高中物理教学中的几个不当类比实例分析

周琪兵

(江苏省江安高级中学 226534)

虽然物理是以实验为基础的学科，给人的感觉比较具体、形象.但是其理论、概念、定义、定律、规律等是对实验、事物等经过抽象而形成的.教师在引导学生运用类比的方法思维时，除要学生注意不同对象的相似点和不同点外，更要强调的是事物的本质，从深层意义上进行类比，忽视这一方面会造成知识混乱，反而不利于学习掌握新的知识、理论和方法.本文攫取高中物理教学中常用的几个类比实例，分析其成功与不当之处，以方便类比法高中物理教学中的更好的应用.

实例一，在《牛顿第三定律》教学中，我们常常把一对作用力与反作用力和一对平衡力进行类比.一对作用力、反作用力是大小相等，方向相反的，作用在同一条直线上的两个力.一对平衡力也是如此.这样类比，找出两者的共性，对学生理解和记住一对作用力和反作用力的关系很有帮助.

这两者的区别是，一对平衡力作用在一个物体上，作用效果相互抵消，一对反作用力，作用在两个物体上，作用效果不能相互抵消.一对平衡力作用效果相互抵消，学生很容易理解.一对作用力和反作用力的作用效果不能抵消，学生难以理解.为了便于学生理解，有些老师举了这样一个例子，一只鸡蛋与一块石头相碰，鸡蛋破了，石头却完好无损，然后反问学生，石头和鸡蛋的作用力与反作用力作用效果能抵消吗？

鸡蛋破了，石头无损，这只是一个现象.在研究物体的平衡和作用力与反作用力问题时，力的作用效果是使物体产生加速度，一对平衡力，作用在一个物体，使该物体产生的加速度大小相等，方向相反，故作用效果相互抵消.一对作用力和反作用力，作用在两个不同的物体上，使不同的物体产生各自的加速度，当然作用效果不能抵消.

教师在物理课堂教学中用类比的办法比较两个概念的区别与联系时，不能仅仅停留在现象的对比上，还要透过现象，找出两个类比对象在本质上的异同点.

实例二，在《加速度》教学中，有些老师进行了这样一个类比.用每秒向篮子里放入苹果的个数类比物体运动的速度，用每秒比前一秒多放入篮子的苹果个数类比加速度.每秒比前一秒多放入篮子的苹果个数越多，篮子里的苹果数增加越快.通过类比，试图说明加速度越大物体速度增加越快.

应该说用每秒比前一秒多放入篮子的苹果个数类比加速度，逻辑上是很准确的，如果能让学生充分理解它们的共性，不仅能够很好的理解“加速度越大，速度变化越快”的道理.而且对导出加速度的表达式也是有帮助的.可以说，理解这个类比源的难度，不亚于理解加速度的难度.因此，在实际课堂上，即使教师使出浑身解数，学生无论是对类比目标还是对类比源的理解，还是云里雾里，教学效率可想而知.

物体加速度方向和速度方向相同，类比于向篮子里放入苹果，即使物体加速度减小，速度仍在增大.若物体加速度方向也速度方向相反，类比于从篮子里取出苹果，即使物体加速度减小，速度仍在减小.则很容易引导学生自己得到这样的结论，即加速度与速度同向，物体速度增大；加速度方向与速度方向相反，物体速度减小.至于加速度表示速度变化快慢的含义乃至加速度的定义，可以与物体位移变化的快慢即速度的进行类比，学生还是能够接受的.

在课堂教学运用类比法的时候一定要引导学生仔细分析和比较，选择恰当的类比对象，类比对象应当形象而简单易懂，贴近生活实际，切忌以“难”比“难”，更不能越比越难.

实例三、在讲解电容器的定义及物理意义时，教学过程中常常拿装水的容器来类比电容器.水容器能装水，电容器能储存电荷，这样的类比很容易让学生明白电容器的作用.用水容器的盛水本领来类比电容器存储电荷的本领——电容，也很容易让学生了解电容的相关概念，得到电容的定义，让学生了解电容的大小由电容器本身决定，与电容器是否带电、带多少电荷无关等信息.

笔者在教学中将水容器的盛水本领和电容器的带电本领，进行了如下阐述，给后面的进一步探究打开了方便之门.

甲乙两个柱形容器的盛水本领比较，若使甲乙两柱形容器的水位同时升高1 cm，甲需要水多，说明甲容纳水的本领大.同样甲乙两个电容器带电本领比较，若使甲乙两电容器的电压同时升高1V甲需电荷多，说明甲电容器容纳电荷的本领大，甲电容器的电容就大.

还可这样类比，同样的水量，倒进容器甲中，水位上升很少，倒进乙容器，水位上升很多，说明甲的盛水本领大于乙.同样的电量分别充入电容器甲和乙.甲两极电压升高很少，而乙两极的电压升高很多，再升高电容器就有被击穿的危险.说明电容器甲的电容大于乙.

通过上面的横向和纵向类比，学生容易建立一个概念，电容器带电量越多，而两极电压上升越少，该电容器容纳电量的本领就越强，电容也就越大.如果进一步与速度或其他通过比值定义法来定义的物理量来进行类比，容易得到电容的表达式：C=Q/U.

对类比对象，进行的进一步的思考和解释，挖掘其深层次的含义，有利于新概念教学的进一步深入.

类比法对知识的深化问题的解决有着重要的意义，是一种促进学生知识迁移，提高学生各方面素质和能力的有效途径. 所以，在物理教学中，教师自身在掌握物理规律本质的基础上，恰当、适时地选择类比对象，并对类比对象，进行的更深入的思考和解释，让学生的知识经验融会贯通，让类比法在高中物理教学中更好的发挥它的作用.