◇ 山東 李 剛

在高中物理教學(xué)中,可以引導(dǎo)學(xué)生通過(guò)類比將新舊知識(shí)聯(lián)系起來(lái),從而使他們更好地理解新知識(shí)并提高邏輯推理能力．在教授物理概念和定律時(shí),教師可以通過(guò)類比在新舊內(nèi)容之間架起橋梁,實(shí)現(xiàn)知識(shí)間的順利過(guò)渡．

1 概念類比

在高中物理教學(xué)中,類比通常用于介紹物理概念和理解物理意義．例如,在電場(chǎng)和磁場(chǎng)的學(xué)習(xí)中,教師可以將其與重力場(chǎng)進(jìn)行比較,找出它們之間的相同點(diǎn)和相似點(diǎn),并以此為根據(jù)把其中某一類對(duì)象的有關(guān)知識(shí)和結(jié)論,推移到另一個(gè)或另一類對(duì)象上．

1.1 萬(wàn)有引力和靜電力

學(xué)習(xí)靜電力的性質(zhì)時(shí),我們知道自然界中任何兩個(gè)物體都相互吸引,吸引力的方向在它們的連線上,該力大小與兩個(gè)物體的質(zhì)量之積成正比,與距離的平方成反比．電荷之間的力是否具有類似于萬(wàn)有引力的形式呢? 之后,展示庫(kù)侖定律的具體內(nèi)容,加深學(xué)生對(duì)知識(shí)的理解和記憶．

在重力場(chǎng)中,靠近地球表面的物體受到的重力就是G＝mg．在均勻電場(chǎng)中,電場(chǎng)對(duì)放置在其中的電荷有力的作用,可表示為F＝qE．二者相互類比可以加深學(xué)生對(duì)概念的理解和記憶．

1.2 電場(chǎng)和磁場(chǎng)

磁場(chǎng)的性質(zhì)相對(duì)抽象,學(xué)生很難理解,然而磁場(chǎng)和電場(chǎng)具有許多相似的特性．在電場(chǎng)中,相同類型的電荷彼此排斥,不同類型的電荷彼此吸引．在磁場(chǎng)中,同名磁極彼此排斥,異名磁極彼此吸引．

1.3 速率和功率

學(xué)習(xí)功率時(shí),教師可以利用學(xué)生熟知的運(yùn)動(dòng)學(xué)知識(shí),通過(guò)“描述物體運(yùn)動(dòng)快慢的物理量”來(lái)引入新內(nèi)容．通過(guò)類比提出概念,即“功率是描述做功快慢的物理量”．教師可以由此定義平均功率和瞬時(shí)功率,從而使學(xué)生更好地銜接新舊知識(shí)．

看一組類比:

水平面上一物體是靜止的,某時(shí)刻以一加速度開(kāi)始做勻加速直線運(yùn)動(dòng),一段時(shí)間后速度大小變?yōu)関1,立即換成相反方向的另一恒定加速度,再經(jīng)過(guò)相同時(shí)間,物體恰好回到出發(fā)點(diǎn),此時(shí)物體的速度大小為v2,則v1∶v2為( )．

A．1∶1 B．1∶2

C．1∶3 D．1∶4

光滑水平面上有一帶電滑塊,開(kāi)始時(shí)滑塊靜止．若在滑塊所在空間加一水平勻強(qiáng)電場(chǎng)E1,持續(xù)一段時(shí)間后立刻換成與E1方向相反的勻強(qiáng)電場(chǎng)E2,當(dāng)電場(chǎng)E2與電場(chǎng)E1持續(xù)時(shí)間相同時(shí),滑塊恰好回到初始位置,且具有動(dòng)能Ek,則( )．

A．l1＝l2

B．4l1＝l2

C．W1＝0.25Ek,W2＝0.75Ek

D．W1＝0.2Ek,W2＝0.8Ek

2 模型類比

在物理教學(xué)中,教師需要經(jīng)常使用物理模型來(lái)幫助學(xué)生更生動(dòng)地理解知識(shí)．例如,教師引入新知識(shí)時(shí)可以將圍繞原子核運(yùn)動(dòng)的電子的動(dòng)力學(xué)模型與行星的動(dòng)力學(xué)模型進(jìn)行比較,將電流的微觀模型與水的流動(dòng)進(jìn)行比較,它們與生活有著緊密聯(lián)系,可以有效地幫助學(xué)生理解知識(shí)．

2.1 行星運(yùn)動(dòng)模型和電子軌道運(yùn)動(dòng)模型

在學(xué)習(xí)庫(kù)侖定律時(shí),教師可以引導(dǎo)學(xué)生比較萬(wàn)有引力和靜電力．萬(wàn)有引力作用使行星繞著太陽(yáng)旋轉(zhuǎn),建立了行星運(yùn)動(dòng)模型．類似的,在核和電子的庫(kù)侖力作用下,電子在核周圍旋轉(zhuǎn),建立了電子軌道核運(yùn)動(dòng)模型．教師可以引導(dǎo)學(xué)生思考,兩個(gè)力的大小和表達(dá)方式相似,其作用效果是否相似? 合理地使用模型類比將抽象問(wèn)題具體化,使學(xué)生更好地理解和應(yīng)用它們．

2.2 水流模型和電流的微觀模型

在探索影響電流大小的因素時(shí),教師可以引導(dǎo)學(xué)生接觸自然水流方程Q＝Sv．水流與水的橫截面和水流的速度有關(guān)．類似的,電流微觀模型為I＝nqSv,其中電流的大小與電流通過(guò)的橫截面及電荷的定向運(yùn)動(dòng)速度有關(guān)．這樣與水流類比可以簡(jiǎn)化學(xué)習(xí)理解過(guò)程,與現(xiàn)實(shí)聯(lián)系并培養(yǎng)學(xué)生舉一反三的能力．

總之,高中階段是培養(yǎng)學(xué)生創(chuàng)新性思維的重要時(shí)期,教師可以合理地使用類比來(lái)幫助學(xué)生建立知識(shí)體系,通過(guò)現(xiàn)象分析和比較,了解物理學(xué)的本質(zhì),提高推理能力和總結(jié)能力．