例談初中物理概念教學(xué)中“類比法”的使用

袁 平

(重慶市第一中學(xué)校 重慶 400030)

初中物理雖然教學(xué)內(nèi)容淺顯，但覆蓋面廣，包含力、熱、光、電（磁）等模塊，旨在幫助學(xué)生初步建立物理知識體系。在概念教學(xué)中，類比法是常用且符合初中學(xué)生心智發(fā)展水平的有效方法。類比法能夠有效連接起學(xué)生學(xué)習(xí)的起點(diǎn)與終點(diǎn)，即已知對象與未知對象。已知對象是學(xué)生已經(jīng)積累的相對豐富的生活經(jīng)驗(yàn)和科學(xué)常識，這是學(xué)生腦海中物理概念形成的堅(jiān)實(shí)基礎(chǔ)。未知對象是概念教學(xué)的最終目的，即掌握新的、更深入的、更科學(xué)的物理概念及規(guī)律。

一、初中物理概念教學(xué)中，類比法應(yīng)用的效果及實(shí)例

（一）比值法定義的物理量之間的類比，舉一反三

以2018年6月上海科學(xué)教育出版社初中物理教材為例，八、九年級兩冊書中，以“將A與B的比稱為C”這種比值法定義的物理量共計(jì)10個(gè)，所占比例不容低估。有：速度v、密度ρ、重力加速度g、壓強(qiáng)p、功率P、機(jī)械效率η、比熱容c、熱值q、熱機(jī)效率η、電功率P。對于這些物理量可以類比概念引入方式、類比物理意義、類比單位及換算、類比公式及變形等，通過類比使新概念更易于記憶、理解和運(yùn)用。在中考前復(fù)習(xí)階段使用類比法復(fù)習(xí)，也有利于學(xué)生提綱挈領(lǐng)，形成知識框架，高效復(fù)習(xí)[1][2]。例如：

1.類比概念的引入方式

在引入功率這一概念時(shí)，就可以與速度概念的引入過程相類比。比較兩個(gè)物體運(yùn)動的快慢，可以采用兩種方法，相同時(shí)間比較路程，相同路程比較時(shí)間，但是當(dāng)時(shí)間和路程都不一樣的時(shí)候，就沒法直接比較了，為此我們引入速度的這一物理量，即單位時(shí)間通過的路程，來描述物體運(yùn)動的快慢。同樣的要比較兩個(gè)物體做功的快慢，我們也可以相同時(shí)間比較所做的功，相同的功比較所用的時(shí)間，但是當(dāng)功和時(shí)間都不一樣的時(shí)候，就可以比較單位時(shí)間所做的功，由此自然而然地引出了功率這一物理量，學(xué)生易于接受，同時(shí)突破功率的物理意義。

2.類比單位換算的方法

（二）生活經(jīng)驗(yàn)類比物理概念及規(guī)律，化抽象為具體

物理概念因其高度概括性和準(zhǔn)確性，對于初中生而言是比較抽象的。特別是一些電學(xué)概念，也無法通過實(shí)物或者實(shí)驗(yàn)的形式直觀展示。這對于更愿意相信“眼見為實(shí)”的初中生而言，是有難度的。在課堂引入或者概念提出時(shí)將物理概念與生活經(jīng)驗(yàn)相類比，雖不能“眼見”但可以“感受”，從而對新概念的教學(xué)起到鋪墊與啟發(fā)的作用。例如，水管中的水只有向著某一個(gè)特定的方向流動才會形成“水流”，且“水流”的形成還需要水管兩端的有大小不同的壓力，即要有“水壓”；以此類比，電荷在導(dǎo)體中受到某些作用的時(shí)候也會朝著某一特定的方向移動，就會形成“電流”，且“電流”的形成也需要導(dǎo)體兩端有“電壓”。像這樣引入“電流”和“電壓”概的念方式生動形象，易于理解，也巧妙地回避了“電勢差”這一高中才講解的“高深”的知識點(diǎn)。

除了物理概念教學(xué)，在物理規(guī)律的得出過程中也可以使用類比法。如探究“導(dǎo)體電阻大小與哪些因素有關(guān)”，通過實(shí)驗(yàn)是可以總結(jié)出結(jié)論的，但是初次接觸的學(xué)生無法在脫離實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)的情況下快速理解記憶導(dǎo)體電阻大小眾多的影響因素，而且有的是正比關(guān)系有的是反比關(guān)系，極易混淆。因此配合使用類比法，可以幫助學(xué)生理解和鞏固。用馬路上的車流去類比電流，路越窄，車輛越難通過，類比可得導(dǎo)體橫截面積越小，對電流的阻礙作用就越大；隧道越長，車輛越難通過，類比可得導(dǎo)體長度越大，對電流的阻礙作用就越大；路面越顛簸，車輛越難通過，類比可得導(dǎo)體材料不同，導(dǎo)體對電流的阻礙作用就不同。通過實(shí)驗(yàn)探究與類比相結(jié)合的方法，引發(fā)其聯(lián)想與遷移，從而建立正確的認(rèn)知。

（三）已知概念類比新概念，“以舊喚新”

在初中物理教學(xué)中，同一模塊的新章節(jié)與就章節(jié)之間總是存在密切的聯(lián)系，甚至不同的知識模塊也可以通過能量聯(lián)系在一起。但是當(dāng)同一問題在新的情景下出現(xiàn)時(shí)，學(xué)生往往很難辨認(rèn)新舊情景的相似性和相關(guān)性，因此學(xué)習(xí)會感到困難。此時(shí)如能找到新舊知識的相似性，使用類比法教學(xué)便會事半功倍。如內(nèi)能和機(jī)械能是兩種不同形式的能，由于內(nèi)能較為抽象，且涉及微觀問題，所以在介紹概念時(shí)可以和機(jī)械能進(jìn)行類比。使用下面的思維導(dǎo)圖即有利于學(xué)生理解內(nèi)能概念也有利于區(qū)分內(nèi)能和機(jī)械能的異同。

再分別從動能和分子動能，勢能和分子勢能的影響因素入手，這樣的類比很自然，也很容易被學(xué)生接受。

二、使用類比法時(shí)應(yīng)注意的問題

（一）類比與對比相結(jié)合

類比是根據(jù)兩種事物在某些特性上的相似，推理出它們在另一些特性上也可能相似的思維形式，是“由此及彼”。如果把“此”看作是前提，“彼”看作是結(jié)論，那么類比思維的過程就是一個(gè)推理過程。類比法的特點(diǎn)是“先比后推”。“比”是類比的基礎(chǔ)，既要“比”共同點(diǎn)也要“比”不同點(diǎn)。也就是類比與對比相結(jié)合。

（二）類比得出的結(jié)論不一定可靠

亞里士多德在《前分析篇》中指出“類推所表示的不是部分對整體的關(guān)系，也不是整體對部分的關(guān)系”。類比推理是一種或然性推理，前提真結(jié)論未必就真，不可一概而論，要有所選擇地類比。教學(xué)過程中，教師應(yīng)結(jié)合學(xué)情，發(fā)揮類比法的優(yōu)勢，與其他方法結(jié)合使用，從而激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)興趣，提高教學(xué)質(zhì)量。