类比法在高中物理教学中的应用

理化空间　类比方法在物理教学中的应用　文／沈爱珍　摘要：类比方法是物理教学中一个很重要的方法，对于教　学效果影响很大，在适＂－３的时候把新学习的知识和以前学过　的知识进行类比比较，既复习回顾了以往的知识，又能领会新　知识，融会贯通，相得益彰，文中探讨了类比方法在物理教学　中的具体应用。　关键词：类比方法物理教学　在物理教学过程中有很多教学方法，方法运用的得当对　于教学效果影响是很大的．学生理解起来也会比较容易。类比　方法是一个很重要的方法，如果在适当的时候把新学习的知　识和以前学过的知识进行类比比较，既复习回顾了以往的知　识，又能领会新知识，融会贯通，相得益彰，确实是一个事半功　倍的做法．在我从教以来，碰到下列知识可以用到类比方法来　促进课堂教学发展，增加课堂教学的有效性。　一、概念之间的类比　在必修１的教材中有质点这样的概念，是刚进入高中阶　段学习所碰到的一个概念．这个概念对于刚进入高中的学生　来说．是比较抽象的．也是一个难点，所以在教学过程中举了　很多例子来说明。何为质点，就是忽略物体大小、形状，把物体　抽象成一个有质量的点。如研究地球围绕太阳公转时，虽然地　球很大．且有自转，但是因为地球的大小和地球到太阳的距离　比起来要小的多．这个情况下地球的大小就可以忽略不计，把　地球可以看成一个有质量的点。也就是说，物体能不能看成质　点．不是看物体本身的体积大小，而是把物体的大小跟所研究　的问题进行比较，能否忽略不计。在选修电学部分有这样一个　概念，点电荷，点电荷也是一个抽象的理想模型，怎么样理解　这个概念，在教学过程中就不需要再花费很多时间，因为之前　有质点这个概念的铺垫．我们就可以联系到以前在高一学过　的质点的概念，带电体什么情况下可以看成点电荷，在带电体　的大小跟电荷间的距离比起来可以忽略不计的情况下才可以　看成点电荷。而不是单单看带电体的大小。不论质点还是点电　荷．必须要进行比较之后才可以判断出能不能简化成一个点　来考虑。通过这样的类比方法的指导，学生理解了点电荷的概　念，而且也复习了质点，一举两得。　在高中物理中有这样两个重要的概念．电场强度和磁感　应强度，这两个概念有很多共同之处，在教学过程中就可以将　它们进行类比。第一、都是用来描述场的强弱和方向的物理　量，都是失量，所以在运算时都遵循矢量运算法则。第二、都是　用比值法进行定义。在定义这两个物理量时都要引入一个小　实体，在定义电场强度时引入检验电荷，检验电荷在电场中所　受的电场力和检验电荷电荷量的比值就是该点的电场强度　而在定义磁感应强度时引入的是电流元，当电流元在跟磁场　方向垂直时，电流元所受的安培力和电流元的电流、长度的乘　积的比值就是磁场中该点的磁感应强度。第三、虽然定义式中　与检验电荷、电流元有关，但是电场强度、磁感应强度与放入　场中的检验电荷、电流元无关。第四、都可以用一些场线来形　象地描述场的强弱和方向。如电场可以用电场线来描述．磁场　可以用磁感线来描述。　二、公式之间的类比　在高中物理中有很多相似、相近的公式．教学过程中不应　该把它们孤立的来看，而应该把他们放在一起进行类比比较．　对州　找出它们的相同点和不同点，加强知识间的横向联系，降低学　习的难度。　△ｖ　△中　如加速度定义式为ａ＝￣－７，感应电动势的定义式为Ｅ：　．　两个公式有相似之处，都是某个变化量与发生这一变化所用　时间的比值，都是描述某个量变化的快慢程度。区别是加速度　是速度的变化量与时间的比值．而感应电动势是磁通量的变　化量与时间的比值。　Ａ　ｌ＾　２　万有引力的计算公式为Ｆ＝Ｇ—　一，库仑力的计算公式为　ＱｌＱ２　Ｆ＝ｋ—：　．两个公式都是用来计算力的，形式也差不多，分母　都是距离的二次方。区别在于一个是用来计算自然界中任意　两个物体之间的引力，分子是两个物体的质量的乘积：一个是　用来计算两个点电荷间的相互作用力，分子是两个电荷的电　荷量的乘积。另外注意两个常数的名称、数值、单位。　三、物理规律与生活中的事例的类比　有些物理规律学生理解起来可能比较困难。但是如果跟　Ｅｌ常生活中例子进行类比、联系，学生就会感到浅显易懂、茅　塞顿开。　仃　如电容器的电容定义式为ｃ＝　，公式虽然可以这样写，但　却不能说电容与电荷量成正比，而与电压成正比。电容与极板　所带电荷量以及两极板间电压没有关系．只与极板的结构有　关，与极板间的正对面积、距离、介质有关。这可以联系到生活　中的一些常用的容器如杯子，好比杯子的容积只与杯子的结　构有关，大杯子容积大，小杯子容积小，而与杯子里面装的水　没有关系一样。把电容与杯子的容积类比，电荷与水类比。电　压与水高度类比，这样就会给学生留下更深的印象。　在学习电流时，可以把电流与日常生活中碰到的水流进　行类比。在电源外部电流的方向由高电势流向低电势，就好比　水流由高处流向低处；电源内部由低电势到高电势。就好比抽　水机把水从低处抽到高处。单位时间内通过导体横截面的电　荷量越多，电流就越大，而单位时间内通过河流横截面的水量　越多，水流就越急、猛，也就是强度越大。如果电路中有几条支　路，电流分别Ｉ１、Ｉ２、Ｉ３，形成一条干路则电流为Ｉ＝Ｉ１＋Ｉ２＋Ｉ３，直　接进行代数相加减，而不需要进行矢量合成．就好比几条小河　流汇成一条大河一样，总流量应该是几条小河流的流量之和。　在我的教学实践过程中，如果适当的时候用好类比方法．　确实能起到很好的教学效果。要注意的以下几点。第一，在学　到新知识时，可以启发学生，让学生联系回忆起以往相似的知　识点、方法或相关的生活事例，这样可以活跃学生的思维．培　养学生举一反三的思维能力。第二，在用类比法时．因为联系　到可能相关的易混淆的知识点，一定要注意讲清楚知识点的　本质，比较它们的差异，千万不能弄巧成拙．把学生搞的稀里　糊涂，一个知识点也没掌握好。　（沈爱珍，扬州市宝应县鲁垛高级中学　２２５８１７）　

【教法研究】　巧用类比法学习高中物理　～　肖顺银　（贵州省遵义市第四中学，贵州遵义５６３０００）　摘要：类比法是将不熟悉的事物与熟悉的事物进行比较，从而根据两个或两类事物－２＿ｆ￣３在某些方面的相似或　相同而推出它们在其它方面也可能相似或相同的一种科学思维方法。在高中物理学习中，巧用类比法，能很好地　理解概念，建立模型，提高应用物理知识的能力。　．　关键词：类比法；理解概念；建立模型；解决问题　不少同学认为高中物理难学，课堂上似乎听得懂，　可一做题就不会做或者做错。究其原因，我认为主要是　很多同学对基本概念规律的理解不深入，对物理情境　不会分析，物理模型不会建立，对物理知识的应用公式　化，以致在新的物理情境下显得一筹莫展。那么，怎样　才能提高应用物理知识的能力呢？“类比法”不失为一　种行之有效的方法。应用到物理学习中，就是将陌生的　物理现象与你熟悉的相似的现象进行比较，从而揭示　出物理过程或物理现象的本质。　一、用类比法理解物理概念　物理概念是学习物理的基础，只有真正理解了物　理概念，才容易把学过的知识转化自己的东西。高中物　理中，有相当一部分物理概念很抽象，表述不具体，使　学生难以理解。应用类比法可以使很多高中物理中概　念和规律教学的难点得到突破。在学习物理概念中巧　用类比法，能把概念理解透，学深、学活。　如电容的概念，定义式Ｃ＝Ｑ／Ｕ，物理意义：电容是　表示电容器容纳电荷本领的物理量，与Ｑ、ｕ无关。即电　容器容纳电荷的本领与所带的电量无关，所带电荷越　多，电容器两板电压就越高。怎么去理解呢？通常用装　水的容器类比电容器，容器装水的本领与所装的水量　无关．，水量越多，水就越深。学生很好理解水容器装水　的本领与水量无关，只与水容器本身的结构，比如底面　积大小有关。用此类比，可以使学生知道电容即“装”电　荷的本领，电荷“装”得越多，两板的电压就越大，当然　与Ｑ、ｕ无关，而只与点容器本身的结构（板间距离、正　对面积等）有关。　又如“磁通量”的概念，通常可理解为穿过这个面　的磁感线条数，怎么理解呢？可用生活中的例子来类　比。如在下雨时用一个盆去接雨，在什么情况下相同时　间内接得最多呢？同学很好理解：雨下得越大、盆越大、　且雨垂直进人盆内就接得越多。即磁感强度Ｂ越大、面　积ｓ越大、且Ｂ垂直ｓ时磁通量最大　这样就解决了Ｂ　要垂直Ｓ，或者说Ｓ是有效而积这样一个难点。　给现代语言增添了艳丽的色彩，它承载了几千年的文　明，蕴含着丰厚的文化底蕴。初中生品味古文化的风　韵，领略古人的精华，能承接古文明，是现代教育的目　１４６　二、用类比法建立模型、分析情境　在物理学习中常需要建立正确的物理模型，分析　物理情境，在建立模型或分析物理情境中用类比法会　使问题形象化。　如可以把原子中电子绕核的圆周运动的模型与人　造卫星绕地球的圆周运动进行类比，它们遵守相同的　向心力方程，解题的方法也相似；又如借助物体在重力　场中的运动，类比带电粒子在静电场中的运动，发现两　者可归结为同一物理模型；再如分子势能与分子间距　离的关系，通常用一根弹簧连接两个小球的模型来类　比等等。这样用已知的、熟悉得、宏观的模型来类比未　知的、抽象的、微观的模型往往会事半功倍。再如点电　荷的电场，我通常给学生建立这样一个情景，有一堆　火，我们怎么去感知它的温度高低呢？大家都知道，火　烧得越旺，离火源越近，就会觉得越热，这样的模型来　类比，学生可以很形象地理解点电荷的电场由场源电　荷的大小，及空间的位置来决定。还可以进一步地思　考，我们能感知火源的位置，可以类比场强的方向。　三、类比法在物理解题中的应用　解题是物理方法和知识的应用过程。是实现知识　“迁移”的重要一环，是物理教学的重要组成部分。在物　理解题中应用类比法，通过分析待求问题的特征，把它　与已知的物理原型进行类比，比出分析和研究问题自ｇ　思路与方法。这样避免了解题公式化，提高解题速度。　许多形式不同的物理习题具有相同或相似的特征，只　要理解、掌握了一个问题的特征和解法，应用类比，这　类问题就迎刃而解了。从一定意义上说，这是一个把学　生从题海战术中解放出来的较有效的方法。类比往往　通过与熟悉知识或情境的比较，化陌生为熟悉，揭示未　知和已知之问的关系。类比法既可以加强知识之间的　联系，深化对知识的理解，又能启发学生的思维，有利　于物理思维能力的培养，巧用类比法是一种非常有效　的学习手段　标。在实践中探索，在探索中发现，面对现状，扬长避短　走　误区，以开拓教学研究的新局面。

誊磊　■　嚣鹈　一ｉ鬟　篓誊　妻鬟　舞黼　撇瓣…　０≯　≯≯　

浅谈类比法在物理教学中的运用　

２７１０００山东省泰安英雄山中学　张继梅　

所谓类比法是把不同的两个（两类）对象进行比较，根据两　个（两类）对象在一系列属性上的相似，而且已知其中的一个对　象还具有其他的属性，由此推出另一个对象也具有相似的其他属　性的结论。类比法的基本原理可以用下列模式来表示：　

Ａ对象具有属性ａ、ｂ、Ｃ，另有属性ｄ，　

Ｂ对象具有属性ａ、ｂ、Ｃ，所以，Ｂ对象具有属性ｄ。　类比是提供一种发现事物规律和提出一种假设的重要方法。　科学史上的重大发现，有许多是应用类比推理获得的。荷兰科学　

家惠更斯把光和声进行类比，根据光和声有许多相同的属性，而　

声是呈波动状态向外传播的，因此他推论光也以波动状态进行传　播。　总之，科学史上运用类比的例子是不胜枚举的。无数事例说　明，类比法是人们思维活动中的一种重要的思维形式。而当前新　课改强调以教师为主导以学生为主体，激发学生已有的知识经验　和潜能，通过师生互动、生生互动，让学生成为知识的占有者和　

探索者，在实际教学中类比法最能体现这一新课改精神，因为，　类比法以其简便易行、取材广泛、效果显著等特性，特别受到师　生的青睐。那么到底在教学中如何应用类比法呢？　

一、运用类比法教学，沟通新旧知识，深　

化、丰富教学内容’　

要开发学生的创造性思维，首先要打好扎实的基础，丰富学　

生的知识库存。在教学中，要特别重视在讲授新概念时联系旧知　识，在新旧知识类比中加深理解，开拓思路。例如在学习静电场　

节内容中，　“电场”概念的建立是极为重要的，但由于此概念　比较抽象，学生往往难以理解。可以用力学中所学重力场与之类　比：地球周围存在着重力场，地球上所有物体都处于重力场中，　都受到了地球的作用重力。同样，电荷的周围存在着电场，电场　

对处于其中的电荷有电场力的作用，　（如：点电荷问的库仑力的　作用）。再由物体在重力场中具有了与地球位置有关的重力势　能，引导学生总结出，检验电荷在电场中也应具有与场源电荷位　

教学经纬　

“类比法”在电场教学中的运用　

江苏扬州市宝应县宝应中学（２２５８０Ｏ）李芳芳曾宪龙　

高中物理电场知识较抽象，学生接受起来相当吃　

力。那么怎样帮助学生克服电场学习过程中遇到的困　

难呢？笔者认为“类比法”可大大降低电场学习难度，下　

面具体的说明一下有关应用。　

一、“类比法”在“电场、电场线”教学中的应用　

电荷间的相互作用可类比磁体间的相互作用，学生　

在初中就已掌握磁极间的相互作用是通过磁场来实现　

的，所以通过类比学生不难得出电荷间的相互作用也是　

由“场”来实现的，这种“场”就是“电场”。再由可用“磁　

场线描述电场”，类比联系，应当可用“电场线来描述电　

场”。这样一类比，由几种特殊电场的电场线，学生就会　

很容易总结出电场线的一系列特点。　二、“类比法”在“电场强度”教学中的应用　

电场强度在电场中是一个比较抽象的概念，学生难　

以理解。我们可以从电场的基本性质人手，“类比”重力　

场的相关知识，引入电场强度的概念。电场的基本性质　

是对放入其中的带电体有力的作用，而地球上的物体只　

要有质量就会受到重力，即重力场中的物体都受到重力　

作用，与电场中的物体只要带电就会受到电场力的作用　

相同。因此，我们就可以用重力场中的相关特性来类比　

定义电场的强弱。我们知道物体的重力Ｇ：ｍｇ，相同的　

物体在不同的位置其重力不同，其原因是重力场中的ｇ　

随位置的变化而变化，而ｇ—Ｇ／ｍ。带电体在电场中也　

有类似的特性：相同的带电体在不同的位置受力不同，　

电场力与电荷量的比值Ｆ／ｑ也不同；相同的位置带电体　

带电量不同受力就不同，但是电场力与电荷量的比值是　

相同。也就是说电场力与电荷量的比值是一个与位置　

有关的物理量，那么类比重力场中的ｇ，在电场中定义电　

场力与电荷量的比值Ｆ／ｑ为电场强度Ｅ。　

三、“类比法”在“电势、电势差、电势能”教学中的应　

用　在教授电势、电势差、电势能三个概念时，应先有电　

势能，再有电势，最后有电势差。电势能的教学可与重