在物理教学中培养学生的类比思维能力

摘 要：教师运用类比思维，使学生在教学活动中更容易接受新概念，提升学生的推理能力，培养学生的创新思维。利用类比进行教学，不仅会降低知识的陌生程度，还可以不断温故知新，把抽象的问题具体化，从而达到知识体系化。

关键词：高中物理；类比思维；能力培养

中图分类号：G633.7 文献标识码：A 收稿日期：2018-03-05

作者简介：阮 希（1972—），男，福建省福安市高级中学教师，一级教师，本科。

开普勒说过：“我最珍视类比，它是我可靠的老师。”所谓类比思维，就是事物之间有相似，当人们意识到这一点时，就会把相似的事物进行比较、分析和综合，得到未曾有过的新认识的思维方法。如将经典力学与经典电磁学类比建立起相对论的相对性原理，借助于质点力学与电子的光学性质的类比提出物质波的概念和波动力学，等等。在科学认识中，类比方法有形成假说解释外推、开拓思维、触类旁通的作用。那么，在教学实践中我们怎样充分利用物理教材优势培养学生的类比思维呢？

一、在定义式中培养学生的类比思维

从初中学习物理开始，由比值得到一个全新的物理量，如速度。对这些相似的物理量进行类比讲解，不仅能增强学生对新概念的理解，而且对旧概念起到巩固作用；不仅突破教学上的难点，还能总结物理量的共同特性。例如，物体的质量跟物体的种类和体积有关，而物体的质量跟体积的比值有关。即单位体积物体的质量只跟物体的种类有关，反映物质的一种属性。物质学中用“密度”这个物理量来表示，那在高中讲到“场强”这个概念时，可与之类比。电荷在電场中某处受到的电场力跟电荷所在位置和电荷量都有关，但电场力跟电荷量的比值，即单位电荷受到的电场力中跟位置有关。这反映了电场自身的一种性质，所以我们用“场强”这个物理量来表示。这样类比讲授，学生很容易理解吸收新知识。

二、在建立物理模型中培养学生的类比思维

构建物理模型解决物理问题，从物理问题中抓住问题的本质，排除无关或次要的因素，将真实结论进行显现。构建物理模型一般要经历实际观察—类比想象—构建模型的过程。在教学中，教师要引导学生进行类比，从而找出物理现象、物理问题存在的异同点，完成从“想象”到“模型”的建立。

三、在抽象知识教学中培养学生的类比思维

在高中阶段，很多物理现象比较抽象，学生学习起来比较困难，难以理解。比如热学部分“分子运动理论”的知识，电磁学中电场、磁场的知识等，教师在讲解这些内容时，一定要与学生已学习过、掌握的原有知识进行类比，变“抽象”为“形象”，这样便于学生理解、吸收这些新知识。教师在讲解分子势能的大小随距离的变化关系时，可与弹簧伸长压缩时的弹性势能的变化类比。“电势差”“电势”跟“高度差”“高度”变化以及与做功的关系有很多共同点，学生在比较中能较好地掌握这些知识。现在的教材编写很突出类比思维，教师在教学过程中更要强调这点。如平行板电容器的两个极板与水平地面成一角度，两极板与一直流电源相连。若一带电粒子恰能沿上图中所示水平直线通过电容器，则在此过程中，该粒子（ ）。A.所受重力与电场力平衡；B.电势能逐渐增加；C.动能逐渐增加；D.做匀变速直线运动。教师将常规的水平放置的平行板电容器倾斜一个角度，让带电粒子在电场力和重力的共同作用下做直线运动，构造出新的物理情境，让学生在抽象知识中通过类比推理等思维，完成平行板电容器中电场的性质、力的合成、牛顿第二定律、电势能等基本物理概念和规律的运用。

四、在比较异同中培养学生的类比思维

类比思维方法的使用不仅要注意事物之间的“同”，也应注意事物之间的“异”。比“异”往往能够提高我们的认识。振动图像是高中物理教学中的一个难点，两种图像的形状相似造成了学生在理解上的困难。当学生在教师的引导下比较得出振动图像是描述同一质点在各个不同时刻的位移，而波动图像是描述大量质点在同一时刻的位移时，学生对两种图像的认识就深化了。学生在学习欧姆定律时，知道“导体中的电流跟电压成正比，跟电阻成反比”，写成公式。学生由此变形，于是得出“导体的电阻跟电压成正比，电流成反比”的错误结论。

类比是一种既古老又极富生命力的科学思维方法。教师在物理课堂中灵活运用类比进行教学，就能启迪学生的思维，调动学生的积极性，减轻学习负担，真正实现“为了迁移而教，为了理解而学”。

参考文献：

[1]刘纪波.中学物理中类比教学法教与学的研究[J].湖南中学物理， 2017（5）：14-16.

[2]沈志丹.类比法在物理教学中的应用[J].中学物理，2014（17）：17-18.

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