沈亮亮
摘 要:類比思維是人們研究陌生事物的重要思維方式。在高中物理授課中培養(yǎng)學習者的類比思維,可加深其對物理知識的理解,降低學習難度,提高學習自信。為獲得良好的培養(yǎng)效果,應做好類比思維相關知識學習,以及高中物理授課內容研究,采取針對性培養(yǎng)策略。
關鍵詞:高中物理;類比思維;學生
眾所周知,高中物理部分知識較為抽象,直接理解的難度較大,如運用類比思維,將陌生的、不易理解的知識與熟悉的事物進行類比,不僅能很好地加深印象,而且能深刻地掌握相關的規(guī)律,實現正確應用。因此授課中應積極尋找有效的培養(yǎng)策略,不斷提高學習者的類比思維,促進其分析與解題能力的進一步提高。
一、結合教材,滲透類比思維知識
高中物理部分知識點較為相近,應注重結合教材內容,為學習者灌輸類比思維知識,提高其對類比思維認識,為更好地應用類比思維分析與解答物理問題做好鋪墊。一方面,類比建立在聯想的基礎之上,因此進行類比時應充分聯想已學知識,找到新舊知識點之間的異同點進行合理地類比。如在學習電場知識時可以引導學習者類比重力場,以加深對電場的認識與理解。另一方面,圍繞所學的知識點,設計相關的判斷試題,要求學習者根據自己的理解進行分析判斷,檢驗其對類比思維的理解深度,并給予針對性地指引,使其牢固掌握類比思維的精髓,保證類比的正確性。
在講解直線運動知識時教材中給出了使用速度時間圖像求物體位移的方法,要求學習者根據該方法,判斷以下說法是否正確:(1)借助角速度半徑圖像與橫軸圍成的面積可求解出物體的線速度;(2)借助力與位移圖像和橫軸圍成的面積可求出對應位移內做的功;(3)借助加速度時間圖像和橫軸圍成的面積可求解出速度變化量。
上述說法涉及的知識點學習者并不陌生。根據類比思維相關知識以及所學的物理知識可知(1)中能夠求出半徑上某點的線速度,因此其說法是錯誤的;由功的定義可知(2)的說法正確;根據加速度與速度變化量之間的關系,可知(3)的類比是正確的。通過這些判斷習題,可使學習者更好地體會類比思維,有助于其更好地掌握類比的關鍵,即不能和相關的物理概念矛盾。
二、創(chuàng)設情景,加深類比思維認識
為加深學習者對類比思維的認識,提高其應用類比思維分析物理問題的意識,授課中應注重創(chuàng)設相關的問題情景,給其提供應用類比思維分析問題的機會,通過應用使其嘗到應用類比思維的成就感。一方面,積累相關的類比情境,分析類比情境應用到的知識點,在講解對應物理知識時及時展現給學習者,鼓勵學習者運用類比思維進行分析,使其親身體會類比思維的具體應用。另一方面,鼓勵學習者認真反思類比過程,總結類比的經驗與方法,給解答類似問題提供良好的指引,有效避免在解題中走彎路。
萬有引力定律和庫侖定律較為相近,在學習完相關知識后,可創(chuàng)設以下問題情景:兩個均勻天體的質量均為M,兩個天體連線的中點為O,連線的垂直平分線為MN。一個小物體的質量為m,從O點出發(fā)沿著垂直平分線遠離兩個天體運動,則其受到的萬有引力(? ?)
A.一直增大? ? ? ? ? ? ? ? ? ?B.一直減小
C.先增大后減小? ? ? ? ? ?D.先減小后增大
該題目創(chuàng)設的情景看似較為陌生,很多學習者不知如何下手。授課時可引導學習者類比兩種同種電荷,將小物體類比成異種電荷。根據電荷在同種電荷電場中的運動規(guī)律,可知其受到的引力先增大后減小,因此正確選項為C。通過該問題情景的解答使學習者認識到應用類比思維解題時應充分吃透題意,找到陌生事物與熟悉事物之間的相同點,才能保證類比結論的正確性。
三、注重訓練,提升類比應用能力
高中物理數學中,為提高學習者應用類比思維解答物理問題的能力,應圍繞所學選擇優(yōu)秀的試題,對學習者進行針對性訓練,真正地促使其由知識掌握向能力提升轉變。一方面,選擇試題時應注重問題情境的難度以及新穎性,夯實學習者所學的同時,拓展學習者的思維,不斷提高其應用類比思維解題的靈活性。另一方面,訓練中應要求學習者認真分析類比思維應用中的不足,找到具體原因,是對題意理解不深入還是對類比思維的理解不深刻,通過夯實知識薄弱點,并向其他學習者請教,總結適合自己的應用策略,不斷提高類比思維應用能力。
類比電場強度的定義公式,可推倒引力場中表示引力場強弱的物理量。設地球的質量、半徑以及表面的重力加速度分別為M、R、g。一物體的質量為m,處在和地心相距2R處的某點。引力常量為G。下列能夠反映該點引力場強弱的是(? ?)
A.G? ? ? ? ? ?B.G? ? ? ? ? ?C.G? ? ? ? ? ?D.g/4
該題目設置的情境較為新穎,能很好地考查學生應用類比思維分析問題的能力。根據題干描述,解答該題時可類比電場強度的定義,即,E=F/q,則該點引力場強弱可表示為Eg=F/m=G。又因為mg=G,則處在和地心相距2R處的某點滿足mEg=G,聯立得到Eg=g/4,綜上可知,正確選項為AD。通過該題目的訓練使學習者意識到進行類比時不僅要關注外在的“形”,更要注重理解內在的“質”。
綜上所述,高中物理有很多知識點可運用類比思維進行理解與分析,因此應充分認識到類比思維的重要性,在授課中積極踐行培養(yǎng)工作,本文通過探討認為獲得預期的對比思維培養(yǎng)效果,既要注重圍繞教材內容,講解類比思維知識,又要注重創(chuàng)設相關的問題情境,加深學習者對類比思維的認識與理解,更要結合教學內容,優(yōu)選優(yōu)秀的習題對學習者進行訓練,不斷提高其應用類比思維解題的能力。
(作者單位:江蘇省海門市第一中學)