高中物理教學中如何培養學生的類比思維

程偉

摘要：大家都知道學校教育具有很重要的功能，學校教育就是立足學生的終身發展和社會需要，培養學生良好的素養。當今世界各國教育都在聚焦對于人的核心素養的培養。高中物理是一門系統性、嚴密性比較強的學科。對物理概念、原理、規律的研究是一個比較復雜的過程，因此高中物理是一門比較難以掌握的學科。隨著素質教育的推行，高中教師也在激發學生學習興趣，培養學生的思維能力方面不斷探索，多年的物理教學經驗表明，強大靈活的思維能力對提高學生的物理學習成績以及培養學生的物理學習能力至關重要。其中類比思維集抽象思維、形象思維、直覺思維于一體，是高中物理教學中一種非常重要的創造性思維。因此，高中物理教學，對學生類比思維能力培養的策略研究具有相當重要的價值。對于高中生來講，較為抽象、復雜的物理概念、定理等知識信息的學習掌握往往都具有很大難度。而隨著素質教育理念的不斷推行，高中物理教師除了學生學習興趣的激發之外，也開始重視起了類比等思維能力的培養，希望能夠從整體上提高高中生的物理綜合素養。

關鍵詞：高中物理；教學方法；類比思維

在高中物理教學中，教師在課堂教學中不僅要創設教學情境，激發學生學習興趣，還要培養學生的各種能力，諸如逆向思維、歸納思維、整體思維、類比思維等。基于高中物理識點多且抽象復雜，其定理、概念、性質和解題方法要求學生具有一些物理思維，其中類比思維是學習物理知識與解題中運用較為普遍且有效的思維方式之一。如何培養學生的類比思維，運用有效的方法學習高中物理與解題會取到很好的效果。

一、理解類比思維的含義

類比就是由兩個對象的某些相同或相似的性質，推斷它們在其他性質上也有可能相同或相似的一種推理形式。類比思維是將兩個或者兩個以上事物進行比較，找出事物之間的相似之處，然后在根據事物之間在某些方面的相似關系中受到啟發，從而使問題得到解決的一種創造性思維。類比思維具有聯想、啟發、假設、模擬等多種功能，在創造性思維中居于重要的地位。類比思維具有很深遠的歷史源遠，我國古代的著名工匠魯班看到帶有鋸齒狀的樹葉，運用類比的思想發明了——鋸，科學巨匠牛頓運用類比的思想將自由落體和天體的運動做比較，最終發現了萬有引力定律。磁場和電場，庫侖定律和萬有引力定律等等。由此可以看出類比思維是物理學研究學習中一種非常重要的思維方法，因此我們在物理教學中要對學生進行類比思維的培養，為學生以后的發展打好基礎。

二、利用物理教材培養學生的類比思維

在高中物理的學習中，其中靜電場這一章的教學內容很抽象，概念很多，學生很難理解，學習起來有一定的難度，此時我們就可以利用類比的方法，把抽象的較難理解的新概念新規律，與學生以前學過的或者學生熟悉的相似的物理量和物理規律進行類比，使學生容易理解和接受。比如在講解電勢差時可以和電場強度進行類比，1.從物理意義上類比，電場強度是從力的角度描述電場的物理量，電勢差是從功能角度描述電場的物理量。2.從定義的角度進行類比，在電場中某一點，試探點電荷（正電荷）在該點所受有電場力與其所帶電荷的比值定義為該點的電場強度；這個比值與試探點電荷無關的物理量。電勢差也稱為電勢差或者電位差，是指試探點電荷（正電荷）因為受到電場力作用在某兩點間移動時電場力做的功與試探點電荷的電量比定義為該兩點間的電勢差。3.從方向上類比。電場強度的方向是以試探點電荷（正電荷）在該點所受電場力的方向為電場強度方向。E=F/q，d從力的角度研究電場。電勢差（電壓）的方向，規定為從高電位指向低電位的方向。U=W/q 從能量的角度研究電場。通過類比的方法，可以使學生更好更深的理解電場強度和電勢差的定義和定義式。對于高中物理中有很多知識點都可以采用這種類比的方法。

三、利用實驗培養學生的類比思維

我們都知道物理是一門以實驗為主的學科，因此高中物理的教學中，物理實驗的教學是非常重要的一部分內容，所以教師在實驗教學中可以多角度，多方面對學生的各個方面的能力進行培養，在用實驗研究物理現象、規律時，如果運用類比方法則比較容易找到切入點，既教師利用實驗對學生進行類比思維的培養。例如：我們在學習探究影響電阻因素的實驗時，我們告訴學生運用控制變量法進行研究，而且也一再的強調控制變量法是學習物理實驗中很重要的一種方法，等到我們學習歐姆定律時，教師可以先不告訴學生怎么進行實驗，采用什么樣方法，教師可以先讓學生們思考討論交流，讓學生自己思考，當遇到這種多個物理同時影響到某一物理量的大小時，我們要應用什么樣的實驗方法呢？如果學生開始想不到，教師可以設計幾個指導性的問題，進行提問，最后引導學生，讓學生想起來，當遇到研究一個物理量與幾個量的關系時，可以采用控制變量法。最后讓學生設計實驗電路，實驗步驟，進行實驗、收集數據，分析論證，歸納總結。這一整個的過程學生就能夠順理成章的完成了。在物理學中，有很多利用控制變量法的實驗，都可以采用類比的方法來進行，以便于對知識的理解和對學生類比思維的培養。

類比法教學我們在關注相似之處的同時還要比較較關注不同點，這樣更有利于對概念和知識的理解和記憶，比如我們在電場教學中運用類比時，也要注意引導學生學會從物理量、物理規律和物理方法的比較中找到不同點。例如，庫侖力有吸力和排斥力，萬有引力只有引力；因電荷有正負兩種導致其電場力和能的性質與重力及重力勢能有很多不同；在帶電粒子做類平拋運動中的加速度與平拋運動的重力加速度不同等等。

總之，在高中物理教學中我們如果能夠正確運用類比法，發現和探索知識點之間的相似性，從而利用已知系統的物理規律去尋找未知系統的物理規律，對教學難點的突破和對教學重點的突出，有非常重要的作用，能使一些不容易直接從理論上理解的問題變得簡單而直觀，定能在教學中產生事半功倍的效果。