高中物理教学中类比法的应用

苏方锤

摘要：高中物理教学是自然类的基础学科，其中蕴含了丰富的科学方法，其目标也不仅仅是教授给学生单一的物理知识，而是需要将更多地将科学分析的方法和思维逻辑教授给学生，为学生今后的学习生活架构科学思维体系，而这也是当下教学设计中的难点，也是科学方法教学的难点。本文就当下高中物理教学中的类比法应用状况进行了一定的分析，希望可以借此引导学生走出思维的困境，以增加高校学生的学习效率，更深入认识科学和物理。

关键词：物理；教学模式；类比法

类比法是指对两个或两种的对象进行比较和研究，将这两者的共性和特性进行列举和分析，再通过对数据的总结和整理之后得出其中的某个或是某类对象理论和规律，并以此推断另一个或另一类的对象。然后，以此对它们之间的相通性和相似性进行推动研究的逻辑推理和研究方法。其实很多人都知道“知识迁移”是现代教育心理学的一个重要理论，其通过对所学习的知识和方法对未来的知识进行影响和产生作用。当然，这类影响和作用自然具有两面性，当其发挥积极作用时称之为正迁移，而起发挥消极作用则称之为负迁移。在高中物理教学过程中，这类相似性和共性往往会发生在不同的范围，例如其运算公式的相似性、实验模型具有相似性、常数的值近似等。因此，这类知识也常常运用类比法和迁移的理论进行学习，通过已知的系统将物理规律寻找未知系统的物理规律，促进知识的正迁移效果，尽量减少负迁移效果，对教学产生事半功倍的效果。

一、类比法在物理教学中的作用

高中物理已经开始涉及到物理理论体系中比较基础和抽象的知识了，学生在进行理解的过程中往往会比较困难，然而通过类比法的使用，可以让学生更加便于了解，教学的效果也得到了强化。例如电场、磁场的概念学习中，可以将香水置于讲台之上，让学生通过对位置和香味的对比进行总结，在得到结论之后将香味强弱和电场强化进行类比，这是物理教学中的概念类比法。其次，还有将类比法应用到物理规律的教学中。由于在规律上的相似性，往往可以通过对已学知识的类比加深对于新知识的认识程度。由于物体和粒子所受到的力具有相似的受力方向，所以平抛运动在运动规律上和带电粒子垂直进入到电场之中时，具有相似的运行轨迹。同样的，卫星围绕地球做公转运动时，运动状况也可以和电子在原子核所进行公转运动进行类比。这些规律都是比较容易发掘的，但又取决于学生的思维能力。因此，教学中应当鼓励学生进行思考和类比，帮助其在今后的学习中可以事半功倍。还有一种，就是两者之间所产生的物理现象具有一定的相似。

二、类比法教学的具体应用

1、对称类比法教学，结合逻辑关系，推理答案。所谓的对称类比，是指根据两个（或两类）对象之间在属性上存在对称关系，可以以此进行类比性的推理。就通常情况而言，物理知识往往都是分散的知识点，而教师则需要通过利用对称类比让学生将分散的知识和理论进行逻辑性的总结和串联，将有关联的知识点联系起来，最终形成科学的结论，能使得学生的学习视野变得更加开阔，理解和认识效率更高。

高中物理的“超重与失重”理论是一个比较具有代表性的理论，尤其是在那个阶段，学生以及拥有了相当的知识和理论的认识，虽然在学习中对超重和失重的实际含义和规律还有一定的疑惑，教师则可以利用类比法为学生加强理解和认识。首先，教师需要准备12个体重器，按照每组至少三人的标准进行分组，让每组当中的各个学生都参与到该理论的体验当中。其中需要一个学生站在体重器进行“蹲下”和“站起”的运动，一个学生需要对体重器上的数据进行收集，另一个学生进行数据的整理，在经过十轮的“蹲下”和“站起”运动之后，三人之间彼此轮换。尽可能多地进行数据的收集，然后对其中“蹲下”和“站起”进行分别的分析。在完成实验中的数据收集和体验之后，组织学生进行小组的探讨和分析。不难发现，其中的规律，因为数据的显示非常明显，“当人在下蹲的过程中，也就是从一开始的静止站立到下蹲，其重心的移动速度从零转变为一个向下的移动速度，这说明重心的加速度方向是向下的，而这个加速度的产生需要进一步的思考。深究之后，可以得出这是由于人在重力和支持力不对等的情况中，其重力向下，而支持力向上，当加速度产生而且是向下的时候，说明支持力在这个阶段是小于重力的，人在此时处于失重状态。同样，当人从存在向下的速度到蹲至低点时，速度又变为零。这说明，该阶段的速度加速度与速度方向相反，而且是向上的，这说明是支持力大于重力，这个过程人类处于超重的状态。

2、运用性质类比法教学，运用性质关联，提炼观点。所谓的性质类比法，表明这至少两个知识点之间存在性质和本质上的相互关系，在经过知识点之间的相互融合之后，最终通过类比推理得出新的原理和规律。就通常状况而言，物理的教学和研究中存在不少利用性质关联和规律相近提炼观点和原理的例子，尤其是在一些原理的推论、推断之中的应用更是比较广泛。由此而言，类比是科学通向创新的桥梁，它作为一种科学的符合学生心理发展的教学方法，对于高中物理教学和复习课都有着积极的意义。教师作为课堂的引导者，更要注重对学生的知识储备、心理状态等方面进行相应的分析和整合，才能将类比法的应用发挥出应有的效果。

三、使用类比法时需要注意的问题

1、扎实的基础知识是运用类比法的前提。类比法是通过对多个相似模型的分析，将一个已知的模型进行属性的迁移，经过复制和变动之后融入到另一未知模型中。若是学生没有形成一个详细的模型属性了解，就没有办法进行合适的联想和类比。因此，在高中物理教学中要强化基础教育，以及基本模型的建立。

2、纠正错误的类比，形成正确的认识。类比法是对事物的规律进行总结和归纳，而不是进行严格逻辑推理的过程。因此，这要其在探究物理概念的过程中必须寻找合适的依据和基础，然后应用具有合理性的过程进行类比法的使用。当老师遇到学生的不恰当类比时需要进行合理的引导和纠正，避免学生形成错误的认识，对今后的学习和生活造成影响。但同时又要注意语气，防止学生因此而造成积极性的受挫。

四、结语

在物理教学中如果能够正确运用类比法和迁移理论，发现和探索知识点之间的相似性，从而利用已知系统的物理规律寻找未知系统的物理规律，对教学难点的突破和教学重点的突出，有非常重要的作用。能使一些不容易直接从理论上理解的问题变得简单而直观，定能在教学中产生事半功倍的效果。

参考文献

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