類比法在物理教學(xué)中的應(yīng)用

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1、類比法在物理教學(xué)中的應(yīng)用摘要：類比是一種重要的物理思維方法。充分運(yùn)用類比方法，可幫助學(xué)生融會(huì)貫通所學(xué)知識(shí)，加深對(duì)物理規(guī)律和概念的理解,提高分析解決問題的能力，特別是用已有知識(shí)去探索未知領(lǐng)域的能力，從而達(dá)到觸類旁通、以點(diǎn)帶面、事半功倍的學(xué)習(xí)效果。本文同時(shí)指出使用類比方法應(yīng)注意其局限性，并防止出現(xiàn)知識(shí)的負(fù)遷移現(xiàn)象。關(guān)鍵詞：類比方法物理教學(xué)正文：在教學(xué)實(shí)踐中，我認(rèn)識(shí)到，物理教學(xué)中傳授知識(shí)固然重要，然而掌握方法更可讓學(xué)生受益終身。因此在教學(xué)中有意地滲透、傳授物理學(xué)的研究、學(xué)習(xí)方法，使學(xué)生受到物理學(xué)研究、學(xué)習(xí)方法的熏陶和訓(xùn)練，讓他們自覺不自覺地逐步掌握和運(yùn)用這些方法。其中“類比法”在物理

2、教學(xué)中就有著重要的意義：類比方法符合人們認(rèn)識(shí)事物的規(guī)律和當(dāng)代教育學(xué)、心理學(xué)規(guī)律。應(yīng)用類比方法，不僅可把抽象的新知識(shí)納入到已有知識(shí)系統(tǒng)中來(lái)，變抽象為形象、變難為易、變繁為簡(jiǎn)，同時(shí)又可激發(fā)學(xué)生聯(lián)想，具有啟發(fā)思路、舉一反三、觸類旁通的作用。從物理學(xué)的角度看，不同的研究對(duì)象之間有許多相同或相似的特征，他們遵守著相同或相似的物理規(guī)律，對(duì)他們的研究所采用的物理方法也受其特征的制約，三者之間有著必然的內(nèi)在聯(lián)系。若抓住研究對(duì)象的特征，應(yīng)用類比，則既可進(jìn)行傳授知識(shí)的教學(xué)和應(yīng)用知識(shí)的教學(xué)，又可進(jìn)行物理方法的教學(xué)。在特定的教學(xué)中運(yùn)用此種方法會(huì)達(dá)到事半功倍的作用。下面談?wù)劚救嗽诮虒W(xué)中應(yīng)用類比法的體會(huì)。

3、一、類比可讓物理知識(shí)“生活化”生活中的許多事例由于學(xué)生的經(jīng)驗(yàn)而變得形象。而物理學(xué)中有許多抽象的概念對(duì)于初學(xué)物理的學(xué)生來(lái)說(shuō)是難以理解的，例如電動(dòng)勢(shì)的概念、場(chǎng)的概念、加速度的概念等。即使有些學(xué)生能正確解答相關(guān)習(xí)題，可事實(shí)上他們對(duì)于概念的真正意義卻仍然有可能只是一知半解。比方說(shuō)，有許多學(xué)生在學(xué)習(xí)電動(dòng)勢(shì)及閉合回路的歐姆定律的相關(guān)內(nèi)容時(shí)，他們往往簡(jiǎn)單地認(rèn)為電動(dòng)勢(shì)E就是內(nèi)電壓和外電壓的總和，更嚴(yán)重的是，學(xué)生在這種錯(cuò)誤的理解基礎(chǔ)上，在解答閉合回路歐姆定律的習(xí)題時(shí)，他們總能用這種錯(cuò)誤認(rèn)識(shí)得到正確的答案。而有時(shí)有些教師僅僅通過(guò)批改作業(yè)，在沒有深入了解學(xué)生對(duì)電動(dòng)勢(shì)的概念的真正掌握情況，就對(duì)學(xué)生的作

4、業(yè)情況予以表?yè)P(yáng)肯定，這樣從強(qiáng)化的角度來(lái)說(shuō)，就更加深了學(xué)生對(duì)這一概念的根深蒂固的錯(cuò)誤認(rèn)識(shí)。5那么如何才能讓學(xué)生真正理解這些概念的物理意義？筆者以為，通過(guò)身邊一些耳熟能詳?shù)氖吕念惐?，或許能讓學(xué)生真正的理解。［案例：歐姆定律］在歐姆定律的教學(xué)中，為了能讓學(xué)生真正理解電阻和電動(dòng)勢(shì)的意義，筆者實(shí)施了這樣的類比方式。如圖所示，用兩只水筒之間的高度差類比導(dǎo)體兩端的電勢(shì)差，用水籠頭類比電路中的電鍵，用兩種不同的水管對(duì)水流的阻礙能力類比不同的導(dǎo)體對(duì)電流的阻礙能力，又用水泵及水泵抽水能力高低不同的例子類比電源及電動(dòng)勢(shì)，從而讓學(xué)生體會(huì)電學(xué)中的相關(guān)概念的物理意義。再比如，εLKAB水泵水輪機(jī)閥門圖2

5、例如在初中學(xué)習(xí)電源的作用、建立電壓概念時(shí)，就可用下列兩圖進(jìn)行類比：水流——電流，水路——電路，閥門——電鍵，水泵——電源，水輪機(jī)——電燈，水位差（水壓）——電壓，水流做功使水輪機(jī)轉(zhuǎn)動(dòng)——電流做功使電燈發(fā)光，學(xué)生就可很形象地理解電源所起的作用就是使電路兩端產(chǎn)生電壓，電壓的作用就是使自由電荷發(fā)生定向移動(dòng)形成電流。二、物理概念教學(xué)中的類比????物理學(xué)是自然科學(xué)中的一門基礎(chǔ)科學(xué)，它不僅有一定的知識(shí)內(nèi)容，而且這些內(nèi)容之間存在著必然的內(nèi)在聯(lián)系。如在學(xué)習(xí)靜電場(chǎng)一節(jié)內(nèi)容中，“電場(chǎng)”概念的建立是極為重要的，但由于此概念比較抽象，學(xué)生往往難以理解?？梢杂昧W(xué)中所學(xué)重力場(chǎng)與之類比：地球周圍存在著重

6、力場(chǎng)，地球上所有物體都處于重力場(chǎng)中，都受到了地球的作用——5重力。同樣，電荷的周圍存在著電場(chǎng)，電場(chǎng)對(duì)處于其中的電荷有電場(chǎng)力的作用，（如：點(diǎn)電荷間的庫(kù)侖力的作用）。再由物體在重力場(chǎng)中具有了與地球位置有關(guān)的重力勢(shì)能，引導(dǎo)學(xué)生總結(jié)出，檢驗(yàn)電荷在電場(chǎng)中也應(yīng)具有與場(chǎng)源電荷位置有關(guān)的電勢(shì)能。如此類比，相當(dāng)于在新舊知識(shí)間架起了一座橋梁，讓學(xué)生能夠從已掌握的舊知識(shí)中順利地接受和理解新知識(shí)。又如：場(chǎng)強(qiáng)E和電勢(shì)U這兩個(gè)描述電場(chǎng)的物理量，E、U與檢驗(yàn)電荷q有無(wú)關(guān)系呢？而牛頓第二定律M=F/a，當(dāng)物體受到的合外力為零時(shí)，物體產(chǎn)生的加速度也為零，但物體的質(zhì)量為一定值；再有，歐姆定律中R=U/I，若電阻不

7、接入電路中，U、I均為零，但電阻R卻一定。究其原因，蓋它們都是事物本身的物質(zhì)屬性。這種簡(jiǎn)單的類比，使學(xué)生頓悟：E、U是描述電場(chǎng)本身性質(zhì)的物理量，電場(chǎng)是客觀存在的，與檢驗(yàn)電荷無(wú)關(guān)，而定義式：E=F/q、U=ε/q只是定義E、U和計(jì)算E、U大小的。三、物理規(guī)律應(yīng)用中的類比從物理學(xué)的角度看，不同的研究對(duì)象之間有許多相同或相似的特征，他們遵守著相同或相似的物理規(guī)律，對(duì)他們的研究所采用的物理方法也受其特征的制約，三者之間有著必然的內(nèi)在聯(lián)系。若抓住研究對(duì)象的特征，應(yīng)用類比，則既可進(jìn)行傳授知識(shí)的教學(xué)和應(yīng)用