的萬有引力提供其向心力F萬=F向，即，所以。因為r1>r2 ，所以Ek1Ep2。而機械能為動能與勢能之和，一個增加，一個減少，總和怎么變化？

老師可以引導學生去想波爾能級的知識，氫原子從高能級躍遷到低能級時釋放出能量，放出的能量以光子的形式釋放出去。我們知道氫原子的核外電子繞核做圓周運動所需的向心力由庫侖力提供，即，所以。此時電子由高軌道向較低軌道躍遷，庫侖引力做正功，電勢能減少，動能增加，而總能量減少。與人造衛星繞地球運動相比，就會發現它們有很多相似的地方：向心力都與軌道半徑的平方成反比，從高軌道躍遷到低軌道時都是動能增加，勢能減少，而電子躍遷時總能量減少。由此推理出衛星從較高軌道到較低軌道運動時機械能是減少的。

四、類比法在高中物理章節復習中的應用

在高中物理教學中，為幫助學生全面地總結知識，可用類比法把類似的知識進行比較、對照，從而讓學生全面、系統地認識所學的知識，以便記憶和應用。例如對電場、磁場可類比如下：

五、類比法在高中物理難點教學中的應用

在高中物理教學中，對于一些看不見摸不著學生又難理解的知識點，可以利用類比法“思維形象性”的特點，充分發揮學生的形象思維，使那些看不見摸不著的抽象知識更貼切我們日常的生活。在學習一些難理解的物理量時，我們可以舉一個同學們能看見的與之又很相似的例子來進行對比學習。如電流的形成、電勢差的作用，通過與同學們熟悉的水流的形成、水位差使水管中形成了水流進行類比，從而得出電勢差是形成電流的原因。水流通過水輪機時，消耗的水能轉化為水輪機的動能，類比得出電流通過電燈時消耗的電能轉化為內能。

除上述之外，類比法在高中物理教學中的應用還有很多，它們都有共同的特征，即可在廣泛的范圍內把看上去毫無相關的兩個事物聯系起來，實現信息轉移，從而發現新的原理。要注意的是，類比推理雖然很便利，但由于它只是強調了兩類事物之間的相同或相似點，而任何相似的兩類事物之間總存在不同點。相同點是類比的基礎，它給類比提供了得以施展的廣闊天地，而差異的一面則對類比起到了限制的作用。所以，類比法的結論帶有一定的或然性。

德國天文學家開普勒說：“類比是我最可靠的老師?！钡覀兘處熞杨惐扔玫健白羁煽俊钡木辰鐓s不容易。類比教學法與別的教學方法一樣，有著自身的特點、適用條件和使用規律，所以我們使用類比法時，要注意一定的技巧：

1.找出兩類事物之間的相似或相同的地方。

2.用類似事物的特性去推理另一類事物的特性，從而得出一個明確的猜想。

3.事物之間的各種性質都不是孤立的，而是相互制約的。如果兩個事物在某些性質上相同或相似，那么他們在另一些性質上也可能相同或相似，類比的結論可能是真的。

4.如果相似性越多，相似的性質與推理的性質之間越相關，那么類比得出的結論就越可靠。

類比法在高中物理教學中的應用雖然比較廣，但在高中物理的教學中并不是萬能的。在高中物理教學中遇到困難時，不能死鉆牛角尖去想怎樣類比，有很多教學難點的解決選擇別的教學方法效果會更佳。我們心中有類比，靈活運用類比，積極去探索豐富的物理教學方法，踏入高中物理教學的新天地。

【參考文獻】

[1]李廣晨.中學物理教學中的比喻和類比[M].河北教育出版社，1989

[2]苗天成.應用類比推理變不可能為可能[J].物理教學探討，2000（4）

[3]唐禮祥.物理學中的類比應用[J].物理教師，2000（1）

【作者簡介】莫 明（1978— ）女，廣西靈山人，靈山中學一級教師，一直從事高中物理教學工作。

（責編 盧建龍）