高中物理教學(xué)中類比思維的有效培養(yǎng)

樓丹蓮

【摘 要】類比思維的培養(yǎng)在物理教學(xué)中占據(jù)著重要地位。在高中物理教學(xué)中，培養(yǎng)學(xué)生的類比思維，不僅可以促進(jìn)學(xué)生身心健康發(fā)展，也能在一定程度上促進(jìn)學(xué)生綜合思維能力的提升。本文深入研究了高中物理教學(xué)中類比思維有效培養(yǎng)的策略，以期為物理教師的教學(xué)工作提供參考。

【關(guān)鍵詞】高中物理;類比思維;培養(yǎng)策略

類比思維是在全面分析事物本質(zhì)的基礎(chǔ)上，對(duì)已知的事和物與某種具有相似之處的未知事物進(jìn)行比較，在比較分析的過(guò)程中受到啟發(fā)，從而尋求研究新事物方法的一種創(chuàng)造性思維形式。在高中物理教學(xué)中，將類比思維和物理教學(xué)有效整合，可以促進(jìn)物理教學(xué)整體質(zhì)量的提升，為物理教學(xué)的有效性提供保障。

1? ?概念教學(xué)

高中物理知識(shí)中有很多非常復(fù)雜的概念，尤其是像電場(chǎng)、磁場(chǎng)等一類的內(nèi)容，具有很強(qiáng)的抽象性，教學(xué)中無(wú)法將具體含義直接揭示出來(lái)，由此這些內(nèi)容成了學(xué)生學(xué)習(xí)的重點(diǎn)和難點(diǎn)。在實(shí)際教學(xué)中，要想加深學(xué)生對(duì)物理概念的理解，讓學(xué)生更好地將物理概念應(yīng)用到問(wèn)題解決的過(guò)程中，教師就要更加關(guān)注對(duì)學(xué)生類比思維的培養(yǎng)，使學(xué)生利用學(xué)過(guò)的知識(shí)，與新概念形成類比在一定程度上降低物理概念教學(xué)的難度，讓學(xué)生對(duì)概念的理解更加深刻，為其后續(xù)更好應(yīng)用提供前提[1]。

有關(guān)“電場(chǎng)”的知識(shí)是高中物理教學(xué)中非常重要的知識(shí)點(diǎn)，包含著電場(chǎng)力、電勢(shì)能等多個(gè)基礎(chǔ)概念，抽象性強(qiáng)，學(xué)生難以理解。為了減少學(xué)生在學(xué)習(xí)中出現(xiàn)理解上不到位或出現(xiàn)偏差，教師在教學(xué)“電場(chǎng)”的知識(shí)時(shí)，可以與之前學(xué)的重力場(chǎng)知識(shí)進(jìn)行類比，利用表格歸納電場(chǎng)和重力場(chǎng)的相關(guān)知識(shí)，使學(xué)生在類比分析的過(guò)程中對(duì)電場(chǎng)的基礎(chǔ)知識(shí)形成一定的理解。電場(chǎng)和重力場(chǎng)基礎(chǔ)概念類比見(jiàn)表1。

根據(jù)表1可以發(fā)現(xiàn)，兩個(gè)概念之間存在著很大的相似性。在“電場(chǎng)”的實(shí)際教學(xué)中，教師可以將電場(chǎng)與重力場(chǎng)對(duì)比，引導(dǎo)學(xué)生理解，這樣不僅可以幫助學(xué)生理解，加深其對(duì)電場(chǎng)的記憶，也能幫助其鞏固已學(xué)的重力場(chǎng)知識(shí)，為最終教學(xué)效果提供保障。

2? ?習(xí)題訓(xùn)練

在日常教學(xué)中，習(xí)題訓(xùn)練發(fā)揮著非常重要的作用，是幫助學(xué)生鞏固所學(xué)知識(shí)的重要途徑。將習(xí)題訓(xùn)練與學(xué)生類比思維培養(yǎng)有效結(jié)合，對(duì)學(xué)生綜合能力的提升具有重要意義。

以下面的習(xí)題為例，圖1所示為一個(gè)光滑的絕緣軌道，豎直放在水平向右的勻強(qiáng)電場(chǎng)中，一個(gè)帶有負(fù)電荷的小球從A處向下滑落滑到圓環(huán)中，進(jìn)行圓周運(yùn)動(dòng)。已知小球所受的電場(chǎng)力是重力的0.75倍，斜面θ的傾斜角度是60°，BC的長(zhǎng)度2R，此時(shí)，如果小球剛好完成了完整的圓周運(yùn)動(dòng)，h是多少？

小球在上述運(yùn)動(dòng)過(guò)程中受到了相等的電場(chǎng)力和重力，形成了一種恒力。在這種狀態(tài)下，如果小球進(jìn)行完整的圓周運(yùn)動(dòng)，臨界點(diǎn)就是圖2中的D點(diǎn)，那么此時(shí)小球和圓環(huán)的彈力恰好就是零。

在引導(dǎo)學(xué)生解答這一習(xí)題時(shí)，教師可利用類比思想，將小球受重力和電場(chǎng)力時(shí)做的圓周運(yùn)動(dòng)與小球只受重力做的圓周運(yùn)動(dòng)類比，這樣就可以得知：

在該習(xí)題的教學(xué)中，如果教師不能引導(dǎo)學(xué)生利用類比思想解答問(wèn)題，那么學(xué)生即使能得出最終的答案，解答過(guò)程的出錯(cuò)率也會(huì)非常高;而將類比思想有效利用，就可以對(duì)小球的受力進(jìn)行簡(jiǎn)化，為學(xué)生更好地分析問(wèn)題提供便利，提升學(xué)生的解題效率和解答正確率。

3? ?能力拓展

學(xué)生能力的拓展一直是教師重點(diǎn)關(guān)注的問(wèn)題，尤其是在當(dāng)前對(duì)學(xué)生思維發(fā)展要求不斷提升的背景下。教師要積極探索能力拓展和類比思維培養(yǎng)有效融合的路徑，更好地分析解題思路，為學(xué)生綜合能力的提升提供保

障[2]。在高中物理教學(xué)中，物理教師在學(xué)生能力拓展的訓(xùn)練中，應(yīng)重視學(xué)生類比思維的培養(yǎng)，在學(xué)生學(xué)習(xí)過(guò)程中對(duì)其進(jìn)行有效引導(dǎo)，讓其真正知道解題過(guò)程中需要注意的問(wèn)題，為后續(xù)解題工作的順利進(jìn)行提供保障。

如題：在圖3中，兩個(gè)小車都停在光滑的水平面上，但是A 車和 B 車存在很大的不同，A 車有固定的強(qiáng)磁鐵，B車有閉合的螺線管，前者總質(zhì)量為5kg ，后者為10kg 。在這種狀態(tài)下，如果在 B 車上施加一種力量（水平向右的100N·s 瞬時(shí)沖量），兩車運(yùn)動(dòng)未發(fā)生碰撞，那么，此時(shí)兩車相互作用產(chǎn)生的熱量為多少？

當(dāng)遇到這種習(xí)題時(shí)，很多學(xué)生都會(huì)感到非常陌生，不知道用那些知識(shí)解答該問(wèn)題，找不到正確的解題思路，但是，分解分析題目就可以發(fā)現(xiàn)，其與“子彈打木塊”模型有著很大的相似性。所以，教師就可以將小車運(yùn)動(dòng)與子彈打木塊結(jié)合分析，將二者類比，引導(dǎo)學(xué)生發(fā)現(xiàn)根據(jù)楞次定律可知小車 A 和小車 B 之間有一種排斥力，二者所受的合外力為零，動(dòng)量守恒，在這種情況下，如果兩車的速度相同，兩車就不再有相互作用。

當(dāng)兩車的速度相同時(shí)，系統(tǒng)中的機(jī)械能就會(huì)轉(zhuǎn)化成電能，加之小車運(yùn)動(dòng)過(guò)程中有電阻，進(jìn)而就能產(chǎn)生一定的熱量。通過(guò)能量守恒定律就可以得出：

實(shí)際上，這一題目的解決實(shí)現(xiàn)了學(xué)生能力的拓展。該習(xí)題的難度較大、較復(fù)雜，多數(shù)學(xué)生做題時(shí)無(wú)法將其與所學(xué)知識(shí)聯(lián)系起來(lái)，更不要說(shuō)對(duì)其進(jìn)行類比，最終無(wú)從下手。對(duì)于這種情況，當(dāng)學(xué)生不知道從哪一步開(kāi)始解題時(shí)，教師就可以將之前學(xué)過(guò)的“子彈打木塊”模型利用起來(lái)，將小車運(yùn)動(dòng)和“子彈打木塊”類比，在此過(guò)程中，學(xué)生能受到一定的啟發(fā)，快速找到解題思路。

總之，作為高中物理教學(xué)中經(jīng)常用到的思維方式，類比思維逐漸受到廣大教師的關(guān)注，實(shí)際教學(xué)中，物理教師也開(kāi)始將其作為重要的教學(xué)目標(biāo)，旨在培養(yǎng)學(xué)生的類比思維能力，提升物理教學(xué)的效率和質(zhì)量。因此，在高中物理教學(xué)中，物理教師應(yīng)重視學(xué)生類比思維的培養(yǎng)與提升，充分利用物理概念教學(xué)、日常習(xí)題訓(xùn)練以及能力拓展等方式開(kāi)展類比教學(xué)，充分促進(jìn)學(xué)生思維發(fā)展，提升學(xué)生的類比思維能力，促使學(xué)生更好的解決物理問(wèn)題，為物理課堂的有效開(kāi)展提供有力保障。

【參考文獻(xiàn)】

[1]魏國(guó)琦.高中物理教學(xué)中培養(yǎng)學(xué)生類比思維的策略研究[J].課程教育研究，2020（30）.

[2]曹軍.論高中物理教學(xué)中學(xué)生類比思維能力的培養(yǎng)[J].中學(xué)教學(xué)參考，2020（8）.