高中物理教學中的幾個不當類比實例分析

周琪兵

(江蘇省江安高級中學 226534)

雖然物理是以實驗為基礎的學科，給人的感覺比較具體、形象.但是其理論、概念、定義、定律、規律等是對實驗、事物等經過抽象而形成的.教師在引導學生運用類比的方法思維時，除要學生注意不同對象的相似點和不同點外，更要強調的是事物的本質，從深層意義上進行類比，忽視這一方面會造成知識混亂，反而不利于學習掌握新的知識、理論和方法.本文攫取高中物理教學中常用的幾個類比實例，分析其成功與不當之處，以方便類比法高中物理教學中的更好的應用.

實例一，在《牛頓第三定律》教學中，我們常常把一對作用力與反作用力和一對平衡力進行類比.一對作用力、反作用力是大小相等，方向相反的，作用在同一條直線上的兩個力.一對平衡力也是如此.這樣類比，找出兩者的共性，對學生理解和記住一對作用力和反作用力的關系很有幫助.

這兩者的區別是，一對平衡力作用在一個物體上，作用效果相互抵消，一對反作用力，作用在兩個物體上，作用效果不能相互抵消.一對平衡力作用效果相互抵消，學生很容易理解.一對作用力和反作用力的作用效果不能抵消，學生難以理解.為了便于學生理解，有些老師舉了這樣一個例子，一只雞蛋與一塊石頭相碰，雞蛋破了，石頭卻完好無損，然后反問學生，石頭和雞蛋的作用力與反作用力作用效果能抵消嗎？

雞蛋破了，石頭無損，這只是一個現象.在研究物體的平衡和作用力與反作用力問題時，力的作用效果是使物體產生加速度，一對平衡力，作用在一個物體，使該物體產生的加速度大小相等，方向相反，故作用效果相互抵消.一對作用力和反作用力，作用在兩個不同的物體上，使不同的物體產生各自的加速度，當然作用效果不能抵消.

教師在物理課堂教學中用類比的辦法比較兩個概念的區別與聯系時，不能僅僅停留在現象的對比上，還要透過現象，找出兩個類比對象在本質上的異同點.

實例二，在《加速度》教學中，有些老師進行了這樣一個類比.用每秒向籃子里放入蘋果的個數類比物體運動的速度，用每秒比前一秒多放入籃子的蘋果個數類比加速度.每秒比前一秒多放入籃子的蘋果個數越多，籃子里的蘋果數增加越快.通過類比，試圖說明加速度越大物體速度增加越快.

應該說用每秒比前一秒多放入籃子的蘋果個數類比加速度，邏輯上是很準確的，如果能讓學生充分理解它們的共性，不僅能夠很好的理解“加速度越大，速度變化越快”的道理.而且對導出加速度的表達式也是有幫助的.可以說，理解這個類比源的難度，不亞于理解加速度的難度.因此，在實際課堂上，即使教師使出渾身解數，學生無論是對類比目標還是對類比源的理解，還是云里霧里，教學效率可想而知.

物體加速度方向和速度方向相同，類比于向籃子里放入蘋果，即使物體加速度減小，速度仍在增大.若物體加速度方向也速度方向相反，類比于從籃子里取出蘋果，即使物體加速度減小，速度仍在減小.則很容易引導學生自己得到這樣的結論，即加速度與速度同向，物體速度增大；加速度方向與速度方向相反，物體速度減小.至于加速度表示速度變化快慢的含義乃至加速度的定義，可以與物體位移變化的快慢即速度的進行類比，學生還是能夠接受的.

在課堂教學運用類比法的時候一定要引導學生仔細分析和比較，選擇恰當的類比對象，類比對象應當形象而簡單易懂，貼近生活實際，切忌以“難”比“難”，更不能越比越難.

實例三、在講解電容器的定義及物理意義時，教學過程中常常拿裝水的容器來類比電容器.水容器能裝水，電容器能儲存電荷，這樣的類比很容易讓學生明白電容器的作用.用水容器的盛水本領來類比電容器存儲電荷的本領——電容，也很容易讓學生了解電容的相關概念，得到電容的定義，讓學生了解電容的大小由電容器本身決定，與電容器是否帶電、帶多少電荷無關等信息.

筆者在教學中將水容器的盛水本領和電容器的帶電本領，進行了如下闡述，給后面的進一步探究打開了方便之門.

甲乙兩個柱形容器的盛水本領比較，若使甲乙兩柱形容器的水位同時升高1 cm，甲需要水多，說明甲容納水的本領大.同樣甲乙兩個電容器帶電本領比較，若使甲乙兩電容器的電壓同時升高1V甲需電荷多，說明甲電容器容納電荷的本領大，甲電容器的電容就大.

還可這樣類比，同樣的水量，倒進容器甲中，水位上升很少，倒進乙容器，水位上升很多，說明甲的盛水本領大于乙.同樣的電量分別充入電容器甲和乙.甲兩極電壓升高很少，而乙兩極的電壓升高很多，再升高電容器就有被擊穿的危險.說明電容器甲的電容大于乙.

通過上面的橫向和縱向類比，學生容易建立一個概念，電容器帶電量越多，而兩極電壓上升越少，該電容器容納電量的本領就越強，電容也就越大.如果進一步與速度或其他通過比值定義法來定義的物理量來進行類比，容易得到電容的表達式：C=Q/U.

對類比對象，進行的進一步的思考和解釋，挖掘其深層次的含義，有利于新概念教學的進一步深入.

類比法對知識的深化問題的解決有著重要的意義，是一種促進學生知識遷移，提高學生各方面素質和能力的有效途徑. 所以，在物理教學中，教師自身在掌握物理規律本質的基礎上，恰當、適時地選擇類比對象，并對類比對象，進行的更深入的思考和解釋，讓學生的知識經驗融會貫通，讓類比法在高中物理教學中更好的發揮它的作用.