类比法物理 类比法在物理教学中应用的几点体会
时间：2019-05-24 03:29:55 来源：柠檬阅读网 本文已影响 人 
类比法是物理教学中常用的一种方法，它是以比较为基础，类比法应用到物理教学中，就是将陌生的物理现象与学生熟悉的相似的现象进行比较，从而揭示出物理过程或物理现象的本质，运用类比的方法，既可以快速突破教学难点，从而提高课堂教学的效率，实现好的教学效果。
1、类比法的选用取决于教学内容和学情
教学内容决定教学方法，首先，高中物理中有些内容的客观难度决定了常规的讲授法不易取得较好的效果，物理概念和规律的理解、物理过程的分析、物理模型的构建等构成了高中物理中的诸多难点，突破教学中的难点，关键问题不是时间，而是方法，结合中学生的思维特点和生活经历，在讲授新的物理概念或规律时，用学生比较熟悉的现象、概念和规律去进行比较或类比，引导学生去理解和掌握新的知识，克服学生思维的缺陷，使难点得以突破，其次，学生往往靠直觉经验进行判断，“想当然”的推理，例如，学生常认为“滑动摩擦力一定对物体做功”、“重的物体下落快”等。而不能抓住事物的本质和解决问题的关键’，这与其知识体系中概念模糊、关系含混、内在一致性差的特点有关，对于物理公式习惯于生搬硬套，而不是理解意义根据具体问题灵活选用，例如，学过力学后，他们可以正确回答力与运动的关系，但对物体受力分析时常常不考虑运动状态，中学生虽具备一定的逻辑思维能力，但其思维的批判性和深刻性还较差，另一方面，仅凭课本内容让学生发挥想象去理解，学生会感到枯燥无味，兴趣不高。
所以，运用形象类比的方法突破教学难点，既省时、省力，使学生对物理概念有了较深刻的理解，可取得较好的教学效果，又实现了学生能力的培养。
2、类比法在不同教学内容中的应用和作用不同
2.1 概念教学中有助于生成
高中物理中，有相当一部分物理概念很抽象，学生难以想象更难以理解，如电场的概念绝不是一两节课就能建立，我在电场教学时拿一瓶香水藏在讲台上，问学生闻到什么?并让他们交换位置后再次回答香味有何不同?把电场类比为“气味场”，把检验电荷类比为“侦察员”，学生会很快理解电荷周围电场强弱的分布，明确了检验电荷是用来检验电场的。电场的强弱是由电场本身决定的，与“侦察电荷”的电量无关。
电动势的概念，课本的定义是：“电源的电动势，等于电源没有接入电路时两极间的电压”，而电动势的实质——电源把其它形式能转化成电能的本领，此定义难以达到让学生理解的目的，过去教材中把电动势比作因水泵而产生的水压；还有把电路比作小孩玩滑梯的循环路线来说明电动势，有人在教学中做了这样的类比和说明，电动势是电源把其它形式的能量转化成电能的本领，就象木匠能把木材做成家俱，缝衣师傅把布料做成衣服一样，都具有一种本领，木匠的这种本领已经具备，做家俱以后就把这种本领表现出来，就像电源接入电路时，电源把其它形式的能量转化成电能的本领表现出来一样，未接入电路的电源，这种本领未表现出来，大小保持不变，再加上实验，学生很快就对电动势的概念有了深一层的理解。
对“功是能量转化的量度”一句的理解是机械能～章学习的中心思想，我要求学生每算出多少功时都要想：哪里来?哪里去?然后类比说明，就像一间只有一扇门的房子，房子里有多少人我们在外边不能知道，但我们站在门口观察进出的人数就可知道房间里的人数在观察时间内变化了多少，算出功并不能知道一个物体有多少能量，但可以知道有多少能量发生了转化或转移。
用好类比法可以使许多物理概念教学的难点得到突破(如电容器与水容器的类比，由重力做功对比电场力做功，电场线与磁感线的类比)，还有利于巩固知识、强化知识的内在联系，对形成结构清晰、联系紧密的物理认知结构具有重要意义。
2.2 规律教学中有助于理解
由于物体受力特点的相似，平抛运动与带电粒子垂直进入电场中的偏转运动规律相似；卫星的运动与核外电子的运动相似，这些都是认知结构同化作用的体现，教学中可以大胆类比，启发思维，在《机械波形成》一课教学中，介质中各点的振动、各点振动之间的关系、各点与振源的关系、波形的变化等问题，学生往往考虑不全面容易出错，针对这些问题我并没有立即提问检查，而是把波的形成与“传染病”的转播进行类比，让学生说出每个被传染者的症状关系，发病的时间关系，与传染源的关系，然后安排学生活动，一列学生依次下蹲、起立演示波的传播，最后让学生回答机械波形成的相关问题，学生有了生活的对比，有了活动的感性认识，不只是记住了结论，而且理解了知识。
2.3 物理现象教学中有助于想象
物理现象在课堂中的展现一般是通过实验来实现的，像波的衍射现象、多普勒效应现象等，而有时演示实验效果并不理想，学生即使观察到了现象也不能理解其发生的条件或原理，我把波的传播类比为人在行走，人的腿越长(步幅越大)就越容易跨过路上的障碍或小坑，对比理解波长越长就越容易绕过障碍物进行传播，虽然不太准确，但对学生理解发生明显衍射的条件很有帮助，当一辆汽车响着喇叭从你身边疾驰而过时，喇叭的音调会发生变化，当汽车向你靠近时，音调会变高，而汽车远离你的时候音调会变低。这个现象学生都很熟悉，但为什么会产生多普勒效应?这个问题学生理解起来有一定的难度，因为声波是看不见摸不着的，很难定性解释这个效应，更不用说定量计算了，为此，可以借助以下的模拟实验进行类比：你站着不动时一列队伍每秒从你身旁经走过N个人，如果你与队伍反向而行每秒从你身旁走过的人数大于N，你与队伍同向行走且你的速度小于队伍速度，则每秒从你身旁走过的人数小于N，类比后再用波的传播来解释多普勒效应学生就容易接受，情景的想象是物理思维的基础，只有正确地想象才有正确的思路。
2.4 在图象学习中的应用有助于区别
图象是描述规律的一种重要方式，具有形象、直观的特点，振动图象和波的图象是非常相近的两个图象，形同意不同，差别在于横轴表示的物理量不同，这一差别，使两个图象的物理内容、物理意义完全不同，它们的意义可用一个形象的例子来比喻，振动图象是对一个人的录像，而波动图象是对许多人的照相，录像记录了不同时刻的动作表情；照片记录了同一时刻不同人的不同表情动作，这样学生就容易从本质上理解了两个图象的区别，等势线、等势面的图学生也一时难以理解，不能通过等势线的分布了解电场的分布，通过把等势线同地理的等高线类比，让学生思考怎样从等高线看地形分布，从而使学生明白等势线与场强分布的关系，只有清楚了图象的物理意义，才能从图象中得到正确的信息，便于形成用图象解决问题的思维习惯。
2.5 在解题方面的应用有助于能力提高
学生在学习物理的过程中，正确恰当地运用类比，不但可以帮助学生掌握所学的知识，还可以促进解题能力的提高，如可以把原子中电子绕核的圆周运动与人造卫星绕地球的圆周运动进行类比，它们遵守相同的向心力方程，解题的方法也相似，只是应用的具体知识不同，借助物体在重力场 中的平抛运动，类比带电粒子在静电场中的运动，发现两者规律相似，使学生对这两种场中的运动本质特征的认识有了新的高度，打点计时器纸带问题的分析与频闪照片的类比。与运动车辆漏油的类比，这样类比，既可以加强知识之间的联系，深化对知识的理解，也能提高学习的效率，促进思维方式的发展，例：一个人发现水中S处有一溺水者，溺水者离岸的距离SB＝10 m，而发现者在A处，A距B点的距离为20 m，此人在岸上跑动的速度为5m/s，而在水中的速度为1 m／s，发现者为尽快到达溺水者处，他应在何处下水?此题如用一般的运动知识分析求解，将会出现三角函数的复杂变换，难以求得答案，如通过类比把人的运动类比为光的传播，运用光的折射定律就非常容易解答。
通过类比，比出运动特征；通过类比，比出运动规律；通过类比，比出分析和解决问题的思路与方法。
2.6 在复习课中的应用有助于知识系统化
复习课的目的是归纳、整和、查漏、提升，利用前后知识的对比，像宏观与微观、矢量与标量、电场与磁场、少数与多数，按照知识的本质属性和内部结构关系，把所学知识的各个部分、因素、方面和层次的认识联结起来，使认知由表面特征的感性认识阶段上升到对内部本质属性及规律的理性认识，如对比：左手定则、右手定则、愣次定律，都是判断方向的方法，为什么不叫愣次定则而叫愣次定律?因为愣次定律不只是一种方法，它揭示了磁通量变化、感应电流方向、感应电流磁场之间存在的内在规律，并包含着此类问题中能量守恒的思想，运用类比的方法，展开丰富的联想，产生迁移，形成新的观点，使原有知识结构得到补充、改造和逐步完善，开阔学生的知识领域，提高思维的创造性，实现认识上的飞跃；运用类比的方法，加强知识间的纵向沟通，把新知识纳入原有认知结构中，避免了本质属性相近的知识孤立的存在于学生的头脑中，帮助学生贯通知识间的联系，使知识脉络纵横交融，形成系统的知识网络，逐步构建良好的认知结构。
3、进行类比应注意的问题
类比法具有两个特征，一是适用范围广，可以跨越各个种类进行不同类事物的类比，既可以比较本质的属性，又可以比较非本质的特征，二是具有较强的探索性和预测性，是各种逻辑推理中，最富有创造性的一种。
形象类比，首先要形象，既相像又恰当，否则达不到教学目的，生活中的现象与物理知识的类比，最容易激发学生的兴趣，能有效帮助学生的学习，但一定要了解他们的兴趣、爱好，以学生熟悉的现象进行类比，另外类比不是一种严密的推理，类比推理的结果是否正确，还需要经过实践的检验，这就需要我们在备课中备好类比事例，做到类比通俗易懂，形象逼真，切合实际，这样才能真正突破教学难点，教师要善于用物理的眼光观察生活，挖掘类比素材，有时要通过创设情境为类比做好铺垫，还要注意学生有时进行简单类比，往往偏重于形式上的相似，教师要帮组学生分析取舍类比成分，教师不仅要在教学上运用类比法，还要创设条件，让学生自己去学会类比。
类比法的前提是具有相似性，过程是对比、比较，本质则是迁移、发现，在平时的教学中多用类比，巧用类比，用生活学习物理，让物理走进生活，把物理学习延伸到生活、社会，用类比法把前后知识串成线、连成网，使课堂教学更加生动、有效。
