类比在中学物理教学中的应用

类比在中学物理教学中的应用

陶礼

四川省丹棱县丹棱中学 四川 丹棱 620200

摘要：教学中，若采用 “类比”教学，能使学生把已有知识迁移到新学内容上，加深理解物理概念、掌握规律的目的。那么如何在中学物理教学中有效的利用这一工具。

关键词：思维，知识，想象力

1物理知识之间的类比

这是一道变力作功的力学问题，用一般的方法是无法解决，但如果联想到弹簧运动。我们把水的浮力看作是一弹簧的拉力，则F=pgv那么根据书上弹簧作功的公式W=1/2KX²则可求解。

解：在整个过程中重力做功W=mgh.。浮力做功W`=1/2KX²=1/2F*h=1/2pgvh，

v=Sh则W`=1/2pgSh²根据动能定理

1/2mv²=W-W`则v=(mgh-1/2pgSh²)^1/2则求解。

物理的各部份知识紧密相连，在教学中可以将各部份拿来相互类比，可以达到事半功倍的效果。力学是物理学的基础，学好力学将有助于其它知识的掌握。运用类比能使学生更快的掌握力的知识。例如：这样一题，一根质量为M，长h，横截面积为S的铁棒竖直放于水面上，下端与水面接触，让铁棒自由下落，问：当铁棒上端与水面相平时，铁棒的速度是多少？

图1.1

还有这样一题：一半径为R的光滑竖直圆轨道固定在水平地面上，并与水平地面相切，小球从轨道上距离桌面h（h《R》高处由静止释放，求小球经过多长时间到达轨道的底端。这个题要和单摆相类比，用单摆知识来求解时间.

图1.2

解：因为h《R所以其摆动的摆角小于5^。所以可看成单摆，利用单摆的公式t=2π(l/g)^1/2又因ｌ＝Ｒ所以则可求得时间t=2π(l/g)^1/2

还如在欧姆定律的教学中，可把电流和水流进行类比，即用水压类比电压；用水管对水流的阻力类比导体的电阻。则水流：当这段水管的阻力一定时，水压(水位差)越大，水流就越急；当水压一定时，水管的阻力越大，水流就越缓。通过类比，引导学生猜想：在导体电阻不变时，导体中的电流强度可能跟导体两端的电压成正比；在电压不变的情况下，导体中电流强度可能跟这段导体的电阻成反比。采用了“类比”和“猜想”，激活了学生的思维，让学生类比很快就能了解电压和电流和电阻的关系。

2探究性学习中的类比

在探究性学习中引导学生自觉的运用类比可开阔他们的想象力，建立一个原始的模型，并且可激发其兴趣，为将来的成材打下基础。如在冲量的探究式学习中，运用类比列出冲量与动能的对比表1

然后提出冲量与动量的关系是动量定理Ft=mv2-mv1。然后提问如果功和动能间也存在一定的关系，其表达式应该是怎样呢？又该叫做什么定理？请提出假说。这样引导学生提出问题，主动寻找其规律，激发其探索欲。其实在历史上很多伟大的科学家都在自己的研究中使用类比。如麦克斯韦电磁理论的创立，也是在综合了库仑定律高斯定律、安培定律和法拉弟电磁感应定律。他对法拉弟的力线、力管进行深入的研究，运用类比的方法，把力线看作不可压缩的流体的流线，认为这种流线是设想的东西，并且把力线、力管等与流体力学作理论比较，把正负电荷看成流体的源和汇，电场强度比作流速，引入新的矢量函数来描述电磁场，创立了新的数学形成的结论。卢瑟福提出原子核式结构，类比了太阳系。光的波动说，类比了声波。麦克斯韦电磁波假说，类比法拉弟场线。近代引力观念（类比了磁力）看来类比不但是教学的有效手段，还是成为科学家们的一种研究方法。

可见类比有形象，直观的特点，在教学中，研究中可以达到很好的效果，但类比时一定要小心。

类比是一种重要的推理方式，是人们认识新事物或有所新发现的重要思维方式。但类比不是一种严密的推理，类比推理的结果是否正确，还需要经过实践的检验。否则反而会造成学习知识的思维障碍。

总之，类比在中学物理教学中有形象生动的特点，在教学难点的突破上既省时，又省力，还能很好的达到教学目的，使学生对物理概念有较深的理解，但类比时要注意既相象又恰当，否则，不但达不到教学目的反而会把学生引入歧途。这就需要我们在备课中备好类比事例，做到类比通俗易懂，形象逼真，切合实际，才能真正突破教学难点。

本文在写作过程中参考以下资料：田世昆著 《物理思维论》 钱学森主编 《关于思维科学》

安吉一中校园网 /高中物理教学中的科学方法教育 /作者：黄全安

突破物理教学难点的几种方法/作者：苗伟科

谈初中物理概念和规律的教学/作者：王燕莉