类比法在高中物理教学中的应用

北京电力高等专科学校学报Ｎｏ．５．２０１１ＢｅｉｊｉｎｇＥｌｅｃｔｒｉｃＰｏｗｅｒＣｏｌｌｅｇｅ教育论坛囹

类比法在物理教学中的应用实例

吴伟

（常州工程职业技术学院，江苏常州２１３１６４）

摘要：类比法在物理教学中是一个相当重要的教学方法，应用得当，在教学中可起到事半功倍的教学成效，本文从库仑定律与安培定律之间的类比，应用两个矢量的又积得出第三个矢量，依次层层分析，推导出在磁场中占有重要地位的毕奥——萨伐尔——－缸普拉新定律．关键词：类比法；库仑定律：安培定律中图分类号：Ｇ４２文献标识码：Ａ

在物理学教学中．电磁学的章节可以说是一个重点，包括静电场，稳恒电流的磁场。电磁感应三个重要部分，重点是要研究电场和磁场的性质，以及它们之间的运动规律和内在联系，在教学中，静电场部分是教学的关键，一般情况下。这部分内容的教学时间可以长点，以便后阶段的学习和巩固，如果在学过静电场的基础上应用类比法．跟据对应性思路。来组织稳恒电流的磁场一静磁场的教学．将起到事半功倍的教学成效。库仑定律是静电场的基本规律，由库仑定律和电场的叠加原理，可以推出电场中的高斯定理和环路定理等一系列反映静电场性质的结论；同样．安培定律是稳恒磁场的基本规律，学习了静电场以后。根据真空中两个静止的电荷元（点电荷）之间的相互作用规律——库仑定律尹＝去警昂ｏ’

可以直接通过类比得出真空中两个电流元之问的相互作用规律——安培定律龋，：丝‘‘４ｔｒ，：以×（，１以ｘ昂）仂

式中，艰：表示电流元，ｌ面对，：ｄ瓦的作用力。嚣是有理化后的比例系数，类似于库仑定律中的忐·昂表示由，。西指向，：吐矢径方

向上的单位矢量。当然，安培定律比库仑定律复杂得多，而且抽象。从数学的角度看，它涉及到Ｊ，蕊、，，破和昂三个矢量和三个矢量的叉积，对于没学过“场论”的低年级的同学来说，有一定的困难；从物理意义上来说，安培定律由两个不可能真实出现的电流元表示，因而也就不可能象库仑定律那样直接从实验得出。但是通过与库仑定律类比可直接得出安培定律，并利用图（１）说明安培定律大小为嘏，；丝１２鱼垡堡！璺墅鱼（３）

类比法在高中物理教学中的应用

类比法是指通过将新知识与学生已有的知识和经验做类比，来帮助学生理解和掌握新的知识内容。在高中物理教学中，类比法具有重要的应用价值。本文将通过几个例子，说明类比法在高中物理教学中的应用。

对于新的概念和定义，我们可以通过物理现象与学生熟悉的日常生活做类比，帮助他们理解和记忆。在教学电流的概念时，我们可以将电流比喻为水流，电阻比喻为水管，电压比喻为水压，通过这种类比，学生就能够更容易地理解电流的本质和它的一些基本特性。

对于抽象的物理原理和定律，我们可以通过类比物体的运动和学生所熟悉的运动做类比，帮助他们理解和运用物理原理。在教学牛顿第一定律时，我们可以通过类比学生匀速直线运动的例子，帮助他们理解力的平衡状态下物体的运动情况，进而理解牛顿第一定律的内涵。

对于一些难以直观理解的物理概念，我们可以通过类比已有的物理实验或现象做类比，帮助学生理解和掌握。在教学光的折射定律时，我们可以通过类比波的折射定律来引导学生理解光的折射规律，通过类比水波传播时的折射现象，帮助学生理解光线在不同介质中传播的规律。

在应用题解析和讨论中，类比法也能够发挥重要作用。通过类比已有的问题解决思路或方法，引导学生解决新的问题。在解决杠杆平衡问题时，我们可以通过类比已有的简单平衡问题，帮助学生理解和运用力矩的概念和计算方法，进而解决复杂的杠杆平衡问题。

类比法在高中物理教学中具有重要的应用价值。通过将新的知识与学生已有的知识和经验做类比，可以帮助学生更容易地理解和掌握新的知识内容，并能够激发他们的学习兴趣和动力。在高中物理教学中，教师应该充分运用类比法，将抽象的物理概念和定律与具体的实际问题相联系，使得学生能够在理论知识的基础上，灵活应用于实际问题的解决中。教师还可以通过合理设计和引导，鼓励学生积极思考和参与讨论，培养他们的逻辑思维和解决问题的能力。

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）　

类比法在物理教学中的几种应用

与中学物理中各种教学方法的应用相比，类比教学法具有很大的优势，并被广泛应用。一些物理知识点难懂、概念深刻、现象复杂，在教学中常采用类比教学法。可以帮助学生提高对这类物理问题的记忆。将类比教学法引入到

1绪论

1.1类比教学法的概念

类比(比较类比)是一种关于认知能力的逻辑思维和推理方式。它将未知或不确定的事物或已经知道的事物进行分类比较，从而对未知或不确定的事物做出明确的猜测。类比的特点是先类比后推理。要想证明类比具有一定的认知价值，就必须确定所选取的未知事物是否在某些方面与某些已知事物相似。分类学是从类比法发展而来的。类比是一种文学修辞方法，是基于两个不同的事物或定义中的相似性，依赖于喻体本身的特点，根据联系在多方面思考如何修饰自身。也可以是一种推理特征的方式。在中学物理课堂教学过程中，当学生学习物理知识时，学生的思维方式需要从形象思维向抽象思维转变。如果采用类比教学法，这种变化的难度会大大降低。本文重点探讨的类比教学法是类比在物理课堂教学中的具体应用。

类比法在物理教学中的几种应用 2

2.1类比教学法在力学中的应用

1.物理规律和生活经验的类比在物理课堂教学中用学生生活中常见的事例与简单的物理规律进行类比，。比如，在讲“势能”这一节课时，物理教师就可以先用一个演示实验引入课题，一片羽毛掉落下来和一个小铅球掉落下来的现象有什么不同呢，为什么呢？然后教师可以就实验后的实验现象向同学们讲解物体的势能与质量有关，从而引入“势能”这一物理概念。然后物理教师可以和学生们就刚才的演示实验的现象进行深入讨论，譬如一个矿泉水瓶子从低楼层掉落与从高楼层掉落相比，危险程度更高的是哪种？并解释原因。然后倾听学生的相法，并跟随学生的思路进行后续教授，进一步得出势能的概念、公式和其他相关知识来。2.物理规律和自然现象的类比“万有引力”这一课中如果教师只是单调的讲解万有引力的概念及应用，学生在课堂上就提不起兴趣。但是如果我们引用一些有趣的自然现象，就能极大程度地提起学生的学习兴趣。在引入课题时，教师可以用广为人知的牛顿因为熟苹果从树上掉落的自然现象从而发现了万有引力的故事来引入课题，使相对抽象的概念具象化。3.新物理规律和旧的物理规律的类比在“压强”这一节课的概念引入中，教师先让学生回顾之前学过的物理概念，比如密度的概念、比较速度快慢的方法。让学生回顾速度的相关知识是因为压强和速度具有相同的特点，教师可以在引入课题时先让学生回顾速度的相关知识，引导学生通过速度公式的比值法进而得出压强的概念、公式及改变压强大小的两种方式。受力面积不变，压力增加，压强也会增加；压力不变，受力面积减小，压强越大，以上就是改变压强的两种方式。