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        論高中物理教學(xué)中學(xué)生類比思維能力的培養(yǎng)

        2020-03-30 03:13:25曹軍
        關(guān)鍵詞:類比思維學(xué)習(xí)效率高中物理

        曹軍

        [摘要]高中物理教學(xué)中,教師引導(dǎo)學(xué)生學(xué)習(xí)并運用形式類比、模型類比、過程類比以及物理學(xué)史中的類比等方法,培養(yǎng)學(xué)生的類比思維能力,提升學(xué)生的物理學(xué)習(xí)能力和學(xué)習(xí)效率。

        [關(guān)鍵詞]高中物理;類比思維;學(xué)習(xí)效率

        [中圖分類號]G633.7[文獻標識碼]A [文章編號]1674-6058(2020)08-0044-02

        類比思維是通過對兩個具有相同或相似特征的事物進行對比,從某一事物的某些已知特征去推測另一事物的相應(yīng)特征的思維活動。類比思維是在兩個特殊事物之間的分析比較,通過與已知事物對比,同中求異,異中求同,最后達到較快較好地認識事物本質(zhì)的目的。蘇聯(lián)學(xué)者瓦赫羅夫曾說過:“類比像閃電一樣,可以照亮學(xué)生所學(xué)學(xué)科的黑暗角落?!痹诟咧形锢斫虒W(xué)中,結(jié)合教學(xué)內(nèi)容,通過公式形式類比、物理模型類比、物理過程類比、物理學(xué)史類比,教會學(xué)生類比推理,培養(yǎng)學(xué)生的類比思維,提升學(xué)生的物理學(xué)習(xí)能力和學(xué)習(xí)效率。

        一、公式形式類比

        二、物理模型類比

        物理模型是人們通過科學(xué)思維對物理世界中原物的抽象描述,是按照物理科學(xué)研究的特定目的,用物質(zhì)形式或思維形式對原型客體本質(zhì)關(guān)系的再現(xiàn)。物理模型在高中物理學(xué)習(xí)中具有十分重要的作用,物理模型類比是培養(yǎng)類比思維的有效手段。

        例如,在學(xué)習(xí)氫原子模型時,可與天體運動模型相類比。電子繞原子核運動與行星繞太陽運動都是圓周運動模型,而且在其他方面也存在類似之處,列表如下。

        建模是研究物理學(xué)問題時常采用的一種方法,一般是根據(jù)實驗現(xiàn)象和實驗結(jié)論,分析得出相應(yīng)的規(guī)律,利用已有的模型來類比,從而建立起新的模型,促成新的發(fā)現(xiàn)。因此,通過模型類比訓(xùn)練不但可以提升學(xué)生的類比思維能力,更能培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新能力。

        三、物理過程類比

        很多不同的物理過程之間存在相同或相近的特征,因此在對應(yīng)的物理規(guī)律上也存在類比的可行性。借助類比法將復(fù)雜的物理過程與熟悉的物理過程進行對比,可以實現(xiàn)對物理過程的準確把握和規(guī)律內(nèi)涵的正確認識。

        例如,在學(xué)習(xí)“LC回路”時,可與單擺擺動過程進行類比。將LC回路在振蕩過程中的電能和磁場能的轉(zhuǎn)化與單擺擺動過程中的重力勢能與動能的轉(zhuǎn)化類比,列表如下。

        從上面類比分析可看出,LC回路中的電場能與磁場能的轉(zhuǎn)化和單擺擺動中的重力勢能與動能的轉(zhuǎn)化有類似的規(guī)律,采用類比的方法可使較抽象、復(fù)雜的電場能與磁場能的轉(zhuǎn)化過程更加清晰、更加易于理解。

        四、物理學(xué)史中的類比

        可以說物理學(xué)的發(fā)展離不開類比思維,通過類比創(chuàng)造出來的概念,往往會成為物理領(lǐng)域的新發(fā)展,它使人們擺脫思想的束縛,成就物理學(xué)史上的輝煌。在物理學(xué)發(fā)展史上類比電場線與磁感線、原子結(jié)構(gòu)模型與行星模型、萬有引力與靜電力等,都是根據(jù)類比而得出的科研成果,是人類物理學(xué)發(fā)展史上的大事件,所以類比思維對學(xué)習(xí)物理是十分重要的。在物理教學(xué)中,教師可以利用物理學(xué)史上的經(jīng)典故事,讓學(xué)生體會到前人是如何利用類比思維解決物理問題的,加深學(xué)生對類比思維的認識度,鼓勵學(xué)生運用類比思維探討物理知識。利用物理學(xué)史的價值,可有效培養(yǎng)學(xué)生的類比思維,建立學(xué)生對物理學(xué)的情感。

        總之,教師在教學(xué)中必須重視對教材內(nèi)容的挖掘,收集類似知識點或看似不相關(guān)但能夠在某些方面具有可比性的知識點,靈活運用類比方法激發(fā)學(xué)生的探究意識,培養(yǎng)學(xué)生的類比思維能力,并引導(dǎo)學(xué)生將其內(nèi)化為物理學(xué)習(xí)的能力,提高物理學(xué)習(xí)效率。

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