高中物理論文：類比方法在物理教學(xué)中的運(yùn)用

1、類比方法在物理教學(xué)中的運(yùn)用 物理學(xué)是一門能較全面培養(yǎng)學(xué)生思維品質(zhì)的學(xué)科。筆者認(rèn)為物理學(xué)涵蓋的思維種類最為全面，可謂“左右腦兼?zhèn)洹?。功要有其效，學(xué)要有其法。嚴(yán)格來說，學(xué)習(xí)物理離不開形象思維中的感覺、記憶、圖形、空間、想象等，更多的是抽象思維中的分析、綜合、演繹、歸納、推理、判斷、類比、數(shù)學(xué)運(yùn)算等方法。 在高中物理中有這樣一個問題：有一在光滑水平面上勻速運(yùn)動的物體，某時刻起受到一與物體運(yùn)動方向相同的水平力作用，若這一作用力逐漸減小至零，在這一過程中物體作加速運(yùn)動物體作減速運(yùn)動物體作勻速運(yùn)動無法確定為了更好的使學(xué)生理解此題，老師做了這么個比喻：假如一個人在銀行有存款，現(xiàn)在每月再把錢存入銀行，但數(shù)目越

2、來越少，該人在銀行的存款是增多還是在減??？這個比喻使學(xué)生使立刻就能選出正確選項(xiàng)。顯然，這里教師巧妙的運(yùn)用了類比的教學(xué)方法，它不僅生動形象，且?guī)椭藢W(xué)生正確理解此題。一、類比方法何為類比法？兩個事件之間有相同之處或者是相類似，由此可推斷兩個事件可能存在其他類似或相同之處。相似是類比的基礎(chǔ)，如上面的題目，雖然一個是物理問題，一個是儲蓄存款問題，但它們之間具有實(shí)質(zhì)性的相似之處，物體所受的水平作用力在逐漸減小，使得加速度也在減小，但作用力與物體方向相同，起到了動力作用，所以物體在作著位移變大而速度變化率減小的加速運(yùn)動，與存入銀行錢的數(shù)額變大，每次存入數(shù)額越來越少相似。因此可以此為基礎(chǔ)運(yùn)用類比方法。二、

3、類比方法的應(yīng)用 、 物理教材第二冊有電容器的電容一節(jié)內(nèi)容，電容是表示電容器容納電荷本領(lǐng)的物理量。這個概念對初學(xué)者來說也是難點(diǎn)，為了幫助學(xué)生理解，教材有意設(shè)計(jì)一個相似的例子。圖1電容器容納電荷類似于圖2、圖3容器盛水。電容器相當(dāng)于容器，電容器極板上的電荷相當(dāng)于容器中的水，這樣學(xué)生對電容就有了感性的認(rèn)識，圖2、圖3的容器都相當(dāng)于兩個電容器，但不同的是圖3容器的容量要大一些，相當(dāng)于容納“電荷”能力較強(qiáng)，這就充分說明了電容是電容器容納電荷本領(lǐng)的物理量。這是以前教材沒有出現(xiàn)的，這充分體現(xiàn)了對基本概念的重視，兼顧左右腦，運(yùn)用類比的方法把對抽象概念的理解轉(zhuǎn)化為形象的感官認(rèn)識。圖3圖2圖11cm1cm_ _

4、_ _ _ _+ + + + + + 、物理教材第二冊有閉合電路歐姆定律一節(jié)內(nèi)容，其中有電動勢這個物理概念，有位教師設(shè)想了一個與圖4所示閉合電路的能量轉(zhuǎn)化有類似之處的物理過程：如圖5所示，某人不斷的把一個一個的小球從低處移向高處，使小球的重力勢能增加；與此同時，又因重力的作用，小球又由高處向低處運(yùn)動，并通過重力做功，小球的重力勢能又轉(zhuǎn)化為動能。這樣的循環(huán)持續(xù)地進(jìn)行，形成了小球的定向運(yùn)動。小球相當(dāng)于閉合電路中的電荷，人施于小球的力相當(dāng)于電源內(nèi)的非靜電力，重力相當(dāng)于靜電力。人對小球做功，使小球的重力勢能增加，相當(dāng)于非靜電力對電荷做功，使電荷的電勢能增加。這一設(shè)想，生動形象的撕掉了電動勢的神秘“面紗

5、”，使學(xué)生豁然開朗，十分有助于學(xué)生對電動勢概念的理解。圖5圖4三、類比方法的主要功能 類比方法是物理教學(xué)中常方法之一，它有優(yōu)于其他方法之處。1、形象解釋功能 比如，在中學(xué)物理中振動圖象和波動圖象，是學(xué)生常常容易混淆的兩種機(jī)械運(yùn)動的描述形式。為了正確理解和掌握這兩種圖象，我們可以對此作這樣的類比：振動圖象描述的是某一振動質(zhì)點(diǎn)相對于平衡位置的位移隨時間變化的情況，好比某同學(xué)在一段時間里活動情況的“電視錄象”；波動圖象描述的是在波的傳播方向上介質(zhì)的各個質(zhì)點(diǎn)在某一時刻相對于各自平衡位置的位移，它好比全體同學(xué)在同一時刻的一張“集體照”。這一生動的類比，使本來抽象的問題形象化、具體化，充分顯示了類比這一思

6、維方法所具有的獨(dú)特的解釋功能。2、探索未知功能 現(xiàn)代宇宙學(xué)中關(guān)于宇宙膨脹的假說，就運(yùn)用了類比方法。在聲學(xué)中，當(dāng)聲源遠(yuǎn)離觀察者運(yùn)動時，聲波的頻率減小，這是多普勒效應(yīng)。天文觀察發(fā)現(xiàn)，在某些天體的化學(xué)元素光譜中，光譜線同在地球上被觀察到的這些元素的光譜線相比，移到了光譜的紅端方面，這就是“紅移”現(xiàn)象。這表明光波的頻率減小。與聲波的多普勒效應(yīng)相比，就可以作出天體在遠(yuǎn)離我們而去的推論。由于天文觀測發(fā)現(xiàn)，從四面八方接收到的光波都有“紅移”現(xiàn)象，于是人們作出了宇宙膨脹的假說。 可見，類比在物理學(xué)認(rèn)識活動中的科學(xué)價值之一，就在于它的探索發(fā)現(xiàn)作用。3、啟示學(xué)習(xí)功能 在科學(xué)認(rèn)識活動中，類比方法具有啟發(fā)思路、提供線

7、索、舉一反三、觸類旁通的作用。將這一方法應(yīng)用于物理學(xué)習(xí)中，會十分有助于對物理知識的理解和掌握。例如靜電場和重力場有許多共同和相似之處，為了學(xué)習(xí)掌握靜電場知識，我們可以將靜電場與重力場進(jìn)行類比。我們知道電荷周圍存在著電場，電場對放入其中的電荷有力的作用，為了描述電場在不同位置對電荷作用的強(qiáng)弱和方向，我們引入了電場強(qiáng)度這一物理量；地球表面具有重力場，任何物體在地球表面附近都會受到重力場對它的作用力重力。那么，什么是描述重力場強(qiáng)弱和方向的物理量呢？經(jīng)過與靜電場的類比，不難理解，描述重力場作用強(qiáng)弱和方向的物理量就是重力加速度，不仿將其稱為“重力場強(qiáng)度”。再比如，點(diǎn)電荷周圍的電場強(qiáng)度可表述為，那么，地球附近的“引力