例谈“类比”在高中物理教学中的重要性

摘 要：高中物理知识抽象，难懂，在课堂教学中可以巧妙应用类比、适时应用类比、归类应用类比的方法使抽象难懂的知识形象化，具体化，系统化，从而提高学生的理解能力和应用能力。

关键词：巧妙类比；适时类比；归类类比；类比思维

所谓类比，实际上就是一种从特殊到特殊或从一般到一般的推理，它根据两个（或两类）对象之间在某些方面的相同或相似而推出它们在其他方面也可能相同或相似的一种逻辑思维。在高中物理教学中，有许多抽象的物理概念、现象或规律，都与一定的生活实际相类似，规律与规律之间，现象与现象之间也都有种种的相似性。因此，通过类比可以帮助学生借助熟悉对象来学习和推理未知、生疏和抽象的对象，从而便于理解新知识。

一、 巧妙类比，化抽象为形象

在高中物理《变速直线运动》的学习中，有好多学生对加速度和速度的关系理解不透，误认为“一个做直线运动的物体，其加速度减小时，速度一定也减小，加速度增大时，速度一定也增大”。为解决这个误解，可以创设这样一个情景帮助学生理解：果农将地面堆积如山的苹果装箱，每次往箱子里装入的苹果数量类比于速度变化量的大小（Δv），箱内苹果的总数类比于速度的大小（v的大小），则每一秒内箱内装入的苹果数量（ΔvΔt）就可以类比为加速度的大小（a的大小），每一秒内往箱内装的苹果数量越多，即加速度数值越大。当物体做加速度逐渐减小的加速运动时，即为果农每秒钟往箱内装入的苹果数量在减少，但是箱内的苹果总数却在继续增加，只不过每次增加的数量没有之前多而已。当物体做加速度逐渐增加的加速运动时，可类比为果农每秒钟往箱内装入的苹果数量在增加，箱内的苹果总数就增加得更快一些。同理，也可类比加速度逐渐增加的减速运动和加速度逐渐减小的减速运动。

在高中物理《静电场》的学习中，出现了“电场”和“电场强度”两个物理概念，好多初学者都感觉很抽象，不易理解。因为带电体周围的电场看不见，也摸不着，但它又确实存在，并且不同的地方强弱是不同的，要检验某点的电场强弱必须引入检验电荷（试探电荷q），检验电荷将会受电场力的作用，则有关系式：E=Fq，当检验电荷拿走后，该点的电场强弱保持不变，说明各点的电场强弱只与产生电场的带电体有关，与检验电荷无关。按以上方法学习，学生会感觉很乏味，且不易理解，此时，可以这样来类比学习：将带电体类比为一身臭汗的人，这个人发出的臭汗味相当于电场，这个人周围的臭汗味在不同的地方是不一樣的，臭汗程度类比为电场强弱（电场强度E的大小），要检验某个地方的臭汗程度就必须引入另外一个人，这个人相当于检验电荷（试探电荷q），当这个人走后，这个地方仍然是刚才的臭汗程度，也就是说各点的臭汗程度只与发出臭汗的人有关，与检验人无关。这样学生对抽象物理概念的理解就会感到具体、形象和有趣，会很容易理解这些抽象的物理概念了。

只要有心，这样的类比在物理概念教学中可以挖掘出来很多很多，但是在类比时一定要界定好意义，切不可粗枝大叶地类比，如果类比意义不严密，便会使学生的理解出现偏差，适得其反。

二、 适时类比，化相似为清晰

有些规律的学习，存在很大的相似性，如果加以类比，可使学生容易理解，容易记忆，但是如果选择不好类比时机，没有在合适的学习阶段进行类比，也可造成学生对相似知识的混淆和乱用。比如对st图像和vt图像的学习，很多老师在教学时都喜欢将这两个图像同时类比教学，在学生没有熟练掌握其中一个图像之前就同时类比讲解了两个图像，这样，就导致有些同学在理解时将两个图像混淆，解决问题时感觉特别容易的问题也会出错。根据笔者多年的教学经验，在讲解这两个图像时，一定要按照课本安排，先熟练掌握st图像的应用，让学生在耳熟能详的情况下，推迟一点时间讲解vt图像，并且在讲解时可放手让学生类比st图像自主去推导v-t图像规律，“推后”的类比效果要远大于“同时”的类比效果。

相反，在学习《动量守恒定律》碰撞类的知识时，可以将相似的碰撞模型及时进行“同时”类比教学，使学生在对一个模型理解的基础上，顺势就可以同时类比归纳出和它相似模型的规律，“同时”类比的效果远大于“推后”类比的效果。比如图1：光滑水平面上与轻质弹簧相连接的B物体静止，A物体以一定的初速度撞向弹簧，在弹簧被压缩到最短，又恢复到原状的整个过程中，系统满足动量守恒。此模型与图2中光滑水平面上两个带同种电荷的小球之间的相互作用过程完全相似，只是作用力的性质不同而已，因此这两个模型可同时进行类比教学。

图3模型是动量守恒教学中最常见的子弹打木块模型，在子弹未打穿时与图4中木块未滑离时相似，或者子弹打穿时与木块滑离时相似，这两个模型可同时进行类比教学，通过类比，学生可以很轻松地掌握此类问题的解决方法。

三、 归类类比，举一反三，触类旁通

比值定义法是高中物理概念常用的定义方法，所谓比值定义法，就是用两个基本的物理量的“比”来定义一个新的物理量的方法。比如密度ρ=mV，电阻R=UI，加速度a=ΔvΔt，电容C=QU，电场强度E=Fq，磁感应强度B=FIl，电势差U=Wq等等。这些物理量的共同特点是可以由两个基本量的比值来计算新的物理量的数值，但是这个新的物理量的决定因素不是这两个基本量。比如电阻R与电压U和电流I无关，电阻的真正决定因素是R=ρLS，电场强度E与电场力F和电荷量q无关，而大部分初学者在学习电场强度和磁感应强度时，最容易犯的错误就是误认为电场强度E与电场力F成正比，与电荷量q成反比。因此在这些新概念的教学时，可通过逐次类比讲解，在高三一轮复习时，便可大胆一次性归类类比教学，讲解一式，即可举一反三，触类旁通。

四、 类比思维的培养

类比教学是我们高中物理教学常用的一种方法，所以在平时教学过程中对学生类比思维的培养就尤为重要。因此高中物理教学必须充分挖掘教材资源，在基础知识教学的同时积极采用探究教学模式培养学生的类比思维。同时，物理教学中，教师应该注重对物理现象的特征分析，找出类似知识点或者表面毫不相干但某方面存在相似的知识点，善于引导学生运用类比思维，鼓励学生大胆设想，发挥思维迁移的积极作用，找出新问题与已有知识的类比关系，提高学生的类比思维素质，并引导学生将其内化成自身的一种物理学习能力，激发学生的学习兴趣。

参考文献：

[1]乔金芳.高中物理教学中类比思维的培养[J].学周刊，2016（28）：50-51.

[2]李文.“类比”方法在高中物理教学中的应用[J].理科考试研究·高中，2015，22（15）：58-59.

作者简介：

苏巧芳，甘肃省兰州市，甘肃省兰州市第六中学。