類比法在高中物理教學重點應用淺談

龍玉云

摘要：隨著高中物理教學重點要求的不斷提高，研究類比法在該項教學工作中的應用至關重要。本文首先對類比法相關內容做了概述，從用類比法提出新概念，定義新的物理量，以及新知識與舊知識的類比、生活經驗與物理量、物理規律的類比等方面，研究了其在教學過程中的應用，最后提出了類比法教學過程中應注意的問題。

關鍵詞：類比法；高中物理；教學重點；應用

一、前言

作為能夠有效提升高中物理重點教學效果的教學方法之一，類比法受到廣大教育人員的關注。研究類比法在高中物理教學重點的應用，有助于更好地提升對類比法的分析與掌握力度，進而從整體上保障高中物理教學效果的取得。

二、類比法概述

類比法是通過比較兩個物理量得出新的理論設想或加深對新知識的理解和記憶。類比法是人們熟知的幾種邏輯推理中最富創造性的。科學史上很多重大發明、發現就起源于類比。類比法是一種“從特殊推到特殊的科學方法”，在物理教學中有著廣泛的應用。物理學中有些運動，特點非常相似，我們可以通過類比，用熟悉的運動規律求解和分析新的運動。如，帶電粒子在電場中的偏轉與平拋運動相似，我們就可以用求解平拋運動的方法分析帶電粒子的偏轉。再如，核外電子繞核運動的規律與衛星繞中心天體的運動相似，我們就可以根據衛星的運動特征來理解玻爾原子能級。類比法還可以實現物理理論的創新和突破。如，奧斯特發現了電流的磁效應即電生磁的現象后，法拉第就想，既然電能生磁，那么磁能否生電呢，通過十年的不懈努力，發現了電磁感應現象。

三、用類比法提出新概念，定義新的物理量

高中物理是自然科學中的一門基礎科學，許多物理問題的研究思路和描述的方法相似。教師在課堂教學中要善于發現并充分利用這種類似。例如：在高中物理中引入磁場概念、定義表述磁場強弱的物理量——磁感應強度的方法時就運用了類比。首先把電場與磁場有關的相似屬性列出：如電荷之間有相互作用力，磁極之間也有相互作用力；電荷之間是同號相斥，異號相吸，磁極之間也是同名相斥，異名相吸；這樣就由電荷周圍存在電場，可以類比提出磁極周圍也應存在磁場；由電荷間的作用力是通過電場傳遞的，可以類比推出磁極間的相互作用力也是通過磁場傳遞的，這樣就提出了新的物理概念磁感應強度。

四、新知識與舊知識的類比

物理學是自然科學中的一門基礎科學，它不僅有一定的知識內容，而且這些內容之間存在著必然的內在聯系。將新、舊知識進行類比，給學生以啟示，使學生易于掌握新知識，同時也鞏固了舊知識。在講到電場強度的定義式E=F/q，電容的定義式C=Q/C及磁感應強度的定義式B=F/IL時，問E的大小是否與F、q有關？C的大小是否與Q、C有關？B的大小是否與F、IL有關？都可以與學生熟悉的電阻的定義式R=U/I類比。這種簡單的類比，使學生頓悟：E、B是描述場本身性質的物理量，C是描述電容器容納電荷的物理量，均與定義式分子、分母中的物理量無關。究其原因，蓋它們都是事物本身的物質屬性。又比如在講到電場一章時，概念多且抽象，學生難理解、掌握。由于兩個電荷間作用力的表達式與兩個物體間的萬有引力表達式的形式相似。電場中許多概念與重力場中的概念有相似的規律、特點。在學習電場中的概念時，就可以用電勢能與重力勢能類比，電場力做功的特點、規律與重力做功的特點、規律類比；電勢與高度類比；電勢差與高度差類比。通過類比，電場中的概念就變得直觀、具體易于理解、掌握。

五、生活經驗與物理量、物理規律的類比

生活中有許多我們耳聞目睹的、非常熟悉的對象、事情與我們物理中看不見摸不著的物理量、物理規律在某些方面有一定的相似性，遵守的規律也有一定的相似性。教師在教學中要善于發現這些相似性，并合理地加以利用。這樣原本抽象、難以理解的物理知識就變得具體，形象、直觀、通俗易懂.例如：在高一物理必修1第二章中會遇到這樣的問題：下列運動是否存在：物體做加速度減小的加速運動，當加速度減小到零，物體速度最大。對剛上高一的學生，很難理解這種運動中的加速度、速度大小關系。教師講解中若以人在成年以前，身高的變化規律做類比。每年人身高的變化類比物體運動的加速度，身高類比物體運動的速度。并假設人每年身高的增加量在減小，當人成年后，每年身高增加量減小到零，人的身高增至最高值。又比如：在理解向心力概念時，教師一般會這樣講：向心力是按力的作用效果命名的力，不是物體另外受到的力。它可以是重力、彈力或摩擦力充當的，也可以是它們的合力或某一個力的分力充當的。如果我們以一個家庭中的成員來類比。一個家庭中有三口人，爸爸、媽媽、孩子。承擔打掃衛生任務的可能是爸爸，也可能是媽媽，也可能是一家三口共同承擔。當問該家庭共有幾口人時，我們不能說，四口人，除了爸爸、媽媽、孩子還有一個打掃衛生的。這樣學生就很容易理解了這個概念。

六、類比法教學過程中應注意的問題

1、類比方法雖然是一種重要的推理方法，是人們認識新事物或有所新發現的重要思維方法，在物理教學中和解題中也起著重要作用，但同時也應該讓學生知道類比方法的局限性，因為類比不是一種嚴密的推理方法，類比推理的結果是否正確，還需要經過實踐的檢驗。

2、被引用的另一對象應為確有定論的、眾所周知的（如愛因斯坦）；被引用的另一對象和用以相比較的這一對象間，應具有鮮明的、切實的可比性。否則，將因犯有類比不倫的錯誤而使論述不能成立。

3、使用類比方法的基礎是兩類對象具有相同或相似處，但同時必須說明它們的不同之處，以避免知識出現負遷移現象。

4、在類比的時候一定要注意科學性，不要使其庸俗化。庸俗的類比是不能達到加深學生理解知識的目的的。有些同學將兩種電荷同性相斥、異性相吸竟類比為男女之間同性相斥、異性相吸，這樣不切實際而又庸俗化的對比出現在課堂上是不能容許的。

七、結語

通過對類比法在高中物理教學重點應用的研究，我們可以發現，該項教學方法良好實施效果的取得，有賴于對其多項優勢特點與關鍵要素的充分掌控，有關人員應該從高中物理教學的客觀實際出發，研究制定最為符合實際的類比法應用實施策略。參考文獻

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