类比法在高中物理教学中的应用

莫明

【摘 要】从概念教学、规律教学、习题教学、章节复习、难点教学五个方面论述类比法在中学物理教学中的应用，并提出了应用类比法教学时要注意的问题。

【关键词】类比法 高中物理 教学 应用

【中图分类号】G 【文献标识码】A

【文章编号】0450-9889（2016）07B-0104-02

类比又称类比推理，它是依据两个或两类对象有部分属性相同，从而推出他们的其他属性相同的推理方法。类比法的推理方向是从特例到特例，它不同于从特例到一般的归纳法，也不同于从一般到特殊的演绎法，它把归纳法和演绎法简并为一个过程，运用类比推理可以在两个不同的知识领域之间进行知识的过渡。类比法是科学研究中常用的方法之一，它在高中物理教学中也有着广泛的应用，常见有如下几种情况。

一、类比法在高中物理概念教学中的应用

高中物理概念的学习是高中生学习物理的重难点之一，而高中物理概念又有很大的类同性，所以在高中物理概念的教学中，为了使学生容易理解解新知识、掌握新内容，通常找一些与新知识类似的已知知识，运用类比方法，通过已知的知识来理解新学的知识。这不仅使学生学会了新知识，从而复习了旧知识，并且提高了学生的理解能力。例如，讲解感应电动势这个概念时，可以用加速度来类比。尽管两者是完全不同的概念，但它们有很多相似的地方。加速度是学生在高一时已经扎实掌握的概念，通过类比可以让学生更好地接受并理解感应电动势的含义。

1.两者公式类似：

2.两者意义相似：加速度表示速度的变化率；感应电动势表示磁通量的变化率。

3.速度大，加速度可能为零；磁通量大，感应电动势可能为零。

4.速度变化大，加速度不一定大；磁通量变化大，磁感电动势不一定大。

5.速度为零，加速度可能很大；磁通量为零，感应电动势可能很大。通过以上类比，学生很容易理解和接受线圈处于中心面时，磁通量最大，而感应电动势为零。

二、类比法在高中物理规律教学中的应用

在高中物理教学中，对相似性的规律进行类比，可以让学生更进一步地掌握知识之间的联系和区别，使知识整体化、系统化，对物理规律有更深刻的认识。例如能量和动量，可以做如下类比：

1.能量

2.动量

（1）冲量：I=FT，是过程量，是力对时间的积累。

（2）动量：p=mv，是状态量。

（3）动量定律：Ft=mvt-mv0（冲量等于物体动量的增量）。

（4）动量守恒定律：m1v1+m2v2=m1v1'+m2v2'（对两个相互作用物体系统）。

（5）守恒条件：W合外=0。V对同一个惯性系，冲量、动量都是矢量，用矢量运算法则运算。

三、类比法在高中物理习题教学中的应用

在求解高中物理习题时，一个新题型的出现会令人束手无策。此时，教师若能运用类比法启发学生思路，学生便能借助已有知识或某一范例而做到举一反三、触类旁通。

〖例〗人造地球卫星原来以半径 r1 绕地球作匀速圆周运动，由于某种原因，后来在半径为 r2（r2

〖分析〗地球对卫星的万有引力提供其向心力F万=F向，即，所以。因为r1>r2 ，所以Ek1Ep2。而机械能为动能与势能之和，一个增加，一个减少，总和怎么变化？

老师可以引导学生去想波尔能级的知识，氢原子从高能级跃迁到低能级时释放出能量，放出的能量以光子的形式释放出去。我们知道氢原子的核外电子绕核做圆周运动所需的向心力由库仑力提供，即，所以。此时电子由高轨道向较低轨道跃迁，库仑引力做正功，电势能减少，动能增加，而总能量减少。与人造卫星绕地球运动相比，就会发现它们有很多相似的地方：向心力都与轨道半径的平方成反比，从高轨道跃迁到低轨道时都是动能增加，势能减少，而电子跃迁时总能量减少。由此推理出卫星从较高轨道到较低轨道运动时机械能是减少的。

四、类比法在高中物理章节复习中的应用

在高中物理教学中，为帮助学生全面地总结知识，可用类比法把类似的知识进行比较、对照，从而让学生全面、系统地认识所学的知识，以便记忆和应用。例如对电场、磁场可类比如下：

五、类比法在高中物理难点教学中的应用

在高中物理教学中，对于一些看不见摸不着学生又难理解的知识点，可以利用类比法“思维形象性”的特点，充分发挥学生的形象思维，使那些看不见摸不着的抽象知识更贴切我们日常的生活。在学习一些难理解的物理量时，我们可以举一个同学们能看见的与之又很相似的例子来进行对比学习。如电流的形成、电势差的作用，通过与同学们熟悉的水流的形成、水位差使水管中形成了水流进行类比，从而得出电势差是形成电流的原因。水流通过水轮机时，消耗的水能转化为水轮机的动能，类比得出电流通过电灯时消耗的电能转化为内能。

除上述之外，类比法在高中物理教学中的应用还有很多，它们都有共同的特征，即可在广泛的范围内把看上去毫无相关的两个事物联系起来，实现信息转移，从而发现新的原理。要注意的是，类比推理虽然很便利，但由于它只是强调了两类事物之间的相同或相似点，而任何相似的两类事物之间总存在不同点。相同点是类比的基础，它给类比提供了得以施展的广阔天地，而差异的一面则对类比起到了限制的作用。所以，类比法的结论带有一定的或然性。

德国天文学家开普勒说：“类比是我最可靠的老师。”但我们教师要把类比用到“最可靠”的境界却不容易。类比教学法与别的教学方法一样，有着自身的特点、适用条件和使用规律，所以我们使用类比法时，要注意一定的技巧：

1.找出两类事物之间的相似或相同的地方。

2.用类似事物的特性去推理另一类事物的特性，从而得出一个明确的猜想。

3.事物之间的各种性质都不是孤立的，而是相互制约的。如果两个事物在某些性质上相同或相似，那么他们在另一些性质上也可能相同或相似，类比的结论可能是真的。

4.如果相似性越多，相似的性质与推理的性质之间越相关，那么类比得出的结论就越可靠。

类比法在高中物理教学中的应用虽然比较广，但在高中物理的教学中并不是万能的。在高中物理教学中遇到困难时，不能死钻牛角尖去想怎样类比，有很多教学难点的解决选择别的教学方法效果会更佳。我们心中有类比，灵活运用类比，积极去探索丰富的物理教学方法，踏入高中物理教学的新天地。

【参考文献】

[1]李广晨.中学物理教学中的比喻和类比[M].河北教育出版社，1989

[2]苗天成.应用类比推理变不可能为可能[J].物理教学探讨，2000（4）

[3]唐礼祥.物理学中的类比应用[J].物理教师，2000（1）

【作者简介】莫 明（1978— ）女，广西灵山人，灵山中学一级教师，一直从事高中物理教学工作。

（责编 卢建龙）