探讨类比“类比法”在物理教学中运用

培养学生正确的思维方法和思维能力，是高中物理教学最重要的目的之一。在物理学习中运用正确的物理思维方法是非常重要的，特别是“类比法”的运用有着更加重要的意义。利用“类比法”可以帮助学生把陌生的问题与自己熟悉的事物进行比较，从而找出它们的相似或相近之处，达到认识事物的规律和本质的目的。我介绍自己的体会。

一、“物理矢量”与数学中的“向量”类比

帮助学生把“物理矢量”与数学中的“向量”进行比较，找出它们的共性和相同点，发现它们的计算规律，并引导学生运用“三角形法则”和“相似形法则”等方法解决物理问题。例如在力、位移、速度、电场强度，以及磁感应强度等物理量的教学中将其与“向量”进行对比，知道这些物理量都是有大小和方向的，并且知道它们的线段的长度表示大小、箭头表示方向，同时了解这些物理量与“向量”的区别在于物理量有单位，而“向量”无单位，但是计算方法与“向量”相同，从而进一步加深对物理量的正确理解。

二、相同形式的公式的“类比”

这种“类化”就是把表达不同规律和定律而具有的公式相似的形式进行比较，找出它们相同的变化特点和变化关系，达到掌握知识的目的。
教师在教学中指导学生在课余时间把形似而内容要点不同的公式列出来进行比较，找出它们的共性和个性，从而掌握每一个公式的特点和区别（例如：公式v=s/t、I=U/R、C=Q/U、a=F/m等）。教师在教学中首先帮助同学们找出共性：一是它们的形式相同，二是公式中有些物理量的属性相同，三是公式中其他物理量的变化特点一样；其次帮助他们从公式中找出其中一个量不随其他量的变化而变化（例如：同一段物体它的质量和电阻保持不变，而I与U、a与F成正比的关系一样。又如：C=Q/U这个公式中对于固定的电容器来说“C”是不变的，与其他物理量无关）。

三、知识内容之间源于：科研方法与论文写作www.618jyw.com

的“类比”
这种“类比”就是把物理知识中内容语言叙述形式相似而内容实质不同的概念、定律等进行比较，从而达到理解的目的。
教师在教学中引导学生把有相似特点的物理知识进行比较，发现它们之间的相似及不同之处，达到加强记忆的目的，从而提高记忆能力。例如，教学中常常把电场与重力场、电势与高度、电势差和高度差、库仑定律与引力定律等知识内容和知识点进行比较，帮助学生理解这些内容之间的共同点和区别，避免混淆。又例如，在教学库仑定律时，从内容的文字叙述和公式的形似与万有引力定律从三方面作比较：（1）引力和库仑力都与距离的平方成反比；（2）都有与乘积成正比的叙述；（3）从公式F=Gm■m■/r■和F=kQ■Q■/r■来看，形式相同但其实质不同，一个是用来计算有质量的物体间引力的大小，另外一个是用来计算电荷间的作用力大小。再例如，在对很多物理量进行定义时都采用比值法进行定义，像对速度、电流强度、电势差等物理量的定义。再比如以下几种类比：
1.引入电势与电场强度进行类比：在引入电势之前，可复习电场强度的引入过程，说明在电场中某点，随着检验电荷电荷量的增大，所受电场力成正比地增大，但电场力与电荷量的比值是确定的，这就是该点的电场强度。它与检验电荷的电荷量无关，是表示电场力的性质的物理量。与电场强度的引入过程类比，结合具体的电场定性地说明：在电场中某点，检验电荷的电势能随电荷量的增大而成正比地增大，但电势能与电荷量的比值是确定的，它就是表示电场能的性质的物理量。结合教材的推导，从而引入电势，电势的高低也与检验电荷的电荷量的大小无关，而是由电场本身的性质决定。
2.电势能与重力势能进行类比：在教材中从电场对电荷做功的角度出发，推知在匀强电场中电场力做功与移动电荷的路径无关，进而指出这个结论对非匀强电场也是适用的，并与重力势能类比，说明电荷在电场中也具有电势能。电场力做功的过程就是重力势能转化为其他形式的能的过程，电场力做的功只能决定电势能的变化量，而不能决定电荷在电场中某点的电势能的数值，因此有必要规定电势能零点。
3.电势差与高度差进行类比：当讨论电势差与电场强度方向的关系时，为了便于学生接受，我们可以举例说明：自山顶上从坡度不同的两个方向下到同一水平面，坡度陡的方向，单位长度的水平距离上高度下降大，即高度下降得快；再结合《物理选修3-1》课本P26的1.6-2的匀强电场讲解，沿不同的方向，电势下降的差值都相同时，沿电场线方向的距离最小，即电势降落最快，因而得出：电场强度的方向是指向电势降落最快的方向，再通过计算两种方式电场力所做的功比较得到结果。

四、物理现象的“类比”

在物理知识中有很多内容具有相似性，具有相同的物理规律，解决问题的思路一样，处理问题的方法和手段也一样。例如：物体在重力场中的运动与带电粒子在匀场电场中的运动相比较可知，只是物体的加速度不同，但有一个共同的特点，即匀场电场一旦确定，它们各自的加速度都保持不变；垂直磁场方向的带电粒子在匀场磁场中的运动与物体做匀速圆周运动比较可知带电粒子在磁场中做匀速圆周运动，洛伦兹力提供向心力，其运动规律与圆周运动相同。通过这些类比帮助学生从中找出物理现象之间的共同规律，进行归纳小结，提高学生解决物理问题的能力、分析问题的能力。

五、“物理图像”与“数学图像”类比

这种“类比”就是把描述物理量间变化关系的图像与数学中函数像作比较，找出它们之间的特定关系，了解物理图像的特定含义，达到掌握物理知识的目的。例如：在匀变速直线运动规律的教学中，利用数学中一次线性函数的特点找出物理图像与V、t轴的交点的意义，图像斜率的意义，从而加深了对速度、加速度和位移的理解，巩固了基础知识。
我在教学中运用类比法，取得了良好的效果，学生普遍反映这种方法对学习物理很有用处，有利于提高自己的自学能力。