用类比思维突破物理教学难点的分析

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  [摘要]类比是物理思维的一种重要形式,在物理教学中,将未知的物理知识和已知的物理知识进行类比,并在已知知识的相关理论基础上建立模型或假说,可以帮助学生找到探究未知事物的方向,从而有效地突破教学难点。
  [关键字]类比;物理;教学
  大自然是奇妙的,它遵守着相同或相似的物理规律。物理学家说“类比是我最信赖的老师,它能揭示自然界的秘密”。在物理学的发展中,许多重大发明、发现和新理论的提出,都借助于类比。如法拉第了解到奥斯特发现电流能产生磁场后,类比推理得出磁也能生电。
  类比思维不是简单的模仿,而是一种富有创造性的思维方法。它是根据两个或两类对象在某些方面的相同或相似,从而推出它们在其他方面也可能相同或相似的一种逻辑思维,是物理思维的一种重要形式。教学中,教师可以将未知的事物和已知的事物进行类比,在已知事物的有关理论基础上建立假说,找到探究未知事物的方向,从而有效地突破教学难点。
  一、类比思维应用于物理概念教学
  物理是建立在实验基础上的学科,很多物理概念的得出都来自于实验。实验现象直观,但是物理理论却是从实验现象和数据中抽象而成,学生接受起来很困难。如何引导学生从形象思维提升到抽象思维呢?可以从已学的物理知识出发,把相似、相关的物理概念、规律联系起来,为理解新概念、新规律提供依托。
  以压强概念和公式的教学为例。
  学生在探究实验后可以得出结论: 1.在压力一定时,受力面积越小,压力的作用效果越明显。2.在受力面积一定时,压力越大,压力的作用效果越明显。在此基础上,用学生学过的“速度概念和公式”来进行类比,就可以突破“压强概念和公式”这个难点。
  类似的物理概念还有:功率、密度、比热容等。
  二、类比思维应用于物理方法教学
  控制变量法是一种非常重要的物理学研究方法,在科学探究中用得特别多。然而,学生在初学控制变量法时,常常不明白“暂不研究的相关因素”要控制不变,“要研究的相关因素”必须改变是什么意思?导致实验探究的目的不明确,实验过程的设计无从下手。在讲解此物理方法时,用生活化的事例进行类比,可以启发学生的思维,降低学生的理解难度,调动学生学习的积极性。
  如探究“影响蒸发快慢的因素”时控制变量法的讲解。
  学生猜想:蒸发的快慢可能与“液体温度”、“液体表面积”和“液体表面空气的流速”有关。那么该如何依据控制变量法设计探究实验呢?我们可以用生活中“喝牛奶是否会影响身高”来类比。
  研究喝牛奶是否使人长得更高时,我们会想,人的身高与什么有关?“遗传基因”和“年龄”大小。一个人不高,也许是因为他还未成年,也许是遗传,并不能说明是由于没喝牛奶导致的。而如果是两组双胞胎,一组从小喝牛奶,另一组不喝,结果喝牛奶的这一组长的高,我们就可以说,喝牛奶可以使人长得更高。因为两组研究对象的年龄和遗传基因是一样,不同之处在于是否喝牛奶,这个不同导致了最后身高的不同。通过类比,容易发现,这里的“年龄”和“遗传基因”两个影响因素,就相当于探究“影响蒸发快慢的因素”时,“液体表面积”和“液体表面空气的流速”这两个影响因素,“喝牛奶”就相当于“液体温度”。 若探究“蒸发的快慢”与“液体温度”的关系,就必须控制“液体表面积”和“液体表面空气的流速”一定,同时使“液体温度”不同,否则研究的结果将毫无价值。
  三、类比思维应用于物理实验教学
  因为物理规律有相似之处,故物理现象也存在相似之处。在探究物理规律时,可以通过实验现象的类比,得出物理规律的类比。
  如探究“大气内部是否存在压强,其方向又是怎样的”,“光的反射规律”类比“光的折射规律”,“真空不能传声实验”类比“斜面小车实验”等。
  类比作为一种从特殊推到特殊的科学方法,用得好就能有效地突破学习难点,降低学习难度,使学生更好地理解所学习的内容。
  责任编辑:一觉
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