試析類比法在高中物理電學教學中的應用

王麗華

【摘要】隨著素質教育改革和新課程標準改革的進一步推廣，傳統的教育觀念與教學模式都亟需改進、優化，同時在教育教學的過程中，更加注重對學生綜合素質與能力的提高，促進其實現全面發展。對于高中物理教學來說，由于其內容具有較強的抽象性、邏輯性，導致大多數學生存在一定的學習困難，學習興致不高，因此在高中物理教學中就需要加強對各種新興教學手段的應用，進而有效提高教學效果。本文主要是詳細的分析和研究了類比法在高中物理電學教學當中的應用。

【關鍵詞】高中物理；電學教學；類比法；應用

【中圖分類號】G633.7 【文獻標識碼】B 【文章編號】2095-3089（2017）19-0117-01

引言

在近幾年，隨著不斷深化的教育改革，對教育教學提出了更多的要求。其中在高中物理教學中，除了需要引導學生掌握相關的物理理論知識，在實際教學的過程中教師還應該指導學生加強自主學習，養成自主學習習慣，提高自主學習能力，這樣才有助于實現全面發展。類比法在中學物理教學中得到廣泛應用，是一種重要的物理思維教學方式，不僅僅能夠使知識形象化、條理化，簡化探索活動路徑，同時還能夠引導學生將所學知識融會貫通，推陳出新，有助于提高學生分析問題、處理問題的能力，培養創新能力及邏輯思維。因此在高中物理教學中，教師應該有針對性、有意識的傳授或滲透類比法，確保學生能夠在不斷的訓練當中逐步掌握類比法，為后期更好的學習和成長打下堅實的基礎[1]。就類比法的本質來說，就是舉一反三、觸類旁通，與演繹法、歸納法不同的是，類比法是一種從一般到一般、從特殊到特殊的推理方法，是按照在某一方面兩個或兩類對象之間存在相似或相同的屬性，屬于一種邏輯推理思維方法。在高中物理中應用類比法成功的案例還有很多，比如質量與電量、電勢能與重力勢能、水位與電勢等，通過這種方式學生與新知識點之間的陌生感和距離感就能夠很好的消除，在教學內容得到進一步深化的同時，也能夠很好的激發起學生的學習興趣[2]。

一、在高中物理電學教學中對類比法的應用

（一）在電學定律教學當中的應用

如果能夠將類比法在高中物理教學中適當的應用，通過提出假設，在結合理論推導和科學實驗探究，并最終取得成功，這對學生學習興趣的激發以及學習動力的增強都具有重要作用。比如就電荷間靜電力的確定歷程，科學家D·伯努利就首先采用類比法大膽猜測靜電力有可能與萬有引力的公式一樣，從距離的平方反比開始。然后經過富蘭克林、庫倫、羅比旬等多位科學家的探索實驗，如空罐實驗、引力扭秤實驗、活動桿實驗等，最終確定電荷之間的斥力與引力都需要遵循距離平方反比規律，得出庫倫定律F=kQ1Q2/r2[3]。如果沒有類比萬有引力，僅僅只是通過積累具體實驗數據的話，最終能不能得到庫侖定律都還是一個未知數，這就可以充分看出在科學研究中類比法的重要性。

（二）在驗證中的應用

類比法相較于其他思維方式來說，屬于一種平行式的思維推理方法，所有的類比都需要在同層次間進行。同時還需要注意的是，類比推理是一種“或然性”推理，沒有經過實驗證明就不能確定推理的結果是否正確，換句話說就是類比法的準確性和可靠性還有待進一步提高。如果得不到理論驗證和實驗驗證作為支撐，類比結果的可靠性就得不到保障，而且在類比前提當中所推出的情況、依據的相同情況都帶有本質性[4]。如果將某一對象中存在的偶有情況或特有情況硬類比到其他對象上面的話，就會出現機械類比、類比不當等問題。

比如就電勢能增減問題的相關內容來應用類比法教學設計。學生在對電場中運動的正負電荷、電勢能增減問題進行分析的時候，就會自然而然的產生這一類比，即由于存在高度升高/降低--重力勢能增加/減少、高度--電勢、重力勢能--電勢能，由此就可以類比出電勢升高/降低--電勢能增加/減少。在這一類比中存在顯而易見的錯誤，主要是類比的根據不恰當。這樣一來，教師在具體教學的過程中就可以進行如下設計：

利用類比法，引導學生做出大膽猜想：①靜電力做功與路徑無關；②電荷在電場中有電勢能；③電勢能具有相對性；④電勢能具有系統性。這些猜想并不一定正確，還需要進行論證。

猜想①論證：學生相互之間需要共同分析、討論，根據已經掌握的知識設計出靜電力做功與路徑無關的論證方案，即沿著無線路徑、折線路徑、直線路徑移動，觀察在這三種情況下靜電力做功是否一致，這對學生實驗設計能力、解決問題能力、分析問題能力的提高都具有重要作用。論證得出，靜電力做功WAB=F|AM|，通過教師指導發現，這一結論在非勻強電場的基礎上也成立，進而證明著這一猜想的正確性，同時也說明在問題分析的時候需要注重一般性和特殊性。

猜想②論證：學生需要借助在重力場中重力勢能能夠引入原因的相關知識，進而分析出在電場中也能夠引入電勢能，得出電勢能的定義為在電場中電荷所具有的勢能是一個標量。

猜想③論證：僅僅只是依據WAB=EPA-EPB，并不能直接確定某點的電勢能，而如果想要確定該點電勢能的話，就應該明確規定電勢能為0的點，即電勢能0點。當EPB=0，就能夠得出EPA=WAB，表示A點的電勢能等于將從A點將電荷移到0點電勢能點的位置，整個過程中靜電力所做的功。一般情況下，在物理電學中離場源電荷無限遠處的電勢能都被默認為0，也可以將在大地表面上電荷的電勢能規定為0。由此可以得出，如果所選擇的0電勢能點不同，那么A點的電勢能也就必然會存在一定差異，證明這一猜想是正確的[5]。

猜想④論證：如果沒有電場或電荷的話，就表示靜電力也不存在，那么也就不會存在電勢能，由此可以推斷出，電勢能是電場和電荷同時擁有的，這就能夠很好的證明電勢能具有良好的系統性。

二、結語

總的來說，隨著新娥課程改革的不但深入，在高中物理教學中也需要進一步改進和優化教學手段，其中作為一種應用較為廣泛的思維方式，類比法能夠很好的引導學生進行自主學習，通過提出猜想、進行推測，并最終證明猜想是否正確，這能夠幫助學生更快的確定解決問題的的途徑以及方向。在高中物理電學教學中通過應用類比法，就能夠更好的激發出學生的學習興趣以及積極性，引導學生深入研究相關理論知識內容，逐漸形成自主學習的意識和習慣。學生通過不斷的鍛煉之后，就能夠在潛移默化中逐漸熟練掌握和運用類比法，培養其創新能力和邏輯思維能力，提高學習效率和質量。

參考文獻

[1]朱小兵.分析類比法在中學物理教學中的應用[J].新西部（理論版），2015，（06）：157.

[2]王曉燕.試析類比法在初中物理教學中的應用研究[J].中國校外教育，2013，（34）：21.

[3]周春.方法的類比移植知識的融會貫通——類比法在物理教學中的應用[J].學周刊，2013，（10）：162.

[4]李平.類比法在大學物理教學中的應用[J].科技信息，2012，（11）：224.

[5]王德全，陳林峰.類比法在大學物理教學中的應用[J].中國電力教育，2011，（08）：94-95.endprint