閆華香

(四川通江至誠(chéng)中學(xué)636733)

現(xiàn)代認(rèn)知結(jié)構(gòu)理論告訴我們，學(xué)習(xí)是認(rèn)知結(jié)構(gòu)的組織和再組織。利用熟悉的知識(shí)去類比地學(xué)習(xí)新知識(shí)，也是對(duì)認(rèn)知結(jié)構(gòu)的組織和再組織，這樣既能較容易地掌握新知識(shí)，也對(duì)已學(xué)過(guò)的知識(shí)是一個(gè)很好地復(fù)習(xí)和鞏固。為此，筆者以電場(chǎng)與重力場(chǎng)的類比為例，在何種情況下可以使用類比，怎樣去類比，談一些淺見(jiàn)。

一、什么情況下可以使用類比：有整體相似的物理情景

放入重力場(chǎng)中的物體要受到重力作用，重力是非接觸力：放入電場(chǎng)中的電荷要受到電場(chǎng)力的作用，電場(chǎng)力也是非接觸力。因此，電場(chǎng)中的電荷與電場(chǎng)的關(guān)系和重力場(chǎng)中的物體和重力場(chǎng)的關(guān)系有整體相似的物理情景。我們就可把電場(chǎng)去和重力場(chǎng)類比，利用熟悉的重力場(chǎng)知識(shí)去學(xué)習(xí)看不見(jiàn)，摸不著的電場(chǎng)，就很容易。

二、怎樣進(jìn)行類比：用相似的定義法和分析法

1、放入重力場(chǎng)中的物體由于受到重力的作用而具有重力勢(shì)能，放入電場(chǎng)中的電荷由于受到電場(chǎng)力的作用而具有電勢(shì)能。（相似的定義法）

2、重力場(chǎng)中移動(dòng)物體，重力對(duì)物體做正功，物體重力勢(shì)能減少;重力對(duì)物體做負(fù)功，重力勢(shì)能增加，增加或減少的重力勢(shì)能就等于重力所做的負(fù)功或正功。電場(chǎng)中移動(dòng)電荷，電場(chǎng)力做正功，電勢(shì)能減少；電場(chǎng)力做負(fù)功，電勢(shì)能就增加，增加或減少的電勢(shì)能就等于電場(chǎng)力所做的負(fù)功或正功。（相似的分析法）

3、把同一重物從位置A移到位置B（從高處移到低處或從低處移到高處），重力所做的功W,與A、B間的高度差H_AB有關(guān)，高度差H_AB越大，重力所做的功W就越多; 高度差H_AB為零，功W就為零。把同一電荷從位置A移到位置B，電場(chǎng)力所做的功W與A、B間的電勢(shì)差U_AB有關(guān)，電勢(shì)差U_AB越大，功Ｗ就越多；電勢(shì)差U_AB為零，功W就為零。（相似的分析法）

４、上例中高度差H_AB可用重力所做的功Ｗ跟物體本身的物重Ｇ之比來(lái)計(jì)算，即H_AB═Ｗ／Ｇ。電勢(shì)差U_AB也可用電場(chǎng)力所做的功Ｗ跟電荷本身的電荷量Ｑ之比來(lái)計(jì)算，即U_AB═Ｗ／Ｑ。因此，我們定義電荷在電場(chǎng)中由Ａ點(diǎn)移到Ｂ點(diǎn)時(shí)，電場(chǎng)力所做的功Ｗ與電荷量Ｑ的比值叫做Ａ、Ｂ兩點(diǎn)的電勢(shì)差，又叫電壓，即U_AB═Ｗ／Ｑ。（相似的定義法，循序漸進(jìn)建立新概念）

５、物體在重力場(chǎng)中所處的位置高度H_A、H_B決定于零高度的選擇，選擇了零高度，根據(jù)高度差H_AB就能確定Ａ、Ｂ點(diǎn)的高度，且無(wú)論選擇何處為零高度，以及Ａ、Ｂ點(diǎn)的高度值如何，都不影響Ａ、Ｂ兩點(diǎn)間的高度差，即H_AB═H_A ─H_B不變。電場(chǎng)中Ａ、Ｂ兩點(diǎn)的電勢(shì)U_A、U_B決定于零電勢(shì)點(diǎn)的選擇，選擇了零電勢(shì)點(diǎn)，根據(jù)電勢(shì)差U_AB就能確定Ａ、Ｂ兩點(diǎn)的電勢(shì)U_A、U_B，且無(wú)論選擇何處為零電勢(shì)，以及Ａ、Ｂ點(diǎn)的電勢(shì)值如何，都不影響Ａ、Ｂ兩點(diǎn)間的電勢(shì)差，即U_AB═U_A─U_B不變。（相似的分析法和定義法）

6、在地理上，把高度相等的點(diǎn)連成的線叫做等高線。在電場(chǎng)中，把電勢(shì)相等的點(diǎn)構(gòu)成的線或面叫等勢(shì)線或等勢(shì)面。（相似的定義法）

總之，類比法在中學(xué)物理教學(xué)中應(yīng)用是很多的，如果我們能應(yīng)用得好，則能使新定義、新概念、新知識(shí)點(diǎn)的建立成為有根之苗和有源之水；則能由淺入深地循序漸進(jìn)，收到事半功倍的效果。

收稿日期：2009-02-02