在初中物理的教學(xué)過程中,為了便于科學(xué)探究問題或者讓學(xué)生更好地理解知識,教師往往運(yùn)用到多種有效的方法,比如控制變量法、推理法、類比法、轉(zhuǎn)換法等,其中類比法是研究和學(xué)習(xí)物理的一個非常重要的方法。它不但能開拓思維、提供解決問題的線索,還能將比較抽象的物理形象化、生活化,對學(xué)生理解某些不熟悉的問題非常有益,也是提出科學(xué)假設(shè)和探索新理論的重要途徑。
一、類比法的概念和優(yōu)勢
類比法,也叫“比較類推法”,是指由一類事物所具有的某種屬性可以推測與其類似的事物也應(yīng)具有這種屬性的推理方法。類比推理是一種或然性的推理,其結(jié)論是否正確還有待實踐證明。“類比思想”包括兩方面:(1)聯(lián)想,由新信息引起的對已有知識的回憶;(2)類比,在新、舊信息間找相似和相異的地方,即異中求同或者同中求異。
中學(xué)生在思維方法上是以形象思維為主的,尤其是物理學(xué)科,很多知識比如聲音、光、力學(xué)、物態(tài)變化等,幾乎所有的物理知識都和學(xué)生的生活息息相關(guān),但生活是表象,知識是理論,在從表象到理論的認(rèn)識過程中,需要學(xué)生有一定的抽象思維能力,但初中生的抽象思維能力相對較弱。物理學(xué)雖然是一門以實驗為主的科學(xué),但是許多的物理概念,規(guī)律是在實驗的基礎(chǔ)上經(jīng)過抽象概括而形成的,有些物理概念規(guī)律看不見,摸不著,比較抽象,學(xué)生理解上有一定的難度,此時,運(yùn)用類比法,把學(xué)生已有的知識和所學(xué)知識進(jìn)行類比,就能大大增強(qiáng)教學(xué)的直觀性,讓學(xué)生順理成章地理解所學(xué)的新知識,非常有利于學(xué)生建立概念、理解規(guī)律,從而降低知識的難度,起到事半功倍的效果。
二、類比的三個切入口
1.新、舊知識類比。學(xué)習(xí)的過程是在原有知識基礎(chǔ)上不斷豐富的過程。物理學(xué)有很多概念,這些概念之間并非是孤立的。我們在教學(xué)過程中可以找出新舊知識的聯(lián)系進(jìn)行類比,不僅僅使掌握新知識變得更容易,同時也達(dá)到了對舊知識鞏固的效果。比如在學(xué)習(xí)牛頓第一定律的探究實驗中,教師可以通過類比探究影響滑動摩擦力大小的因素來學(xué)習(xí),又如在八年級下學(xué)生學(xué)過機(jī)械效率的計算方法,在九年級學(xué)熱效率的時候教師可以聯(lián)系機(jī)械效率來講解熱效率,這樣就能起到對舊知識的鞏固,新知識的領(lǐng)悟、新舊知識的整合的目的。
2.生活經(jīng)驗與物理概念類比。新課程要求以學(xué)生為主體,教師在課堂中起引導(dǎo)和強(qiáng)化的作用。由于初中階段物理學(xué)科的特殊性,教學(xué)可以從身邊的生活實例引起,或者從身邊的現(xiàn)象引發(fā)一定的物理思考,從而促進(jìn)學(xué)生的探究興趣,啟迪學(xué)生的思維。如之前學(xué)過速度的物理意義——單位時間內(nèi)通過路程的多少,學(xué)生學(xué)習(xí)時由于具有一定的生活經(jīng)驗,比較容易理解和運(yùn)用。在學(xué)習(xí)功率物理意義的時候就可以聯(lián)系速度的概念,即單位時間內(nèi)做功的多少來學(xué)習(xí)。在提高學(xué)習(xí)效率的同時也逐漸養(yǎng)成了學(xué)生觀察生活和分析生活的習(xí)慣。
3.相關(guān)學(xué)科知識與物理知識的對比。自然學(xué)科分科龐雜,眾多學(xué)科之間都是有一定的內(nèi)在聯(lián)系的,老人們就曾說過“數(shù)理化不分家”的老話。因此,在學(xué)習(xí)物理時可以用其他已學(xué)過的知識進(jìn)行類比,幫助他們理解一些物理現(xiàn)象和物理問題。
三、類比法在初中物理教學(xué)中的應(yīng)用
1.電流和水流的類比。從水輪機(jī)的示意圖可以看出,水泵保持一定的水壓,電源保持一定的電壓,水管傳輸水流而導(dǎo)線傳輸電流,水輪機(jī)是利用水能的設(shè)備而燈泡是利用電能的設(shè)備。因此,在講解水流時可以引導(dǎo)學(xué)生利用二者的類比關(guān)系來理解電流,但需要注意的是二者并非完全相同,水壓是水給的,而電壓并非是電給的壓力。
2.機(jī)械能和內(nèi)能的類比。我們說運(yùn)動的物體具有機(jī)械能,無規(guī)則運(yùn)動的分子具有動能;彈簧在拉壓的時候可以產(chǎn)生拉力和推力,而分子間存在著相互作用的引力和斥力;物體動能和勢能的總和叫物體的機(jī)械能,分子物體內(nèi)所有分子做無規(guī)則運(yùn)動的動能和分子勢能的總和叫物體的內(nèi)能。
綜上所述,類比法在初中物理教學(xué)中有著廣泛的應(yīng)用,既能幫助學(xué)生提高對物理知識的認(rèn)識程度,也能提高學(xué)生運(yùn)用物理方法解決實際問題的能力,還能很好地訓(xùn)練學(xué)生的創(chuàng)造思維,發(fā)展學(xué)生的能力。類比法,可以把枯燥的知識趣味化、把抽象的知識形象化,這樣的課堂一定是有效的課堂,這樣的學(xué)生也是幸福的學(xué)生,這樣的老師才是智慧的老師。