發(fā)布時間：2023-06-18 10:42:21
序言：寫作是分享個人見解和探索未知領(lǐng)域的橋梁，我們?yōu)槟x了8篇的類比法的應(yīng)用樣本，期待這些樣本能夠?yàn)槟峁┴S富的參考和啟發(fā)，請盡情閱讀。
類比法指對兩個或兩種對象進(jìn)行比較和研究，將這兩者的共性和特性進(jìn)行列舉和分析，再通過對數(shù)據(jù)的總結(jié)和整理之后得出其中的某個或是某類對象理論和規(guī)律，并以此推斷另一個或另一類的對象。然后，對它們之間的相通性和相似性進(jìn)行研究的邏輯推理和研究方法。其實(shí)很多人都知道“知識遷移”是現(xiàn)代教育心理學(xué)的一個重要理論，其通過學(xué)習(xí)的知識和方法對未來的知識進(jìn)行影響和產(chǎn)生作用。當(dāng)然，這類影響和作用自然具有兩面性，當(dāng)其發(fā)揮積極作用時稱之為正遷移，而發(fā)揮消極作用則稱之為負(fù)遷移。在高中物理教學(xué)過程中，這類相似性和共性往往會發(fā)生在不同的范圍，因此，這類知識也常常運(yùn)用類比法和遷移的理論進(jìn)行學(xué)習(xí)，通過已知系統(tǒng)的物理規(guī)律尋找未知系統(tǒng)的物理規(guī)律，促進(jìn)知識的正遷移效果，盡量減少負(fù)遷移效果，對教學(xué)產(chǎn)生事半功倍的效果。
一、類比思維的意義
類比思維是用一種類比推理的方式靈活應(yīng)用所學(xué)知識，將邏輯梳理清晰，在大腦中通過抽象的類比來實(shí)現(xiàn)對新事物的解答。它也是一種舉一反三的能力，知道一件事物的實(shí)質(zhì)，相應(yīng)的根據(jù)彼此的相關(guān)性，可以推導(dǎo)出未知事物所具有的性質(zhì)，關(guān)鍵在于要有聯(lián)系已知的能力，類比法對未知做出判斷。類比思維是具有創(chuàng)造性的，要求有較強(qiáng)的創(chuàng)新能力來支持類比思維方式的形成；同時類比思維作為一種抽象的思維方式，它需要將抽象具體化形成形象的表達(dá)方式，將原本只觀察表面看似毫無聯(lián)系的兩個事物聯(lián)系起來，尋找出相似的特征，得到未知領(lǐng)域的新成果。
二、高中物理教學(xué)中類比法的簡述
類比法，也就是通過兩個或者兩個以上類別的事物比較，讓學(xué)生發(fā)現(xiàn)其中的相同點(diǎn)以及不同點(diǎn)，在此基礎(chǔ)上，將其中的一個或者一類事物的知識體系推演到另一類事物上，得出推論，論證這兩類事物是相似還是相同，類比法屬于這樣一種邏輯推理和研究方法。知識遷移的概念來源于現(xiàn)代教育心理學(xué)，關(guān)于知識遷移已有的定義是人類已經(jīng)形成的認(rèn)知結(jié)構(gòu)，包括知識、技能、方法以及態(tài)度這幾個方面對學(xué)習(xí)新知識的影響。知識遷移符合唯物論辯證法中一切事物都普遍存在聯(lián)系的觀點(diǎn)，可以使一個人在已有知識的基礎(chǔ)上構(gòu)建新的知識，并使前后知識發(fā)生作用，產(chǎn)生積極或者消極的相互影響。這其中積極影響稱為正遷移，消極影響稱為負(fù)遷移?！陡咧形锢斫虒W(xué)大綱》中存在許多同一前提有不同問題，相似形式的教學(xué)內(nèi)容，對于高中生來說不容易理解記憶。如果教師能夠讓學(xué)生學(xué)會類比法，運(yùn)用遷移理論找到知識之間的相似性，去學(xué)習(xí)新的物理規(guī)律，可以提高學(xué)習(xí)效率。
三、高中物理教學(xué)中類比法的使用
共存類比指將兩個或者兩個以上的知識點(diǎn)，進(jìn)行溝通聯(lián)系的推理過程。一般來說，在引入新課時，學(xué)生感到學(xué)習(xí)困難的一個重要原因就是對已授知識遺忘較快，而對新授知識又難以完全理解，而有效運(yùn)用共存類比法，組織“溫故知新”，可以溝通新舊知識點(diǎn)，有效導(dǎo)引新課教學(xué)。
比如，學(xué)習(xí)電場“引入試探電荷以定義電場強(qiáng)度概念”時，考慮到有些學(xué)生一下子接觸這樣的抽象定義方法會有些“吃勁”，教學(xué)設(shè)計中可將電場和空氣中的風(fēng)進(jìn)行類比，風(fēng)是由于空氣的流動所形成的，既看不見也摸不著，但是一種客觀存在，“那么我們?nèi)绾闻袛嗨惺茱L(fēng)力的大小與方向呢”？一般會借助“風(fēng)中物體的受力情況”，比如觀察風(fēng)中小旗向哪個方向飄動，就可以判斷出風(fēng)力方向，又可以根據(jù)小旗在風(fēng)中飄動的激烈程度，判斷出風(fēng)力的大小。而電場也是一樣，它存在并迷漫于電荷周圍，也是一種看不見摸不著的物質(zhì)，我們?nèi)绾味x電場的大小與方向呢？采用借助類似“小旗受力”檢測的辦法，如以放入電場中的試探電荷所受的靜電力的大小和方向來定義場強(qiáng)強(qiáng)弱與方向，進(jìn)而明確定義電場強(qiáng)度的研究思路。借助于此類比法，我們還可以對試探電荷做出進(jìn)一步的約束，如“我們可不可以用一面非常大的旗子的受力來判斷風(fēng)力的大小和方向呢”“不行，如果旗子非常大，由于旗子本身的存在，就會改變原來所處位置風(fēng)力的流向與大小”，由此類比，我們同樣要對試探電荷做出科學(xué)約束。
學(xué)習(xí)物理過程中，這一類方法的運(yùn)用很多，如學(xué)生很難理解電勢能這一抽象概念，我們可以用重力勢能進(jìn)行類比；彈性勢能、動能的研究方法可以和重力勢能的研究方法加以類比；定義電容器電容時可以運(yùn)用水容器進(jìn)行類比，等等，使學(xué)生在學(xué)習(xí)新概念時，能對一些從沒見到過的知識少一分恐懼，多一分親近。共存類比法究其實(shí)質(zhì)就是將一些抽象的原理、概念變得具體、形象、簡單。所以，它在高中物理教學(xué)中的應(yīng)用十分普遍。
四、類比法在開發(fā)學(xué)生創(chuàng)造性思維中的應(yīng)用
運(yùn)用類比法教學(xué)，不但可以幫助學(xué)生理解知識，建立知識網(wǎng)絡(luò)，使知識條理化，還可以培養(yǎng)和開發(fā)學(xué)生的創(chuàng)造性思維。隨著物理教學(xué)的深入，學(xué)生掌握的知識逐漸形成網(wǎng)絡(luò)，這里有知識的橫向式拓寬，也有遞進(jìn)式的深入，學(xué)生的知識和能力就產(chǎn)生了質(zhì)的飛躍，學(xué)生創(chuàng)造性思維的發(fā)展也就寓于其中了。在這過程中，類比法是揭示這些知識內(nèi)在聯(lián)系的好方法。例如，圖線教學(xué)中，v-t圖線下的面積表示位移，F(xiàn)-t圖線下的面積表示沖量，I-t圖線下的面積表示電量，P-V圖線下的面積表示功，F(xiàn)-S圖線下的面積表示功。通過這些圖線的類比，學(xué)生對圖線的物理意義有了深刻的認(rèn)識。
關(guān)鍵詞：類比，高中物理，概念教學(xué)
一、類比法應(yīng)用的內(nèi)容
1、新、舊知識類比
物理學(xué)是自然科學(xué)中的一門基礎(chǔ)科學(xué)，它不僅有一定的知識內(nèi)容，而且這些內(nèi)容之間存在著必然的內(nèi)在聯(lián)系。將新、舊知識進(jìn)行類比，給學(xué)生以啟示，使學(xué)生易于掌握新知識，同時也鞏固了舊知識。
如在學(xué)習(xí)靜電場一節(jié)內(nèi)容中，“電場”概念的建立是極為重要的，但由于此概念比較抽象，學(xué)生往往難以理解?？梢杂昧W(xué)中所學(xué)重力場與之類比：地球周圍存在著重力場，地球上所有物體都處于重力場中，都受到了地球的作用――重力。同樣，電荷的周圍存在著電場，電場對處于其中的電荷有電場力的作用，（如：點(diǎn)電荷間的庫侖力的作用）。再由物體在重力場中具有了與地球位置有關(guān)的重力勢能，引導(dǎo)學(xué)生總結(jié)出，檢驗(yàn)電荷在電場中也應(yīng)具有與場源電荷位置有關(guān)的電勢能。如此類比，相當(dāng)于在新舊知識間架起了一座橋梁，讓學(xué)生能夠從已掌握的舊知識中順利地接受和理解新知識。
又如：場強(qiáng)E和電勢ψ這兩個描述電場的物理量，E、ψ與檢驗(yàn)電荷q有無關(guān)系呢？而牛頓第二定律M=F/a，當(dāng)物體受到的合外力為零時，物體產(chǎn)生的加速度也為零，但物體的質(zhì)量為一定值；再有，歐姆定律中R=U/I，若電阻不接入電路中，U、I均為零，但電阻R卻一定。究其原因，蓋它們都是事物本身的物質(zhì)屬性。這種簡單的類比，使學(xué)生頓悟：E、U是描述電場本身性質(zhì)的物理量，電場是客觀存在的，與檢驗(yàn)電荷無關(guān)，而定義式：E=F/q、ψ=EP/q只是定義E、ψ和計算E、ψ大小的。
2、生活經(jīng)驗(yàn)與物理規(guī)律的類比
學(xué)生在日常學(xué)習(xí)生活中積累了一定的生活經(jīng)驗(yàn)。用學(xué)生身邊的事例進(jìn)行類比，可啟發(fā)學(xué)生的思維，調(diào)動學(xué)生學(xué)習(xí)的積極性，培養(yǎng)學(xué)生在生活中觀察和分析事物的能力。
如講電勢差時，可用瀑布來作為例子，瀑布的水量越大，落到底部的動能越大；而瀑布落差越大，落到底部的動能也越大，動能是由重力勢能轉(zhuǎn)化獲得的，即瀑布的重力勢能與瀑布的水量、落差有關(guān)。讓學(xué)生自己類比得出：電勢能與電荷量和電勢差有關(guān)：E=qu
介紹彈簧振子的振動時，振子向平衡位置方向運(yùn)動為變加速運(yùn)動，學(xué)生不能理解加速度減小而物體速度增加這一現(xiàn)象，可用人的身高增長作類比：人從出生到成人，其身高逐漸增高。當(dāng)人的年齡接近成人階段，其身高增長速度將逐漸減慢，但人的身高卻仍在繼續(xù)增高，只是增高變緩了，而并非人越長越短。當(dāng)身高停止增長，人的身高達(dá)到了他一生中的最大身高。學(xué)生從這一簡單的類比中高很易理解：加速度在減小，只意味著速度的增量在逐漸的減少，但物體的速度值卻在增加，為變加速運(yùn)動。 3、相關(guān)學(xué)科知識與物理知識的類比
自然科學(xué)分科龐雜，物理只是眾多學(xué)科之一，可以用其它學(xué)科的一些學(xué)生已學(xué)過的知識進(jìn)行類比，幫助他們理解一些物理現(xiàn)象和物理過程。
如講解飽和汽，學(xué)生往往認(rèn)為達(dá)到飽和狀態(tài)時，液體不再蒸發(fā)。這可與生物學(xué)中“根對水的吸收”類比：當(dāng)根細(xì)胞內(nèi)的細(xì)胞液的濃度與土壤溶液的濃度相等時，相同時間內(nèi)進(jìn)出細(xì)胞膜的水分子數(shù)相等，為一動態(tài)平衡。學(xué)生可從類比中得出結(jié)論：密閉在容器中的液體達(dá)到飽和汽狀態(tài)時，單位時間內(nèi)液體蒸發(fā)產(chǎn)生的汽分子數(shù)和回到液體內(nèi)的汽分子數(shù)相等，也是一個動態(tài)平衡。故宏觀上液體分子總數(shù)不再減少，汽分子數(shù)不再增加。
又如，學(xué)生在化學(xué)這門學(xué)科中詳細(xì)學(xué)習(xí)了物質(zhì)的內(nèi)部結(jié)構(gòu)，知道了物質(zhì)不滅定律，類比就可以知道電荷守恒定律。
這樣類比，可以使學(xué)生領(lǐng)略“類比”這一重要的認(rèn)識問題的方法，既加強(qiáng)了各學(xué)科間的橫向聯(lián)系，又激發(fā)了學(xué)生學(xué)習(xí)的興趣；既降低了某些物理新知識的教學(xué)難度，又增強(qiáng)了學(xué)生學(xué)好物理的信心。
二、類比法應(yīng)用的范圍
1、應(yīng)用類比方法形成物理觀念
對于一些極為陌生、抽象的物理概念，如果用熟悉的、形象化的事物去類比，那么往往會產(chǎn)生“一語道破天機(jī)”的驚人作用，幫助學(xué)生加速認(rèn)識過程。例如：學(xué)習(xí)電容器的電容概念時，電容是個陌生、抽象的物理概念。若把電容器、電容、儲存電荷類比容器、容積、儲存物資（具體水杯存水），可以使學(xué)生輕松形成電容是反映電容器儲存電荷的本領(lǐng)這個概念。繼續(xù)類比引申：電容器儲存電荷的特性如何表征呢？是否同水杯存水一樣？一樣的話，它涉及的是哪些物理量？學(xué)生自然會結(jié)合自身的知識體系思考、猜想，得出電容器的電容類似容器的容積一樣由本身結(jié)構(gòu)決定，加深“電容”概念的形成。
2、應(yīng)用類比方法引進(jìn)新概念
例如講磁感應(yīng)強(qiáng)度的概念時，可這樣引入：磁場和電場一樣都是看不見、摸不著的特殊物質(zhì)，磁場跟電場是否有相似的特性。在電場一章知道電場對放入其中的電荷有力的作用及描述這一特性（電場強(qiáng)弱）的物理量電場強(qiáng)度，利用比值方法定義了電場強(qiáng)度E=F/q。那么，磁場對放入其中的試探體有無力的作用及描述這一特性（磁場強(qiáng)弱）的物理量是什么？如何定義？通過實(shí)驗(yàn)發(fā)現(xiàn)研究磁場和研究電場類似，若知道放在磁場任何一處的任何電流的受力情況，這個磁場就研究清楚了。同樣利用比值定義了描述磁場強(qiáng)弱的物理量磁感應(yīng)強(qiáng)度B=F/IL。應(yīng)用類比方法引進(jìn)“磁感應(yīng)強(qiáng)度”，降低了學(xué)生接受這一概念的難度。
3、應(yīng)用類比方法理解概念
摘要：類比法是一種重要的物理思維方法，在初中物理課堂應(yīng)用類比法不僅可以幫助學(xué)生更好的理解抽象的物理量，物理規(guī)律，而且對培養(yǎng)學(xué)生的思維能力，理解能力和解題能力都大有裨益，通過類比思想的灌輸，學(xué)生能夠逐漸形成思維的方式，在今后遇到新問題時能夠觸類旁通，激發(fā)靈感，富有創(chuàng)造力。
關(guān)鍵字：類比；抽象思維；教學(xué)；應(yīng)用
老子云：“授人魚，不如授人以漁。”授人魚，只能解燃眉之急，而授人以魚，則能讓人們終身受用，而《師說》中也說過：“師者，所以傳道授業(yè)解惑也”，作為一名優(yōu)秀的人民教師，不僅僅要傳道、授業(yè)、解惑，更重要的是培養(yǎng)學(xué)生的物理思維，從日常的教學(xué)中逐漸培養(yǎng)學(xué)生認(rèn)識問題，發(fā)現(xiàn)問題并獨(dú)立解決問題的能力，讓學(xué)生能夠通過方法的指引，思維的鏈接，在遇到新問題的時候，能夠觸類旁通，獨(dú)立的解決新問題。而類比法在初中物理教學(xué)中的應(yīng)用，通過幫助學(xué)生把感到陌生的問題與自己熟悉的事物進(jìn)行比較，從而找出它們的相似或相近之處，達(dá)到認(rèn)識事物的規(guī)律。通過類比，學(xué)習(xí)掌握新知識，聯(lián)系復(fù)習(xí)舊知識。
類比法的客觀基礎(chǔ)在于不同事物間的相似性，不同事物在結(jié)構(gòu)，特點(diǎn)，功能，數(shù)學(xué)形式以及描述上都有相同或想通之處，故而可以進(jìn)行比較學(xué)習(xí)，通過人們已經(jīng)形成的習(xí)慣思維的舊事物去類比即將學(xué)習(xí)的新事物，通過比較分析達(dá)到通俗易懂的目的。而事物間的差異又限制了類比的范圍，它只能在一定的條件下才能進(jìn)行，所以在類比的同時我們要辨別不同事物的差異，不能盲目類比。
一、類比法在比值定義中的應(yīng)用
我們知道比值定義法在初中物理中經(jīng)常使用，在遇到一個新的物理量時，往往通過比值定義來定義，對于類比值定義的物理量我們同樣可以通過的類比的方法進(jìn)行教學(xué)，通過聯(lián)系學(xué)生熟悉的物理量來導(dǎo)入，符合學(xué)生的認(rèn)知規(guī)律，讓學(xué)生更好的掌握。這類新的物理量在物理量一類分為描述物體運(yùn)動狀態(tài)或工作狀態(tài)的物理量，如，速度，功率，電功率，二類為描述物質(zhì)基本屬性的物理量，如密度，比熱容，電阻，燃料的熱值等，這類定義往往有一共同特征：物理量有自身因素決定，與比值定義中的物理量無關(guān)。
“單位質(zhì)量的某種物質(zhì)溫度升高1℃所吸收的熱量叫做這種物質(zhì)的比熱容。比熱容是物質(zhì)的一種特性，用來描述物質(zhì)吸熱本領(lǐng)的大小。”這些對初學(xué)物理的學(xué)生來說較難理解。我在教學(xué)中，將比熱容比喻為人的飯量，吸收的熱量比喻為人吃的飯，升高相同的溫度比喻為都吃飽?！白岋埩坎煌膬扇硕汲燥?，飯量大的吃得多。讓他們吃同樣多的飯，飯量小的先吃飽?！鳖惐取百|(zhì)量相等的不同物質(zhì)，升高相同的溫度時，比熱大的物質(zhì)吸收的熱量多，而它們吸收相等的熱量時，則比熱容小的物質(zhì)溫度升高的多?！边@樣容易理解得多了。
二、類比法在抽象物理量教學(xué)中的應(yīng)用
自進(jìn)入電學(xué)以來，我們陸續(xù)會接觸比較抽象的物理量，比如電路中的電流，電壓，力學(xué)中的力，電磁學(xué)中的電場，磁場等等，這些基本的概念是我們?nèi)粘Ｉ钪心軌蚋惺艿荒苤庇^的展現(xiàn)在我們的面前，這些學(xué)生新接觸的物理量，比較抽象，學(xué)生很難理解，那么采用“類比與歸納”思想對學(xué)生學(xué)習(xí)新知識，重新構(gòu)建知識體系，建立物理模型，培養(yǎng)學(xué)生形象思維都有很大的好處。通過類比真正讓學(xué)生能夠通過聯(lián)想，觸類旁通，在以后進(jìn)一步的學(xué)習(xí)中形成思維的習(xí)慣。下面通過幾個實(shí)例來說說明類比法在初中物理學(xué)中的教學(xué)。
1、摩擦起電中的應(yīng)用
在講解這一節(jié)中摩擦起電的原因時，學(xué)生對兩個物體摩擦?xí)r，束縛電子能力強(qiáng)的原子得電子帶負(fù)電，束縛電子能力弱的原子失去電子帶正電，以及同種材料的原子摩擦不帶電的問題很難理解?？蓪⒃雍祟惐葹榛实?，離原子核較近的電子類比為皇帝身邊的內(nèi)臣（備受寵幸），較遠(yuǎn)的電子類比為皇帝的外臣（備受冷落），當(dāng)不同的原子相互摩擦?xí)r類比為原子核的最外層電子（外臣）在相互交流，（互相訴苦），備受冷落的核外電子就開始跳槽（不受重視要換工作）進(jìn)入到了另外一個原子中，故摩擦起電的實(shí)質(zhì)是電子的轉(zhuǎn)移，電子從一個原子轉(zhuǎn)移到了另一個原子，得到電子的原子對外顯負(fù)電，失去電子的原子對外顯正電，在電子轉(zhuǎn)移的過程中電荷是守恒的。通過這一類比，學(xué)生能夠很快明白摩擦起電的原因，同時也形象生動，增強(qiáng)了學(xué)生學(xué)習(xí)的興趣。
2、電路中的應(yīng)用
水流類比電流，水壓類比電壓，電阻類比高山，導(dǎo)線類比平緩的河床。
對于剛進(jìn)入初二階段的學(xué)生，剛進(jìn)入電學(xué)就開始學(xué)習(xí)電學(xué)中的三個基本物理量，電流，電壓，電阻，對于這類看不見摸不著的抽象物理量的教學(xué)，我們要聯(lián)系學(xué)生思維中所熟知的生活常識，通過類比分析達(dá)到同學(xué)掌握抽象物理量的目的，通過平日的教學(xué)，我總結(jié)了電路的類比學(xué)習(xí)方法。
在日常的教學(xué)中我還自創(chuàng)了“高山流水圖”幫助學(xué)生理解電流，電壓，電阻。
3、 重力場，電場，磁場的類比應(yīng)用
場作為一種抽象的物質(zhì)，我們看不見摸不著，不好直接引入新課，所以在新課之前必須有前期的鋪墊。我們可以先引入生活常見的風(fēng)，對于風(fēng)，我們也是看不見摸不著的，但是我們可以根據(jù)風(fēng)的作用效果來研究它，感受它，比如，風(fēng)吹過樹葉會發(fā)出聲音，樹葉會搖擺，我們可以感受到風(fēng)帶給我們的感受，春天，春風(fēng)拂面，夏天，涼風(fēng)爽朗，秋天，秋風(fēng)蕭瑟，冬天，寒風(fēng)刺骨。通過樹枝的偏折程度判斷風(fēng)的大小，樹枝的偏折方向判斷風(fēng)的方向。同理，場我們也看不見摸不著，我們同樣可以用它們所產(chǎn)生的效果來研究它們的特性。如在研究重力場時，我可以根據(jù)任何上拋的物體都會落回地面說明重力場的方向豎直向下，同理可以根據(jù)磁極間的相互作用效果說明磁場的存在，通過大家熟知的重力場的類比讓學(xué)生掌握電場，磁場。
三、類比歸納法在同類物理學(xué)習(xí)中的應(yīng)用
“類比與歸納”思想指的是聯(lián)系已學(xué)舊知識與技能，聯(lián)想與對比出相近或相似的新知識與技能，從而達(dá)成知識的重新構(gòu)建的思想。在物理教學(xué)中教師若能運(yùn)用“類比與歸納”思想，往往給學(xué)生的學(xué)習(xí)帶來許多方便，加深學(xué)生對知識的理解。
例如在學(xué)習(xí)內(nèi)燃機(jī)的時候，很多同學(xué)雖然理解汽油機(jī)和柴油機(jī)的工作循環(huán)過程，但當(dāng)碰到考試題目的時候依然印象模糊，含混不清，究其原因就在于很多同學(xué)沒有通過列表類比兩種不同內(nèi)燃機(jī)工作的異同點(diǎn)，沒有形成清晰的印象，如果通過列表對比學(xué)習(xí)，同學(xué)們就在頭腦中就很清楚的掌握兩種不同內(nèi)燃機(jī)的工作過程，從而提高解題速度，提升正確率。
四、在類比中應(yīng)該注意的問題
1、教師在類比的時候力求做到語言簡練，通俗易懂，講抽象的問題具體化，復(fù)雜的問題簡單化，要適當(dāng)?shù)呐湟允疽鈭D，掛圖等多種方式調(diào)動學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣，力求形象生動，簡單明了。
2、注重科學(xué)性，在類比的時候，教師一定要高屋建瓴的看待問題，不能給學(xué)生造成思維上的誤導(dǎo)，類比中的誤解，盡量貼近科學(xué)實(shí)際，做到類比有章可循，嚴(yán)密合理。
總之，類比法是研究問題的重要方法，他是在利用已有的知識去類比新知識的一種可行的辦法，無論是在物理學(xué)中還是在其他自然科學(xué)中都廣泛的應(yīng)用，物理學(xué)中的抽象概念的建立，同類規(guī)律的歸納等等都要應(yīng)用到類比法，類比法的在初中物理課堂的應(yīng)用不僅可以幫助學(xué)生更好的理解抽象的物理量，物理規(guī)律，而且對培養(yǎng)學(xué)生的思維能力，理解能力和解題能力都大有裨益，通過類比思想的灌輸，學(xué)生能夠逐漸形成思維的方式，在今后遇到新問題時能夠觸類旁通，激發(fā)靈感，富有創(chuàng)造力。正如康德所說：“每當(dāng)理智缺乏可靠論證的思路時，類比這個方法往往能指引我們前進(jìn)?！钡诶蠋熢谝龑?dǎo)的同時一定要注意類比事物之間的區(qū)別和聯(lián)系，防止學(xué)生盲目類比，走進(jìn)誤區(qū)。
關(guān)鍵詞：邏輯推理；假說；內(nèi)在聯(lián)系
Abstract: the analogy in the teaching has the strict logical inference to replace the function of the physical quantity, we learn some very abstract and invisible, untouchable, because is not easy to understand, we took a you can see and very similar to comparison study.
Keywords: logical reasoning; hypothesis; internal links
中圖分類號：G633.7文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A 文章編號：2095-2104（2013）
所謂類比是指在新事物同已知事物間具有類似方面作比較。類比法是人們所熟知幾種邏輯推理中，最富有創(chuàng)造性的。科學(xué)史上很多重大發(fā)現(xiàn)、發(fā)明，往往發(fā)端于類比，類比被譽(yù)為科學(xué)活動中的“偉大的引路人”，是它首先推動了假說的產(chǎn)生。盡管類比不能代替論證，但可以為理解新知識、概念和規(guī)律提供依托。因此，作為一種“從特殊推到特殊的科學(xué)方法”，類比法在物理教學(xué)中有著廣泛的應(yīng)用。下面，就多年的教學(xué)經(jīng)念提出一些看法。
1、新、舊知識類比 物理學(xué)是自然科學(xué)中的一門基礎(chǔ)科學(xué)，它不僅有一定的知識內(nèi)容，而且這些內(nèi)容之間存在著必然的內(nèi)在聯(lián)系。將新、舊知識進(jìn)行類比，給學(xué)生以啟示，使學(xué)生易于掌握新知識，同時也鞏固了舊知識。 如在“靜電場”一章教學(xué)中，電場是一種客觀存在的物質(zhì)形式，但是看不見摸不著，而“電場”概念的建立是極為重要的，但由于此概念比較抽象，學(xué)生往往難以理解?？梢杂昧W(xué)中所學(xué)重力場與之類比：地球周圍存在著重力場，地球上所有物體都處于重力場中，都受到了地球的作用——重力。同樣，電荷的周圍存在著電場，電場對處于其中的電荷有電場力的作用，（如：點(diǎn)電荷間的庫侖力的作用）。再由物體在重力場中具有了與地球位置有關(guān)的重力勢能，引導(dǎo)學(xué)生總結(jié)出，檢驗(yàn)電荷在電場中也應(yīng)具有與場源電荷位置有關(guān)的電勢能。如此類比，相當(dāng)于在新舊知識間架起了一座橋梁，讓學(xué)生能夠從已掌握的舊知識中順利地接受和理解新知識。 又如：場強(qiáng)E和電勢U這兩個描述電場的物理量，E、U與檢驗(yàn)電荷q有無關(guān)系呢？而牛頓第二定律M=F/a，當(dāng)物體受到的合外力為零時，物體產(chǎn)生的加速度也為零，但物體的質(zhì)量為一定值；再有，歐姆定律中R=U/I，若電阻不接入電路中，U、I均為零，但電阻R卻一定。究其原因，它們都是事物本身的物質(zhì)屬性。這種簡單的類比，使學(xué)生頓悟：E、U是描述電場本身性質(zhì)的物理量，電場是客觀存在的，與檢驗(yàn)電荷無關(guān)，而定義式：E=F/q、U=ε/q只是定義E、U和計算E、U大小的。
2、生活經(jīng)驗(yàn)與物理規(guī)律的類比 學(xué)生在日常生活中積累了一定的生活經(jīng)驗(yàn)。用學(xué)生身邊的事例進(jìn)行類比，可啟發(fā)學(xué)生的思維，調(diào)動學(xué)生學(xué)習(xí)的積極性，培養(yǎng)學(xué)生在生活中觀察和分析問題的能力。 如講電勢差時，可用瀑布來作為例子，瀑布的水量越大，落到底部的動能越大；而瀑布落差越大，落到底部的動能也越大，動能是由重力勢能轉(zhuǎn)化獲得的，即瀑布的重力勢能與瀑布的水量、落差有關(guān)。讓學(xué)生自己類比得出：電勢能與電荷量和電勢差有關(guān)：ε=qu 又如：介紹彈簧振子的振動時，振子向平衡位置方向運(yùn)動為變加速運(yùn)動，學(xué)生不能理解加速度減小而物體速度增加這一現(xiàn)象，可用人的身高增長作類比：人從出生到成人，其身高逐漸增高，當(dāng)人的年齡接近成人階段，其身高增長速度將逐漸減慢，但人的身高卻仍在繼續(xù)增高，只是增高變緩了，而并非人越長越短。當(dāng)身高停止增長，人的身高達(dá)到了他一生中的最大身高。學(xué)生從這一簡單的類比很易理解：加速度在減小，只意味著速度的增量在逐漸的減少，但物體的速度值卻在增加，為變加速運(yùn)動。
再如：電勢能的教學(xué)中，類比重力勢能是系統(tǒng)能，重力勢能改變重力要做功，重力做的功量度物體重力勢能的改變（用重力做功來判斷重力勢能的改變）；學(xué)生易于接受在電場中的電荷具有電勢能，其改變由電場力做功來量度，并掌握用電場力做功來判斷電荷在電場中不同位置具有電勢能大小的方法之一。再如再如ttp://
3、相關(guān)學(xué)科知識與物理知識的類比 自然科學(xué)分科龐雜，物理只是眾多學(xué)科之一，可以用其它學(xué)科的一些學(xué)生已學(xué)過的知識進(jìn)行類比，幫助他們理解一些物理現(xiàn)象和物理過程。 如講解飽和汽，學(xué)生往往認(rèn)為達(dá)到飽和狀態(tài)時，液體不再蒸發(fā)。這可與生物學(xué)中“根對水的吸收”類比：當(dāng)根細(xì)胞內(nèi)的細(xì)胞液的濃度與土壤溶液的濃度相等時，相同時間內(nèi)進(jìn)出細(xì)胞膜的水分子數(shù)相等，為一動態(tài)平衡。學(xué)生可從類比中得出結(jié)論：密閉在容器中的液體達(dá)到飽和汽狀態(tài)時，單位時間內(nèi)液體蒸發(fā)產(chǎn)生的汽分子數(shù)和回到液體內(nèi)的汽分子數(shù)相等，也是一個動態(tài)平衡。故宏觀上液體分子總數(shù)不再減少，汽分子數(shù)不再增加。 又如，學(xué)生在化學(xué)這門學(xué)科中詳細(xì)學(xué)習(xí)了物質(zhì)的內(nèi)部結(jié)構(gòu)，知道了物質(zhì)不滅定律，類比就可以知道電荷守恒定律。 這樣類比，可以使學(xué)生領(lǐng)略“類比”這一重要的認(rèn)識問題的方法，既加強(qiáng)了各學(xué)科間的橫向聯(lián)系，又激發(fā)了學(xué)生學(xué)習(xí)的興趣；既降低了某些物理新知識的教學(xué)難度，又增強(qiáng)了學(xué)生學(xué)好物理的信心。
4、應(yīng)用類比方法形成物理觀念 對于一些極為陌生、抽象的物理概念，如果用熟悉的、形象化的事物去類比，那么往往會產(chǎn)生“一語道破天機(jī)”的驚人作用，幫助學(xué)生加速認(rèn)識過程。例如：學(xué)習(xí)電容器的電容概念時，電容是個陌生、抽象的物理概念。若把電容器、電容、儲存電荷類比容器、容積、儲存物資(具體水杯存水)，可以使學(xué)生輕松形成電容是反映電容器儲存電荷的本領(lǐng)這個概念。繼續(xù)類比引申：電容器儲存電荷的特性如何表征呢？是否同水杯存水一樣？一樣的話，它涉及的是哪些物理量？學(xué)生自然會結(jié)合自身的知識體系思考、猜想，得出電容器的電容類似容器的容積一樣由本身結(jié)構(gòu)決定，加深“電容”概念的形成。
5、應(yīng)用類比方法引進(jìn)新概念 例如講磁感應(yīng)強(qiáng)度的概念時，可這樣引入：磁場和電場一樣都是看不見、摸不著的特殊物質(zhì)，磁場跟電場是否有相似的特性。在電場一章知道電場對放入其中的電荷有力的作用及描述這一特性(電場強(qiáng)弱)的物理量電場強(qiáng)度，利用比值方法定義了電場強(qiáng)度E＝F/q。那么，磁場對放入其中的試探體有無力的作用及描述這一特性(磁場強(qiáng)弱)的物理量是什么？如何定義？通過實(shí)驗(yàn)發(fā)現(xiàn)研究磁場和研究電場類似，若知道放在磁場任何一處的任何電流的受力情況，這個磁場就研究清楚了。同樣利用比值定義了描述磁場強(qiáng)弱的物理量磁感應(yīng)強(qiáng)度B＝F/IL。應(yīng)用類比方法引進(jìn)“磁感應(yīng)強(qiáng)度”，降低了學(xué)生接受這一概念的難度。
1. 性質(zhì)與關(guān)系的類比
性質(zhì)與關(guān)系的類比是指對象各個屬性之間的關(guān)系僅僅在于它們都是同一對象的屬性,或根據(jù)兩個對象各自屬性之間可能具有的相同因果關(guān)系而進(jìn)行的類比推理。例如:在教學(xué)《中心對稱和中心對稱圖形》時,可以將它和《軸對稱和軸對稱圖形》放在一起進(jìn)行類比教學(xué)。
另外,為了弄清“中心對稱與中心對稱圖形的區(qū)別和聯(lián)系”也可以先提問題“軸對稱與軸對稱圖形的區(qū)別和聯(lián)系”讓學(xué)生在橫向上有一個類比。甚至在教學(xué)“中心對稱作圖”時也可類比“軸對稱作圖”,只要將“垂直、延長、相等”改成“連接、延長、相等”。這樣,通過對兩個類比對象各個方面的比較,學(xué)生就很容易接受新知識,真正是“溫故而知新”,起到了一箭雙雕的效果。
在數(shù)學(xué)教學(xué)中還有很多教學(xué)內(nèi)容可采用這種類比教學(xué)法,如:“分式”可類比“分?jǐn)?shù)”;“余弦”可類比“正弦”;“一元一次不等式”可類比“一元一次方程”;“相似”可類比“全等”。
2. 生活與數(shù)學(xué)的類比
生活中的一些素材就是活生生的數(shù)學(xué)模型,教學(xué)時利用好這些素材,能起到事半功倍的效果。例如:在教學(xué)《數(shù)軸》時,借助“溫度計”這一生活中的“數(shù)軸”,從標(biāo)有刻度的溫度計來表示溫度的高低這個事實(shí)出發(fā)引出數(shù)軸畫法和用數(shù)軸上點(diǎn)表示數(shù)的方法。請看以下教學(xué)片段:
準(zhǔn)備:到物理實(shí)驗(yàn)室借了20支溫度計帶進(jìn)教室
引入: (師)我們知道正數(shù)負(fù)數(shù)可以表示具有相反意義的兩個量,那么你會了解每天的天氣預(yù)報嗎?如零上5度,零下10度,你們可以用正數(shù)負(fù)數(shù)表示嗎?
生:零上5度記作+5度,零下10度記作-10度
師:觀察溫度計你能發(fā)現(xiàn)什么規(guī)律?
生:溫度計上的刻度表示的數(shù)可以是正數(shù),負(fù)數(shù)和零
師:你能用直線上的點(diǎn)表示有理數(shù)嗎?如何表示?
師:畫一條水平直線,在直線上取一點(diǎn)表示0(叫做原點(diǎn)),選取某一長度作為單位長度,規(guī)定直線上向右的方向?yàn)檎较?就得到下面的數(shù)軸。
數(shù)軸的特征:(借助溫度計作對比)原點(diǎn),正方向,單位長度。
如溫度計上必須有一個0度,類似的數(shù)軸上規(guī)定一個原點(diǎn),溫度計上0度以上為正, 0度以下為負(fù),類似的數(shù)軸上規(guī)定從原點(diǎn)向右為正方向。相反方向則為負(fù)方向,溫度計上每1度占1小格的長度。類似的數(shù)軸上選擇適當(dāng)?shù)拈L度作為單位長度。強(qiáng)調(diào)數(shù)軸的畫法,然后觀察數(shù)軸與溫度計有什么相似的地方。
由此可得:任何一個有理數(shù)都可以用數(shù)軸上的一個點(diǎn)來表示。通過與溫度計的類比認(rèn)識數(shù)軸,并向?qū)W生滲透對立統(tǒng)一的辯證唯物主義觀點(diǎn)及數(shù)形結(jié)合的數(shù)學(xué)思想,可以使學(xué)生借助圖形的直觀來理解有理數(shù)的有關(guān)問題,也為以后學(xué)習(xí)實(shí)數(shù)奠定基礎(chǔ)。
像這種利用生活中的素材與數(shù)學(xué)內(nèi)容類比教學(xué)的例子還有很多,如:通過與天平的類比學(xué)習(xí)等式;通過與梯子的傾斜程度的類比學(xué)習(xí)銳角三角函數(shù);通過與電影院里的確定座位的類比學(xué)習(xí)位置的確定等等。教學(xué)中如能正確利用這些素材將起到立竿見影的效果。類比教學(xué)還能很好地培養(yǎng)學(xué)生學(xué)習(xí)數(shù)學(xué)的興趣。
3. 分式類比
3.1 分式基本性質(zhì)的類比
在小學(xué)里已學(xué)過分?jǐn)?shù)的基本性質(zhì):“分?jǐn)?shù)的分子與分母都乘以(或除以)同一個不為零的數(shù),分?jǐn)?shù)的值不變”。并以此為依據(jù)進(jìn)行分?jǐn)?shù)的約分和通分,從而進(jìn)行分?jǐn)?shù)的化簡與運(yùn)算。與之類似的,分式的基本性質(zhì)是:“分式的分子與分母都乘以(或除以)同一個不為零的整式,分式的值不變”。
由此可見,初中的分式運(yùn)算是小學(xué)學(xué)過的分?jǐn)?shù)運(yùn)算的深化。分式的有關(guān)概念和性質(zhì)與分?jǐn)?shù)相類似。例如分式和分?jǐn)?shù)一樣分母都不能為0;分式的性質(zhì)與分?jǐn)?shù)的基本性質(zhì)相類似;分式的加減法與分?jǐn)?shù)的加減法的運(yùn)算方法相類似;分式的通分與約分與分?jǐn)?shù)的通分與約分相類似;因此在教學(xué)分式的有關(guān)概念和性質(zhì)時可類比分?jǐn)?shù)的有關(guān)概念和性質(zhì)進(jìn)行教學(xué),這樣學(xué)生易于理解,便于接受,培養(yǎng)了學(xué)生思維的靈活性。
3.2 分式運(yùn)算方法的類比
分式的加、減、乘、除、乘方運(yùn)算法則都可由分?jǐn)?shù)的加、減、乘、除、乘方運(yùn)算法則類比而得。在新教材中,對分式的這五種運(yùn)算法則都沒有過分強(qiáng)調(diào),其原因和用意可能也是可“類比”。
例:
因?yàn)?
1[]1×2[SX)]=[SX(]1[]1[SX)]-[SX(]1[]2[SX)],[SX(]1[]2×3[SX)]=[SX(]1[]2[SX)]-[SX(]1[]3[SX)],……,[SX(]1[]2009×2010[SX)]=[SX(]1[]2009[SX)]-[SX(]1[]2010[SX)]
所以:
[SX(]1[]1×2[SX)]+[SX(]1[]2×3[SX)]+……+[SX(]1[]2009×2010[SX)]=[SX(]1[]1[SX)]-[SX(]1[]2[SX)]+[SX(]1[]2[SX)]-[SX(]1[]3[SX)]+……+[SX(]1[]2009[SX)]-[SX(]1[]2010[SX)]=[SX(]1[]1[SX)]-[SX(]1[]2010[SX)]=[SX(]2009[]2010[SX)]
再解答以下問題:
求[SX(]1[]x(x+1)[SX)]+[SX(]1[](x+1)(x+2)[SX)]+……+[SX(]1[](x+2009)(x+2010)[SX)]的值
由已知條件中分?jǐn)?shù)的簡便運(yùn)算方法――裂項(xiàng)法,類比到分式運(yùn)算中的裂項(xiàng)。
答題要點(diǎn):
因?yàn)?
1x(x+1)=1x-1x+1,
1(x+1)(x+2)=1x+1-1x+2,1(x+2009)(x+2010)=
1x+2009-1x+2010
所以:
求式=1x-1x+2010=2010x(x+2010)
類比分?jǐn)?shù)的運(yùn)算法則――逆向運(yùn)用分式的減法法則,將一個分式“分裂”成兩個分式,從而尋求到分式運(yùn)算問題的簡便方法。
4. 過三點(diǎn)的圓與兩點(diǎn)確定一條直線類比
在課堂教學(xué)“過三點(diǎn)的圓”時,可通過類比聯(lián)想提出以下問題:
第一,確定一條直線的條件是什么?
第二,我們知道,兩點(diǎn)確定一條直線,那么對于圓來說,是否也存在由幾點(diǎn)確定一個圓的問題呢?
第三,經(jīng)過一個點(diǎn)A,是否可以作圓?如果能作,可以作幾個?
第四,經(jīng)過兩個點(diǎn)A、B如何作圓?能作幾個?
第五,經(jīng)過三個已知點(diǎn)作圓又是怎樣的情況?
這樣通過類比聯(lián)想,引入新課,激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣,增加學(xué)生的求知欲望。
5. 相似三角形與全等三角形類比
相似三角形與全等三角形判斷方法有聯(lián)系。在相似與全等三角形的判定中,有關(guān)角的條件都是對應(yīng)角相等,有關(guān)邊的調(diào)教,全等三角形中是應(yīng)對邊相等,而相似三角形中是邊對應(yīng)成比例,只要把全等三角形判定中的“對應(yīng)邊相等”改為“對應(yīng)邊成比例”,就能相應(yīng)得到相似三角形的判定方法。全等三角形必須有一組對應(yīng)邊相等,而判定相似三角形時,可舍去此條件。
在概念的區(qū)別上,全等三角形是能夠完全重合的三角形。包括形狀相同、大小也相同來年各個方面;相似三角形只是形狀相同而大小不一定相同,即只是對應(yīng)角想的,而對應(yīng)邊成比例,當(dāng)對應(yīng)邊的比值等于1時就全等,因此,全等三角形是相似三角形的特例,掌握它們之間的聯(lián)系與區(qū)別,問題就能迎刃而解。
在初中數(shù)學(xué)中的類似問題還有很多,諸如“圓的內(nèi)接三角形”和“圓的內(nèi)接四邊形”;“直線和圓的位置關(guān)系”與“點(diǎn)和圓的位置關(guān)系”等等,它們彼此都有相類似的地方,若能在教學(xué)中靈活運(yùn)用“類比”的方法,揭示這些知識之間的關(guān)系,對于學(xué)生掌握數(shù)學(xué)知識,將會收到良好的效果。
綜上所述,類比法在初中數(shù)學(xué)教學(xué)中的應(yīng)用較為廣泛,對學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣的培養(yǎng)和思維能力的提高具有顯著的作用。教師應(yīng)在教學(xué)實(shí)踐中進(jìn)行合理巧妙的運(yùn)用,并對學(xué)生進(jìn)行相應(yīng)的啟發(fā),以達(dá)到素質(zhì)教育要求下的初中數(shù)學(xué)教學(xué)目標(biāo)。
參考文獻(xiàn):
[1] 黃殊、林光耀.淺談中學(xué)數(shù)學(xué)思想方法教學(xué)的實(shí)施方案[J].福建中學(xué)數(shù)學(xué). 2004. 12.
一、物理量的類比
在物理教學(xué)中，一些物理量可以采用與所學(xué)知識或與已經(jīng)掌握的基本知識類比，采用這
種方法可以進(jìn)行新課教學(xué)，符合學(xué)生的認(rèn)知規(guī)律。例如，在學(xué)加速度時，我們已經(jīng)學(xué)過速度的概念。知道速度是位移與發(fā)生這個位移所用時間的比值，是描述物體運(yùn)動快慢的物理量，但速度與位移、時間無關(guān)。利用類比法，再理解加速度這個物理量。加速度是速度的變化量與發(fā)生這一變化所用時間的比值，是描述物體速度改變快慢的物理量，加速度的大小與速度改變量的大小及時間無關(guān)。它們有相似之處，都是通過比值法定義的。
還有，加速度的計算式中，a=F/M ，這是加速度的決定式，加速度與力F成正比，與質(zhì)量m成反比，a=ΔV/Δt 是加速度的定義式，加速度與速度變化量ΔV和所用時間Δt無關(guān)。與此類比，電阻R=ρL/S 是電阻的決定式，R=U/I是電阻的定義式。這樣，通過類比達(dá)到加深對物理量的理解和記憶。
二、利用類比法，可以將新、舊知識聯(lián)系起來，使學(xué)生更好的學(xué)習(xí)新知識
物理學(xué)是自然科學(xué)中的一門基礎(chǔ)科學(xué)，它不僅有一定的知識內(nèi)容，而且這些內(nèi)容之間存在著必然的內(nèi)在聯(lián)系。將新、舊知識進(jìn)行類比，給學(xué)生以啟示，使學(xué)生易于掌握新知識，同時也鞏固了舊知識。
如在學(xué)習(xí)靜電場一節(jié)內(nèi)容中，“電場”的概念比較抽象，學(xué)生往往難以理解。可以用力學(xué)中所學(xué)重力場與之類比：地球周圍存在著重力場，地球上所有物體都處于重力場中，都受到了地球的作用――重力。同樣，電荷的周圍存在著電場，電場對處于其中的電荷有電場力的作用，如：點(diǎn)電荷間的庫侖力的作用。再由物體在重力場中具有了與地球位置有關(guān)的重力勢能，引導(dǎo)學(xué)生總結(jié)出，檢驗(yàn)電荷在電場中也應(yīng)具有與場源電荷位置有關(guān)的電勢能。重力做功可以衡量重力勢能的變化，與此類似，電場力做功可以衡量電勢能的變化。如此類比，相當(dāng)于在新舊知識間架起了一座橋梁，讓學(xué)生能夠從已掌握的舊知識中順利地接受和理解新知識。
學(xué)習(xí)磁場的知識時，我們可以與所學(xué)的電場知識進(jìn)行類比。通過類比場的基本性質(zhì)，場的強(qiáng)弱、場力的大小與方向，一邊回顧電場的知識，一邊把引出磁場的相關(guān)知識進(jìn)行類比，以達(dá)到教學(xué)目的。
三、利用類比，可以找出共同點(diǎn)，發(fā)現(xiàn)規(guī)律，培養(yǎng)學(xué)生的自學(xué)能力，提高解題能力
高中物理教學(xué)中，要培養(yǎng)學(xué)生對事物間關(guān)系的概括能力和推理能力。類比法的運(yùn)用，可以加速思維的升華，通過類比，比運(yùn)動特征，比運(yùn)動規(guī)律，比分析和研究問題的思路和方法。例如：不計重力的帶電粒子，垂直電場的方向進(jìn)入勻強(qiáng)電場，在電場中做類平拋運(yùn)動，該運(yùn)動可類比重力場中的平拋運(yùn)動，通過類比，兩者可歸結(jié)為同一類物理模型，讓學(xué)生對這兩種場中的運(yùn)動本質(zhì)特征的認(rèn)識有了新的高度。
四、生活經(jīng)驗(yàn)與物理規(guī)律的類比
學(xué)生在日常學(xué)習(xí)生活中積累了一定的生活經(jīng)驗(yàn)。用學(xué)生身邊的事例進(jìn)行類比，可啟發(fā)學(xué)生的思維，調(diào)動學(xué)生學(xué)習(xí)的積極性，培養(yǎng)學(xué)生在生活中觀察和分析事物的能力。
如講電容器的電容時，可將電容器帶電與容器裝水進(jìn)行類比。電容器類比于柱形水容器，電荷量類比于成水量，電勢差類比于水位差，電容類比于橫截面積。不同水容器裝入等高的水而容量不同，是橫截面積決定了水容器容納水的能力，不同電容器在相同的電勢差下容納電荷不同，是電容決定了電容器容納電荷的本領(lǐng)。
【關(guān)鍵詞】類比法;高職物理;電勢;教學(xué)改革
高職院校物理課是電子類專業(yè)學(xué)生必修的專業(yè)基礎(chǔ)課，電勢教學(xué)是物理課中的重點(diǎn)，在靜電場的教學(xué)中占有重要位置和作用。如何教好電勢這一重要內(nèi)容，是學(xué)好靜電場的基礎(chǔ)和關(guān)鍵，因此教學(xué)中應(yīng)予特別重視。
電勢是描述電場性質(zhì)的物理量，與場強(qiáng)相比更加抽象，看不見，摸不著，只能通過講解、板畫啟發(fā)學(xué)生的想象來進(jìn)行教學(xué)，所以也是教學(xué)中的難點(diǎn)。近年來，筆者在物理教學(xué)中作了若干改革,在電勢教學(xué)中，采用“類比法”，就是一種嘗試，收到了較好的教學(xué)效果，現(xiàn)進(jìn)行小結(jié)如下。
1.教學(xué)過程
1.1通過講解在電場中移動電荷做功的特點(diǎn)，回憶在重力場中移動物體做功的特點(diǎn)，指出電場和重力場的相似性，從而建立進(jìn)行比較的基礎(chǔ)。
1.2通過電氣和重力場的比較，逐步建立電勢的概念
1.2.1電勢能
（1）概念
在重力場中，因物體與地球之間有相互作用力，故由物體和地球間的相對位置所決定的能量――重力勢能。在電場中，因電荷之間有相互作用力，故由電荷之間相對位置所決定的能量――電勢能。
（2）大小
在重力場中物體在某點(diǎn)具有的重力勢能的大小等于將物體從地面（零勢能面）移到該點(diǎn)外力所做的功。在電場中檢驗(yàn)電荷在某點(diǎn)具有的電勢能大小等于把檢驗(yàn)電荷在某點(diǎn)具有的電勢能大小，等于把檢驗(yàn)電荷從無窮遠(yuǎn)處（零勢能面處）移到該點(diǎn)外力所做的功。
（3）變化
在重力場中重力對物體做正功，物體的重力勢能減少，減少的重力勢能等于重力對物體所做的功。重力對物體做負(fù)功，物體的重力勢能增加，增加的重力勢能等于外力對物體所做的功。在電場中電場力對電荷做正功，電荷的電勢能減少，減少的電勢能等于電場力對電荷所做的功。電場力對電荷做負(fù)功，電荷的電勢能增加，增加的電勢能等于外力對電荷所做的功。
（4）說明
電場與重力場的不同，由于形成電場的電荷可正可負(fù)，所以電勢能也有正負(fù)，較為復(fù)雜。
1.2.2電勢
（1）用重力場的情況進(jìn)行比較
在地面附近，同一物體在不同位置，具有不同的重力勢能，而同一物體在同一高度所具有的重力勢能與物體重量的比值，這個比值與物體的質(zhì)量無關(guān)，即為通常說的地勢，同一物體，在地勢高的地方重力勢能大，在地勢低的地方重力勢能小。
在電場中，情況與此十分相似。同一電荷在電場中不同位置，具有不同的電勢能，而同一電荷在同一位置所具有的電勢能與電荷量的比值與電荷量無關(guān)，只職決于電場本身及檢驗(yàn)電荷與產(chǎn)生電場的場源電荷的相對位置。同一正電荷，比值大的地方電勢能大，比值小的地方電勢能小。此比值就叫電勢。
（2）講解電勢的概念、物理意義、公式、單位
通過上述比較，可使學(xué)生獲得對電勢概念的形象理解，引出電勢概念則是水到渠成。即檢驗(yàn)電荷在電場中某點(diǎn)所具有的電勢能Ep與它的電荷量q的比值，叫做該點(diǎn)的電勢。
∮=Ep/q
在引出電勢概念之后，必須指出：電勢是從能量的角度，來描述電場本身性質(zhì)的物理量。不同電荷形成的電場和同一電荷形成的電場中不同點(diǎn)所具有的能量不同，因此用來描述電場性質(zhì)的電勢也就有不同的量值，這正是引入電熱的意義和作用。
1.2.3通過正負(fù)電荷形成的電場比較進(jìn)行小結(jié)。
（1）畫簡圖并分析，通過圖示法講清電勢、電勢能的正、負(fù)規(guī)律
正電荷場源形成的電場中，各點(diǎn)電勢為正。
檢驗(yàn)正電荷具有的電勢能為正；
檢驗(yàn)負(fù)電荷具有的電勢能為負(fù)。
負(fù)電荷場源形成的電場中，各點(diǎn)電勢為負(fù)。
檢驗(yàn)正電荷具有的電勢能為負(fù)；
檢驗(yàn)負(fù)電荷具有的電勢能為正。
（2）電勢能變化的規(guī)律
電場力做正功，電勢能減少；
電場力做負(fù)功，電熱能增加。
（3）電勢變化的規(guī)律
在電場力作用下，檢驗(yàn)正電荷總是從電勢高處向電勢低處移動（順電場線方向）；檢驗(yàn)負(fù)電荷總是從電勢低處向電勢高處移動（逆電場線方向）。因此，電場中沿著電場線方向，電勢總是逐點(diǎn)降低的。
2.幾點(diǎn)體會
2.1將“類比法”運(yùn)用在電勢教學(xué)中，由于層層比較、層層深入，一環(huán)扣一環(huán)，教材處理得當(dāng)，不僅突出了重點(diǎn)，突破了難點(diǎn)，使課堂教學(xué)進(jìn)行的比較順利，學(xué)生反映也比較好。所以針對教材的特點(diǎn)選擇適當(dāng)?shù)慕虒W(xué)方法，是教學(xué)改革中的一項(xiàng)重要內(nèi)容。
2.2運(yùn)用類比法，可以引導(dǎo)學(xué)生在已有的知識基礎(chǔ)上，去接受不熟悉但又相似的新知識，達(dá)到溫故知新、化難為易的效果。例如：在學(xué)生掌握了重力場中重力做功與重力勢能變化關(guān)系的基礎(chǔ)上，通過比較講解靜電場中電場力做功與電勢能變化關(guān)系的知識就是生動的例證。又如在靜電場對場強(qiáng)、電勢、電容等概念的講解也可在比較的基礎(chǔ)上進(jìn)行。只要認(rèn)真鉆研教材，在物理教學(xué)中具有可比較的概念、規(guī)律是很多的。
2.3運(yùn)用類比法，可以培養(yǎng)學(xué)生通過比較來鑒別事物的思維方法和能力，它對于使學(xué)生正確理解概念和牢固掌握規(guī)律是很有幫助的。例如：對一些有相似特點(diǎn)的內(nèi)容：重力場和靜電場；光波與無線電波等，可以通過比較它們的差異而加深理解。對于一些相象而又截然不同的內(nèi)容：質(zhì)量和重量；振動和波動；左手定則和右手定則等，可以通過比較進(jìn)行鑒別，給學(xué)生以清晰的概念，便于學(xué)生理解和掌握。
2.4教學(xué)中，類比法的應(yīng)用是多方面的，可以橫向比較（單向比較），如本文中的電勢能總分的教學(xué)；也可縱向比較（綜合比較），多角度、全方位的比較，如本文中正、負(fù)電荷形成的電場中的電勢的小結(jié)。至于進(jìn)行比較的方法有通過講述進(jìn)行比較；用列表法進(jìn)行比較；用圖畫的方法進(jìn)行比較。所以要根據(jù)教學(xué)內(nèi)容和教改要求予以變化和取舍。
總而言之，類比法是物理教學(xué)中常用的方法之一，恰當(dāng)?shù)貞?yīng)用，可以收到事半功倍的效果，這是本人在教改中的一點(diǎn)粗淺體會?！?/p>
【參考文獻(xiàn)】
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關(guān)鍵詞：類比教學(xué)法；應(yīng)用研究
中圖分類號：G633.7 文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A 文章編號：1002-7661（2012）15-0126-02
一、類比教學(xué)法
類比是一種邏輯推理形式，通過對兩種物理事物、物理現(xiàn)象或兩種物理規(guī)律進(jìn)行比較，找出它們的相似點(diǎn)和相同點(diǎn)，然后以此為依據(jù)，把其中某一物理事物、物理現(xiàn)象、物理規(guī)律的有關(guān)知識推移到另一物理事物、物理現(xiàn)象、物理規(guī)律中去，從而對另一物理事物、物理現(xiàn)象、物理規(guī)律作出假定性的說明，找出其他方面也相似或相同的方法。在物理教學(xué)中，類比方法可以幫助學(xué)生理解較復(fù)雜的實(shí)驗(yàn)和難度較高較深的物理知識，還可以加深學(xué)生的記憶，類比教學(xué)法在中學(xué)物理課堂教學(xué)中有著廣泛的應(yīng)用，既可應(yīng)用于知識教學(xué)，也可應(yīng)用于習(xí)題教學(xué)，也可以應(yīng)用于物理方法教學(xué)。
二、類比教學(xué)法在物理課堂教學(xué)中的運(yùn)用
（一）類比教學(xué)法應(yīng)用于知識教學(xué)
在物理學(xué)習(xí)中，類比方法具有探索和解釋兩個功能。解釋功能在于喚醒學(xué)生頭腦中已有的知識或者經(jīng)驗(yàn)表象，對將要學(xué)習(xí)的知識提供一個相近的表象，實(shí)現(xiàn)知識或經(jīng)驗(yàn)的遷移。應(yīng)用類比于物理教學(xué)，其關(guān)鍵就是引導(dǎo)學(xué)生根據(jù)所研究的問題的性質(zhì)來恰當(dāng)?shù)剡x取作為類比根據(jù)的兩個對象的對應(yīng)特征。
1．關(guān)于“萬有引力定律”與“庫侖定律”的類比
比較“萬有引力定律”與“庫侖定律”的數(shù)學(xué)表達(dá)式，發(fā)現(xiàn)它們具有驚人的相似之處，它們都能服從平方反比定律，但它們也有各自的特殊性。按教學(xué)的先后順序，學(xué)生在力學(xué)中已經(jīng)掌握了“萬有引力定律”的知識，在電學(xué)中學(xué)習(xí)“庫侖定律”時，就可以運(yùn)用類比進(jìn)行教學(xué)。 2．關(guān)于簡諧運(yùn)動的類比
類比的關(guān)鍵在于找出兩種物理事物、現(xiàn)象、規(guī)律的共同特征，一般有兩種不同的方式：一是歸類；二是概況。采用哪種方式，是由物理知識自身的特點(diǎn)決定的，學(xué)習(xí)直接從事實(shí)中總結(jié)出來的概念，通常是靠歸類得出其共同特征的。一般學(xué)生對物理概念的認(rèn)識是停留物理現(xiàn)象的外表特征，教學(xué)中可以運(yùn)用類比的方法得出物理現(xiàn)象的內(nèi)在本質(zhì)特征。例如：
學(xué)生學(xué)習(xí)掌握了水平放置的彈簧振子所受回復(fù)力滿足F=-kx之后，在分析豎直放置的彈簧振子時，發(fā)現(xiàn)如果以懸掛物體后的平衡位置（kx0=mg）為坐標(biāo)原點(diǎn)，通過受力分析，不論彈簧是處于壓縮狀態(tài)還是伸長狀態(tài)，振子所受合外力也滿足F=-kx。再去分析擺角很小時（擺角小于10°）時，擺球所受的振子所受合外力也滿足F=-kx 。而當(dāng)分析在地面上上下跳動的彈性碰撞的小球以及有人走過的跳板的運(yùn)動時，則可發(fā)現(xiàn)物體所受的合外力不滿足F=-kx的形式。通過以上類比，學(xué)生就可以把水平放置的彈簧振子的運(yùn)動、豎直懸掛的彈簧陣子的運(yùn)動、擺角很小的單擺的運(yùn)動歸為一類，其共同特征是物體所受回復(fù)力跟對平衡位置的位移的大小總是成正比，方向與對平衡位置的位移的方向總是相反，加深了對簡諧運(yùn)動的理解。
（二）類比教學(xué)法應(yīng)用于物理習(xí)題教學(xué)
物理教學(xué)一般要使學(xué)生從感性認(rèn)識上升為理性知識，使學(xué)生形成了物理概念、掌握了物理規(guī)律，并實(shí)現(xiàn)了物理認(rèn)知結(jié)構(gòu)的重新組合，但物理學(xué)習(xí)的思維加工活動更主要在于運(yùn)用物理知識解決物理問題。高中學(xué)生在學(xué)習(xí)物理中常常對解決問題感到困難，其原因在于用學(xué)習(xí)概念、規(guī)律的認(rèn)知方式來解決問題，未能突出解決物理問題的認(rèn)知特點(diǎn)的緣故。利用類比的方法在解決物理問題的過程中，具有啟發(fā)思路、提供線索，借助于已學(xué)知識或者某種范例而舉一反三、觸類旁通的作用。解答此類問題的關(guān)鍵在于將這個對象和問題轉(zhuǎn)化為熟知的對象和問題。
例1：如圖所示，在光滑水平面上靜止放著一輛質(zhì)量為m2的小車，車上裝有光滑的弧形軌道。另一質(zhì)量為m1的小球以速度v0沿弧形軌道的水平部分射入，并沿弧形軌道下降脫離小車，若m1=m2，則小球脫離小車時如何運(yùn)動？
經(jīng)分析知道，小球射入弧形軌道后與小車發(fā)生相互作用，把小球和小車看作一個系統(tǒng)，由于這個系統(tǒng)水平方向不受外力作用，水平方向滿足動量守恒。又由于弧形軌道光滑，小球與小車相互作用過程中滿足機(jī)械能守恒。根據(jù)小球與小車相互作用的特點(diǎn)，可以把它類比于兩個小球發(fā)生彈性碰撞，根據(jù)彈性碰撞一靜碰一動的規(guī)律，且兩個物體質(zhì)量相等，碰撞結(jié)束兩個物體將交換速度。由此可順利得出小球脫離小車時做自由落體運(yùn)動。
例2：如圖甲所示，平板小車上固定一只杯子，杯內(nèi)存有一定量的水，若小車以水平加速度a向前勻加速前進(jìn)時，杯內(nèi)液面穩(wěn)定后與水平方向所成的夾角θ？
在平常練習(xí)中，經(jīng)常碰到這樣的一個問題，一個質(zhì)量為m的物體，放置在傾角為θ的斜面上（如圖乙）。求斜面以多大水平加速度前進(jìn)時，可使物體保持相對斜面靜止？分析圖乙中物體的受力情況，根據(jù)牛頓第二定律，不難得出 ，即 。若把杯內(nèi)液面看成是一個個質(zhì)量都為m的液滴（看做質(zhì)點(diǎn)）緊挨排列而成，則圖甲中液面上液滴可類比于圖乙中斜面上的物體，二者有共同的受力情況，由此可知此題的結(jié)果為 。