淺談“類比思想方法”在高中物理有效教學中的應用

摘要：本文主要討論高中物理教學中的“類比思想方法”，分析其在《靜電場》這一章中的應用.

關鍵詞：類比思想方法；有效教學

有效教學是有教學思想的教學；也是關注學生學習活動的教學；更是以課程提出的話題作為教學問題的教學.高中物理在知識內容和難易程度方面都較初中物理有很大的提升，因此提升高中物理的有效教學顯得尤為重要.高中物理中蘊含了很多的物理思想方法，教師在教學過程中運用物理思想方法教學能夠促使學生學習過程中更好地掌握物理知識，也能夠促進學生以后的人生發展.本文從實踐教學的角度出發，以高中物理教科版選修3-1第一章《靜電場》為例，討論類比思想方法在高中物理有效教學中的應用.

1類比思想方法概述

類比是一種從特殊到特殊的推理，它是在比較的基礎上，根據兩個（或兩類）對象之間在某些方面的相同或相似而推出它們在其他方面也可能相同或相似的一種思想方法.

2類比思想方法的教學案例

教學案例一：類比點電荷與質點

“點電荷”是靜電場中的一個重要概念，“點電荷”是在某種情況下將帶電體抽象出來的，什么樣的帶電體可視為點電荷對學生來說理解起來比較困難，教學中可以將“點電荷”與力學中的“質點”進行類比，在力學中如果物體的形狀、大小對問題的研究沒有影響或影響可以忽略，就可以把該物體看作是一個具有質量大小和形狀可以忽略不計的點，因此，當一個帶電體本身的線度比它到其他帶電體的距離小很多，以至在研究它與其他帶電體的相互作用時，該帶電體的形狀以及電荷在其上的分布狀況均無關緊要，該帶電體可看做一個帶電的點，這樣的電荷稱為點電荷.

教學案例二：類比庫侖定律與萬有引力定律

將庫侖定律的表達式F=kQqr2與萬有引力定律的表達式F=GMmr2進行對比，這樣就可以類比記憶和理解，電場中k是指靜電力常數，重力場中G是指引力常量，Q、q分別指點電荷的電荷量，M、m分別指物體的質量，兩個r分別指兩點電荷間的距離和兩物體間的距離.

教學案例三：類比電場與磁場

電場是一種看不見摸不著的特殊物質，對于學生來說比較抽象，但通過回憶學生在初中學習的磁場，那么電場就顯得并不陌生.磁體之間存在的相互作用是通過磁場產生的，每一個磁體周圍都能產生磁場，從而類比帶電體之間存在的相互作用是通過電場產生的，帶電體周圍都能產生電場.同時電場線與磁感線、電場強度與磁感應強度都可以進行類比.如表1和表2所示.

教學案例四：類比電場與重力場

（1）電場力做功與重力做功

通過定量計算可以發現重物在重力場中重力做功的特點與帶電體在電場中電場力做功特點相同，都與路徑無關，只與初末位置有關系.

（2）電勢能與重力勢能

重力做功會引起相應勢能的改變，即重物在重力場中具有重力勢能.通過類比發現，電場力做功也應該引起相應勢能的改變，即帶電體在電場中具有電勢能.

（3）電勢與高度

重物在重力場中的重力勢能主要由重力和高度決定，同樣帶電體在電場中的電勢能也應由帶電體的電荷量和電勢決定，這里就可以類比去理解電勢和高度，他們都與在場中的位置有關，與所選的參考標準有關.

（4）電勢差與高度差

重力做功主要由重力和高度差有關，電場力做功由電荷量和電勢差有關.那么自然就可以與電勢差和高度差類比，二者都與所選的參考標準無關.

（5）類比帶電粒子在電場中的類平拋運動與平拋運動，如表3所示.

（6）類比法理解電勢與電場強度的關系

學生直接去理解電勢與電場強度的關系比較困難，那不妨使用類比法去理解，加速度a=Δvt，即單位時間的速度改變量，電場強度E=Ud=Δφd，即表示沿場強方向單位距離的電勢差，速度為零，加速度不一定為零，速度大，加速度不一定大，同理電勢為零，電場強度不一定為零，電勢大，電場強度不一定大，即電勢與電場強度無直接關系.

物理思想方法是高中物理教學中應用非常廣泛的思想方法，特別在《靜電場》這一章中全部可以采用類比的思想方法進行教學，將抽象的電場、電場力和能的性質充分類比，巧妙地突破電場的重難點，將物理知識點化難為易，化繁為簡，從而提升高中物理的有效教學.

參考文獻：

[1]鄭墻.高中物理教學中滲透物理思想方法的案例研究[D].四川：四川師范大學，2005.