类比法和比较法在物理教学中的应用

叶长枢

摘 要：类比和比较法是常用的思维方式，物理教学中应用类比法和比较法的地方很多，教学中应用类比法和比较法引导学生学习，有利于降低学生学习难度，提高课堂效率.

关键词：类比法；比较法；物理教學

物理思维方法很多种，类比和比较法都是最用的方法，也是教师教学常用的基本方法.这两种方法的实质是根据一定标准把某些联系的两种或两种以上的事物加以对照，确定它们之间的异同及相互关系，从而形成对新事物的认识.苏霍姆林斯基曾指出：“教会学生能借助已有的知识去获得新的知识，这是最高的教学技巧”.用类比法和比较法教学，可以取得很好的效果.

1 类比法和比较法的应用

1.1 突破重、难点

课堂重点是学生必学知识，课堂难点是学生不易理解的.如何突出重点，突破难点是教学是否成功的衡量标准之一.难点是考试的重点，掌握好坏直接关系学习成绩高低.物理难点往往比较抽象，学生不易掌握、理解，课堂教学中用类比法和比较法加以比较形容，会大大降低学生学习难度，提高学习效率.例如：探究物质的吸热本领实验中，同质量的水和煤油，吸收相同的热量时煤油温度升高得快，要使水温度升高的与煤油一样多，水加热的时间要长，从而引出水的比热容比煤油大的概念.本实验讲解时笔者列举班上两位同学一个胖子小明，一个瘦子小刚，这两位同学年龄一样大，给他们相同的饭，瘦子小刚很快吃饱而且还有剩余，而胖子小明没吃饱，小明还要给他一些饭胖子才能吃饱，说明了胖子小明的饭量比瘦子小刚的大.补充能量时，物质吸热，人吃饭，物质的比热容与人的饭量是一样的道理，学生听了哈哈大笑，形象有趣，很快理解掌握.

1.2 课题引入

好的课题引入往往能激发学生的兴趣与好奇心，吸引学生的眼球.课题引入的方法、方式很多种，教师在教学中应用类比法引入课题，可让课题引入更具吸引力，更能打动学生心.例如学习电压的概念时，课题引入时用图1装置实验后讲解，抽水机提供水压形成水流；电源提供电压形成电流.抽水机好比电源；水压好比电压；水流好比电流，还可类比生物中学习到的心脏提供血压形成血流，形象生动学生很快理解电压这一抽象概念.

1.3 讲评练习

练习是为了巩固新知，在练习讲评教学时，教师把以前学过的、讲过的练习与现在学的知识相结合比较讲解，学生不但很快理解，还能举一反三，触类旁通.如右图2所示是两电阻R1、R2的U-I图线，由图2可知R1、R2电阻谁更大？

解析 方法有两种，法一：可抓住电压同是4V时，比较R1通过电流0.2A，R2通过电流0.4A，电流大的电阻小，所以R1>R2；法二：可抓住电流同是0.2A时，比较R1两端的电压4V，R2两端的电压2V，电流相同时，电压大的电阻也大，也分析出R1>R2，这两种方法可引导学生归纳记忆为“靠近纵轴的值更大”.

相类似的题目还有：比较密度大小，比较运动快慢，比较压强大小，比较功率大小等，此类题目答案都一样，如图3都是“靠近纵轴的值更大”.

1.4 实验教学

物理是以实验为基础的学科，在课堂上为了让学生更快地掌握、理解物理规律，要尽可能地多做演示实验，尽可能的让学生亲自动手做好分组实验，要重视物理实验教学，在实验教学中若能结合比较法，则可让学生更易掌握实验内容，增加学生动手实验时间，以提高课堂效率.

1.4.1 实验仪器

热学中三个重要的实验：加热碎冰实验；研究水的沸腾实验；科学探究物质的比热容实验，实验仪器都差不多，如图4装置.

1.4.2 实验现象

实验现象的细微差别，往往影响到实验结论的得出不同，要认真比较实验现象，透过现象挖掘实验的本质特征.例如： 在“观察水的沸腾”实验中，某实验小组观察到水沸腾前和沸腾时水中气泡的上升情况如图5甲、乙所示，图中__________是水在沸腾时的情况？

解析 沸腾前因能量不足，气泡由大变小；沸腾后能量足又因越深液体压强越大，所以气泡由小到大上升，水面处气泡破裂开来，实现由液体变为气体的汽化过程.

1.5 课堂小结

好的结尾与开头一样是评价一堂课好坏的关键，教师教学是否成功的重要依据，好的结尾可让学生豁然开朗，起到画龙点睛作用.教师在引导学生总结时，适时运用类比法和比较法，学生学习可取得良好的效果.例如在学习完功、功率后，学生在学习机械效率时很想知道它们三者之间是否有联系，怎样区别？在教学时，先引导学生课堂总结，先按以表1比较三者的异同点：

再举例体重相同的小明与小红同时搬20个相同的西瓜到三楼，他们做功怎样？（根据公式W=Gh，比较可知两人做功一样多），小明力气比小红大，全部搬完西瓜小明所用时间比小红少，他们谁的功率大？（两人做功相同，小明时间少，做功快功率也大），若小明用篮子挑，小红赤手搬西瓜，搬完全部西瓜，谁的机械效率高？（小红没做额外功，机械效率百分百，所以比小明高），若小红也用相同篮子挑，且挑完全部西瓜，小红因力气小所用次数更多，此时谁的机械效率又更高？（小红此时因做的额外功比小明多，所以此时小红的机械效率变得比小明更低了）.思考，回答完以上四个问题，学生很快理解三者的联系与不同.

1.6 理解概念

概念所反映的事物本质特征往往隐藏在非本质特征中，学生对概念之间的联系和区别理解的越深刻，学生就越不易混淆，运用概念就越自如，教师教学时指导学生利用以前的知识比较学习现学复杂的物理概念，或利用生活中的事物、实例类比复杂的物理概念，不仅可让学生很快掌握新的概念，还可让学生理解概念的内涵与外延，更为深刻.例如电学的三个重要概念可用表2比较：

1.7 记忆规律

物理规律是物理的重要知识，也是重要的考点，比较记忆不仅大大提高记忆效率，且运用不易混淆，是学习物理知识的捷径，例如教学中教师可指导学生学习以下规律时，作如下比较记忆：光波与声波的比较如图6.

1.8 中考复习

复习的目的是使已经学过的知识系统化，使知识更有条理性，运用知识解题更加灵活、方便.中考复习时间有限，教学中教师引导学生运用比较法复习，整理物理知识、规律、公式，学生的中考复习将更加轻松自如.例如记忆物理公式可按以下方法归纳、比较记忆：

2 比较和类比的类型

2.1 同类比

同类比指同类物理知识之间极其相似，需要教师在教学中利用比较法、引导学生发现它们之间的异同点，从而更好掌握物理知识，比如：汽油机与柴油机都是热机，都有四个冲程，构造基本相同，因吸入气体不同，以致点火方式，点火构造不同.再比如南方湿衣服变干是蒸发或汽化现象，北方结冰的衣服变干是升华现象；灯丝变细是升华现象，灯丝熔断又是熔化现象.

2.2 异类比

异类比指物理知识之间刚好相反，学生极易混淆，教学中需教师引导学生比较知识的相异处，让学生深刻理解，才能灵活运用而不出错.例如：雾、露的形成是液化现象，雾、露的消失是汽化现象，学生若没理解液化与汽化的物质变化，解题很容易出错.再比如光在真空中传播速度最大，v气>v液>v固，声音在真空中却不能传播，v气

2.3 点面比

点面比指教学中将一系列同类事物以一事物为中心，與其他事物相比较，由点到面启发学生思考、联想，引导学生很快掌握物理知识的目的，例如电学中最基本的串联电路，稍加改动，加上电流表、电压表、滑动变阻器所形成电路如图7，贯穿于电学几乎重要的实验，如科学探究电流与电压、电阻的关系实验，伏安法测电阻，测小灯泡的电功率实验，还有焦耳定律实验，细细分析讲解一个电路，再利用比较法分析异同点，学生便可掌握电学多处实验.

2.4 相似比

教学中把物理知识或现象与另一非物理知识或现象相比较，寻找出它们的相似点，从而使学生更好理解、掌握物理知识，例如电学中的三大物理量电压类比水压，电流类比水流，电阻类比水阻（水管对水的阻碍作用），且水管越粗，水管越短，水管材料内壁越光滑水阻越小，若温度降低到水管中的水结冰时，水不能流动，此时水管的水阻最大，说明材料、横截面积、长度、温度是水阻大小的影响因素，这与电阻大小的影响因素是材料、横截面积、长度、温度一样.再比如磁场看不到、摸不着但与风一样确实客观存在，磁场不但客观存在，还有方向，磁场的方向可用周围放置的小磁针显现，这与风确实客观存在，且有方向，它的方向可观察周围的树叶等轻小物体的飘动方向判断一样.磁感线是为了表示磁场的大小与方向，风标也是为了表示风的大小与方向，所以磁场类比风看不到摸不着但客观存在，磁感线类比风标看得到但是客观不存在的.

2.5 列表比

列表比是物理教学中常用的方法，它主要将刚学的物理知识列表；或将已学的物理知识与刚学的知识列表比较它们的异同点，从而更好、更快掌握物理知识，在中考复习是常用，可较好提高复习的效率，例如中考复习以下几个物理概念时，如表3

2.6 图形比

图形比指的是借助思维导图，教师在教学中引导学生将物理知识填入一定图形的思维导图中进行比较，让学生建立起一定的模型，充分发挥学生的形象思维，从而降低学习的难度，提高学生记忆的效率.比如光学与声学的复习可借助于蜈蚣形状的思维导图进行比较记忆，如图8：

3 类比法和比较法的作用

3.1 有利于化难为易

物理是一门以实验为基础的自然学科，需要学生从实验现象去发现物理规律，利用物理规律解释生活现象，很多生活现象与物理规律相违背，要让学生理解比较困难，教学中利用类比法和比较法，学生可很快理解，有豁然开朗的感觉.例如学生在生活中照镜子，已形成人离镜子越远像越小的深刻印象，很难理解平面镜成像中像与物等大的特点.让学生探究平面镜成像规律实验后，教师再举例说，同学们看教学楼的高度，远距离与靠近看感觉一样吗？学生很自然说看到的教学楼远处小、近处大，而实验教学楼会因为观察者距离远近而发生变化吗？造成这种现象的原因是人眼的错觉，相比下人看镜中的像也是如此，本质是像与物等大.经教师这一比较说明，学生很快从生活经历中形成的错误认识中掌握科学的知识.

3.2 有利于化抽象为形象

物理是一门抽象的自然学科，初中生刚处在抽象思维慢慢形成的阶段，特别是初中女生形象思维强于抽象思维，有相当一部分学生学习物理感觉有点困难，如何让学生更好理解物理知识，这就要求教师在教学中尽量降低学生理解的困难，而比较法正是化抽象为形象最好的方法之一，例如水定向移动形成水流，人定向移动形成人流，电荷定向移动形成电流；学物体的内能时，类比物体犹如装满蜜蜂的蜂箱，不管蜂箱是否移动是否有机械能，因蜜蜂在不停的飞动，分子犹如蜜蜂，所以物体内能一定存在不为零.

3.3 有利于整合知识

物理是分块研究的一门学科，分为光学、力学、磁学、电学等，各块看似规律不同，实质上通过类比法和比较法教学，很容易找到不同块或同一块不同章节之间知识的相似点，这样有利于把不同知识整合成同一知识，提高学生的认知度.比如液体与气体中的浮沉规律比较如图9，液体与气体中的压强规律比较如图10：

3.4 有利于提高效率

物理是一门需要学生理解掌握的学科.要让学生深刻理解物理知识，提高学生的课堂效率是教学的关键.比较法的正确使用可有效提高学生的课堂学习效率，例如学习热传递改变物体内能时，学生很容易形成热传递传递实质的是传递温度，传递条件是内能差，而不是温度差的错误理解，讲解时作如图11比较，学生很快理解.内容如表4

总之教师在物理教学中可应用类比法和比较法的地方很多，应用类比法和比较法的类型多种，特别是中考复习时运用比较法，复习效果特别明显.教师平时教学中应用可化抽象为形象，化复杂为简单，提高课堂效率，实现高效课堂.

参考文献：

[1]王雷君.“类比法”在物理教学中的应用[J].中学物理，2014，32（20）：35.

[2]黄永忠.高效课堂中列表比较法的应用[J].中学物理，2014（12）：35.