类比法在物理教学中的应用 初中物理类比法

类比法在物理教学中的应用

武汉市第十四中学----蔡福生

【摘要】在物理教学中运用类比方法可以引导学生自己获取知识；同时又可以激发学生联想，使学习成为学生自觉积极的活动，有利与发展学生的思维能力。

【关键字】类比 新概念教学 相关知识教学 物理解题

在教学中经常发现这样现象：学生在课堂上听的都懂，但自己一做就容易错。分析原因是学生没有掌握学习方法。“授人以鱼，不如授人以渔”。所以传授给学生学习方法更重要。类比法即是一种重要方法。

所谓类比法是根据两类不同的物理过程，找出相同或相似点，从而推出它们之间在其他方面相似的一种科学方法。是立足于已有物理现象认识的基础上，进一步发展物理认识的有效试探方法。在物理与研究中具有启发思路，举一反三，触类旁通的作用。例如德布罗意根据光的波粒二象性类比提出：实物粒子也具有波动性的假设，1972被电子衍射实验所证实。又如库仑在电磁学研究中从牛顿的万有引力定律公式F∝m₁m_2、/r²中，联想到电荷之间的相互作用力也应遵从F∝q₁q₂/r²这一基本的电作用规律，于是就把库仑力的定量关系类比于万有引力公式，而得出F∝q₁q₂/r²。类比是提出科学假设的一条重要途径。

在高中物理阶段中，采用类比方法进行教学，在比较相近，比较小的范围内做类比，是一种切实可行的科学方法。例如：机械波与与光学（在几何光学，物理光学范围内）的类比；原子的行星结构模型与太阳系的类比：光的微粒说－波动说－波粒二象性历史发展的类比。现在结合我在教学中的一些实际经验，从以下几个方面阐述：

1.类比法在新概念教学中的应用。

在物理中有许多概念是用比值定义法来定义。但学生由于受数学思维定势影响往往对这种定义法理解不透彻，如在电场强度教学时许多学生从公式E=F/q得出E∝F﹑E∝1/q的错误结论。此时可以用学生已熟知的密度概念来类比。两者的共同特征是：属性由本身决定。密度=m/v，体积相同的两种物质，质量大的密度大，用单位体积的质量来表示物质的这种性质，但密度由物质本身决定，与质量和体积无关。同样，对于电场中的两点，如果同样的点电荷在某点受力大，就说明这点的电场越强。我们用单位电荷量的电荷受到的电场力，即电场力与电荷量的比值表示电场的这种性质，E=F/q但与F和q无关，由电场本身决定。

2.类比法应用与相关知识教学。

在电场教学时，由于电场比较抽象，我们可以利用学生熟悉的重力场来类比教学，帮助学生很好的理解电场的一系列特性。见表

3.类比法在物理解题中的应用。

物体的运动及相互作用往往是比较复杂的，当一个物理事物与另一个（或几个）物理事物在相同情景下产生效果相同时，我们往往将复杂的物理事物类比与简单，易与研究的物理事物。

例如：类比法处理叠加场。各种性质的场同时占据同一空间，从而行成叠加场。对于叠加场中的力学问题，可以根据力的独立作用原理分别研究每一种场力对物体作用效果，也可以同时研究几种场力共同作用的效果，将叠加场等效为一个简单场，然后与重力场中的力学问题进行类比，利用力学的规律和方法进行分析和解答。

例：半径为r的绝缘光滑圆环固定在竖直平面内，环上套有一质量为m，带正电的珠子，空间存在水平向右匀强电场。如图所示，珠子所受静电力是重力3／4倍。将珠子从环上最低点A点静止释放，则珠子所能获得最大动能E _k为多少？

解析：设珠子的带电量为q，电场强度为E。

珠 子在运动过程中受到三个力作用，其中只有电场力和重力对珠子做功，其各力大小为F＝

,设F与竖直方向间夹角为θ，如图所示，则sinθ= COSθ=,把这个合力等效为复合场，此复合场的强度为g^/=，g^/与竖直方向的夹角如图所示，设为θ，珠子沿圆环运动。可以类比与单摆的振动，运动中动能最大的位置在”最低点”，由能的转化及守恒定律可得最大动能E_k=mg’r(1-COSθ)= mgr。

以上是我在教学中用到类比法的一些例子，在物理教学中运用类比方法可以引导学生自己获取知识；同时又可以激发学生联想，使学习成为学生自觉积极的活动，有利与发展学生的思维能力。但在使用类比方法时，要注意各种不同事物之间的差异和区别，在引进新概念、新规律时，应当进一步把它们的本质讲清楚。只有这样，才能使学生更好地理解所学习的内容，启发学生的思维和加深对学习内容的理解，在教学中起到举一反三的好效果。

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