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淺探物理教學(xué)類(lèi)比法
類(lèi)比——是指在新事實(shí)同已知事物間具有類(lèi)似方面作比較。類(lèi)比法是人們所熟知幾種邏輯推理中，最富有創(chuàng )造性的�？茖W(xué)史上很多重大發(fā)現、發(fā)明，往往發(fā)端于類(lèi)比，類(lèi)比被譽(yù)為科學(xué)活動(dòng)中的“偉大的引路人”，是它首先推動(dòng)了假說(shuō)的產(chǎn)生。盡管類(lèi)比不能代替論證，但可以為理解新知識、概念和規律提供依托。因此，作為一種“從特殊推到特殊的科學(xué)方法”，類(lèi)比法在物理教學(xué)中有著(zhù)廣泛的應用。
一、類(lèi)比法應用的內容
1、新、舊知識類(lèi)比
物理學(xué)是自然科學(xué)中的一門(mén)基礎科學(xué)，它不僅有一定的知識內容，而且這些內容之間存在著(zhù)必然的內在聯(lián)系。將新、舊知識進(jìn)行類(lèi)比，給學(xué)生以啟示，使學(xué)生易于掌握新知識，同時(shí)也鞏固了舊知識。
如在學(xué)習靜電場(chǎng)一節內容中，“電場(chǎng)”概念的建立是極為重要的，但由于此概念比較抽象，學(xué)生往往難以理解�？梢杂昧W(xué)中所學(xué)重力場(chǎng)與之類(lèi)比：地球周?chē)嬖谥?zhù)重力場(chǎng)，地球上所有物體都處于重力場(chǎng)中，都受到了地球的作用——重力。同樣，電荷的周?chē)嬖谥?zhù)電場(chǎng)，電場(chǎng)對處于其中的電荷有電場(chǎng)力的作用，(如：點(diǎn)電荷間的庫侖力的作用)。再由物體在重力場(chǎng)中具有了與地球位置有關(guān)的重力勢能，引導學(xué)生總結出，檢驗電荷在電場(chǎng)中也應具有與場(chǎng)源電荷位置有關(guān)的電勢能。如此類(lèi)比，相當于在新舊知識間架起了一座橋梁，讓學(xué)生能夠從已掌握的舊知識中順利地接受和理解新知識。
又如：場(chǎng)強E和電勢U這兩個(gè)描述電場(chǎng)的物理量，E、U與檢驗電荷q有無(wú)關(guān)系呢?而牛頓第二定律M=F/a，當物體受到的合外力為零時(shí)，物體產(chǎn)生的加速度也為零，但物體的質(zhì)量為一定值;再有，歐姆定律中R=U/I，若電阻不接入電路中，U、I均為零，但電阻R卻一定。究其原因，蓋它們都是事物本身的物質(zhì)屬性。這種簡(jiǎn)單的類(lèi)比，使學(xué)生頓悟：E、U是描述電場(chǎng)本身性質(zhì)的物理量，電場(chǎng)是客觀(guān)存在的，與檢驗電荷無(wú)關(guān)，而定義式：E=F/q、U=ε/q只是定義E、U和計算E、U大小的。
2、生活經(jīng)驗與物理規律的類(lèi)比
學(xué)生在日常學(xué)習生活中積累了一定的生活經(jīng)驗。用學(xué)生身邊的事例進(jìn)行類(lèi)比，可啟發(fā)學(xué)生的思維，調動(dòng)學(xué)生學(xué)習的積極性，培養學(xué)生在生活中觀(guān)察和分析事物的能力。
如講電勢差時(shí)，可用瀑布來(lái)作為例子，瀑布的水量越大，落到底部的動(dòng)能越大;而瀑布落差越大，落到底部的動(dòng)能也越大，動(dòng)能是由重力勢能轉化獲得的，即瀑布的重力勢能與瀑布的水量、落差有關(guān)。讓學(xué)生自己類(lèi)比得出：電勢能與電荷量和電勢差有關(guān)：ε=qu
介紹彈簧振子的振動(dòng)時(shí)，振子向平衡位置方向運動(dòng)為變加速運動(dòng)，學(xué)生不能理解加速度減小而物體速度增加這一現象，可用人的身高增長(cháng)作類(lèi)比：人從出生到成人，其身高逐漸增高。當人的年齡接近成人階段，其身高增長(cháng)速度將逐漸減慢，但人的身高卻仍在繼續增高，只是增高變緩了，而并非人越長(cháng)越短。當身高停止增長(cháng)，人的身高達到了他一生中的最大身高。學(xué)生從這一簡(jiǎn)單的類(lèi)比中高很易理解：加速度在減小，只意味著(zhù)速度的增量在逐漸的減少，但物體的速度值卻在增加，為變加速運動(dòng)。
3、相關(guān)學(xué)科知識與物理知識的類(lèi)比
自然科學(xué)分科龐雜，物理只是眾多學(xué)科之一，可以用其它學(xué)科的一些學(xué)生已學(xué)過(guò)的知識進(jìn)行類(lèi)比，幫助他們理解一些物理現象和物理過(guò)程。
如講解飽和汽，學(xué)生往往認為達到飽和狀態(tài)時(shí)，液體不再蒸發(fā)。這可與生物學(xué)中“根對水的吸收”類(lèi)比：當根細胞內的細胞液的濃度與土壤溶液的濃度相等時(shí)，相同時(shí)間內進(jìn)出細胞膜的水分子數相等，為一動(dòng)態(tài)平衡。學(xué)生可從類(lèi)比中得出結論：密閉在容器中的液體達到飽和汽狀態(tài)時(shí)，單位時(shí)間內液體蒸發(fā)產(chǎn)生的汽分子數和回到液體內的汽分子數相等，也是一個(gè)動(dòng)態(tài)平衡。故宏觀(guān)上液體分子總數不再減少，汽分子數不再增加。
又如，學(xué)生在化學(xué)這門(mén)學(xué)科中詳細學(xué)習了物質(zhì)的內部結構，知道了物質(zhì)不滅定律，類(lèi)比就可以知道電荷守恒定律。
這樣類(lèi)比，可以使學(xué)生領(lǐng)略“類(lèi)比”這一重要的認識問(wèn)題的方法，既加強了各學(xué)科間的橫向聯(lián)系，又激發(fā)了學(xué)生學(xué)習的興趣;既降低了某些物理新知識的教學(xué)難度，又增強了學(xué)生學(xué)好物理的信心。
二、類(lèi)比法應用的范圍
1、應用類(lèi)比方法形成物理觀(guān)念
對于一些極為陌生、抽象的物理概念，如果用熟悉的、形象化的事物去類(lèi)比，那么往往會(huì )產(chǎn)生“一語(yǔ)道破天機”的驚人作用，幫助學(xué)生加速認識過(guò)程。例如：學(xué)習電容器的電容概念時(shí)，電容是個(gè)陌生、抽象的物理概念。若把電容器、電容、儲存電荷類(lèi)比容器、容積、儲存物資(具體水杯存水)，可以使學(xué)生輕松形成電容是反映電容器儲存電荷的本領(lǐng)這個(gè)概念。繼續類(lèi)比引申：電容器儲存電荷的特性如何表征呢?是否同水杯存水一樣?一樣的話(huà)，它涉及的是哪些物理量?學(xué)生自然會(huì )結合自身的知識體系思考、猜想，得出電容器的電容類(lèi)似容器的容積一樣由本身結構決定，加深“電容”概念的形成。
2、應用類(lèi)比方法引進(jìn)新概念
例如講磁感應強度的概念時(shí)，可這樣引入：磁場(chǎng)和電場(chǎng)一樣都是看不見(jiàn)、摸不著(zhù)的特殊物質(zhì)，磁場(chǎng)跟電場(chǎng)是否有相似的特性。在電場(chǎng)一章知道電場(chǎng)對放入其中的電荷有力的作用及描述這一特性(電場(chǎng)強弱)的物理量電場(chǎng)強度，利用比值方法定義了電場(chǎng)強度E=F/q。那么，磁場(chǎng)對放入其中的試探體有無(wú)力的作用及描述這一特性(磁場(chǎng)強弱)的物理量是什么?如何定義?通過(guò)實(shí)驗發(fā)現研究磁場(chǎng)和研究電場(chǎng)類(lèi)似，若知道放在磁場(chǎng)任何一處的任何電流的受力情況，這個(gè)磁場(chǎng)就研究清楚了。同樣利用比值定義了描述磁場(chǎng)強弱的物理量磁感應強度B=F/IL。應用類(lèi)比方法引進(jìn)“磁感應強度”，降低了學(xué)生接受這一概念的難度。
3、應用類(lèi)比方法理解概念
在教學(xué)中，應用類(lèi)比方法幫助我們理解概念的例子比比皆是。例如：用做機械運動(dòng)的物體的動(dòng)能和勢能類(lèi)比物體分子無(wú)規則運動(dòng)的動(dòng)能和勢能;電勢差、電勢、電場(chǎng)力做功、電勢能類(lèi)比重力場(chǎng)中的高度差、高度、重力做功、重力勢能;等勢面類(lèi)比等高線(xiàn);場(chǎng)的疊加類(lèi)比波的疊加等等。利用類(lèi)比法使抽象、陌生的概念變?yōu)榫唧w、熟悉的知識，降低知識理解的難度，提高了學(xué)生學(xué)習物理的興趣。
綜上所述，類(lèi)比法在教學(xué)方面確實(shí)具有嚴格的邏輯推理難以取代的功效。但在使用類(lèi)比方法時(shí)，要注意各種不同事物之間的差異和區別，在引進(jìn)新概念、新規律時(shí)，應當進(jìn)一步把它們的本質(zhì)講清楚。只有這樣，才能使學(xué)生更好地理解所學(xué)習的內容，啟發(fā)學(xué)生的思維和加深對學(xué)習內容的理解，在教學(xué)中起到舉一反三的好效果。
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