荊州市文星中學(xué) 武艷兵

淺談?lì)惐确ㄔ诔踔形锢斫虒W(xué)中的應(yīng)用

荊州市文星中學(xué) 武艷兵

物理教學(xué)；借用類比；降低難度；激發(fā)興趣

類比法和等效法、控制變法量一樣，也是一種常用研究物理問題的科學(xué)方法。所謂類比，是根據(jù)兩種事物在某些特征上的相似，做出它們?cè)谄渌卣魃弦部赡芟嗨频慕Y(jié)論。在物理教學(xué)中就是把抽象的難于理解的物理概念、規(guī)律同學(xué)生已經(jīng)熟悉的物理概念、規(guī)律或其他生活現(xiàn)象進(jìn)行類比，創(chuàng)設(shè)最近發(fā)展區(qū)，達(dá)到溫故“知新”，輕松愉快學(xué)習(xí)知識(shí)的目的；同時(shí)還可把有些生活中難題與物理規(guī)律類比，達(dá)到速解、巧解的目的。下面談?wù)勊诮虒W(xué)中的運(yùn)用。

一、借用類比，理解概念

首先，我們來看一個(gè)典型的例子：現(xiàn)行的物理教科書在介紹電壓這一概念時(shí)，為了幫助學(xué)生理解，把燈泡類比為水輪機(jī)、開關(guān)類比為閥門、電路類比為水路、電流類比為水流、電壓類比為水壓、電源類比為抽水機(jī)，這樣，學(xué)生從看到“水流動(dòng)是因?yàn)橛兴畨海樗畽C(jī)是提供水壓的裝置”這一現(xiàn)象很快就會(huì)類比出“電壓使電路中形成了電流，電源是提供電壓的裝置”這一知識(shí)難點(diǎn)，這種化無形為有形，化抽象為具體的方法，無疑為學(xué)生理解概念提供了捷徑。

在日常教學(xué)中，只要我們用心地去挖掘，還有許多地方涉及到了類比法，下面僅以學(xué)習(xí)“比熱容”為例來談?wù)勅绾芜\(yùn)用類比法。

1.通過與密度類比理解其定義

學(xué)生通過實(shí)驗(yàn)明白了“質(zhì)量相等的水和煤油升高相同的溫度吸收的熱量不相等”，在此基礎(chǔ)上引導(dǎo)學(xué)生推廣到其它物質(zhì)，得出“質(zhì)量相同的不同物質(zhì)升高相同的溫度吸收的熱量不相等”這個(gè)一般性的結(jié)論，怎樣比較物質(zhì)的這種性質(zhì)呢？回顧我們以前學(xué)過的“密度”，它反映的是相同體積的不同物質(zhì)的質(zhì)量不同的性質(zhì)，為了比較物質(zhì)的這種性質(zhì)，我們采取的是比較相同體積即單位體積(1米3)的物質(zhì)的質(zhì)量，于是把密度定義為：?jiǎn)挝惑w積某種物質(zhì)的質(zhì)量叫做這種物質(zhì)的密度。類似地，要比較物質(zhì)吸熱本領(lǐng)的特性，也應(yīng)該要在相同條件下比較，即必須讓物質(zhì)質(zhì)量相同，溫度升高也相同，為了比較方便，質(zhì)量應(yīng)取單位質(zhì)量(1kg)，溫度升高應(yīng)該取1℃，告訴學(xué)生，物質(zhì)的這種性質(zhì)用比熱容來描述，類似密度的定義就容易得出比熱容的定義：?jiǎn)挝毁|(zhì)量的某種物質(zhì)溫度升高1℃所吸收的熱量稱為這種物質(zhì)的比熱容。

2.通過類比密度、速度的單位理解其單位

先由密度的單位(kg/m3)速度的單位(m/s)的來歷類比出比熱容的單位(J/kg·℃)，再引導(dǎo)學(xué)生依據(jù)復(fù)合單位的讀寫規(guī)則訓(xùn)練學(xué)生學(xué)習(xí)新單位，最后引導(dǎo)學(xué)生類比密度表看比熱容表，主要弄清：①任選出一種物質(zhì)讓學(xué)生查出它的比熱容，通過類比密度表中數(shù)據(jù)的物理意義說明新數(shù)據(jù)的物理意義；②觀察表中數(shù)據(jù)的特點(diǎn)，通過由各種物質(zhì)密度一般不同得出密度是物質(zhì)的一種特性，類比出比熱容也是物質(zhì)的一種特性，并提問：一滴水和一碗水的密度是否相同？它們的比熱容呢？通過實(shí)例類比進(jìn)一步鞏固比熱容是物質(zhì)的特性這一知識(shí)點(diǎn)。

3.通過類比速度公式理解其應(yīng)用

通過看比熱容表，了解水的比熱容較大，再利用這個(gè)特點(diǎn)介紹在工農(nóng)業(yè)生產(chǎn)和日常生活中廣泛的應(yīng)用時(shí)，學(xué)生難以理解“一定質(zhì)量的水升高(或降低)一定溫度吸熱(或放熱)很大”、“一定質(zhì)量的水吸收(或放出)很多的熱而自身的溫度卻變化不大”這兩點(diǎn)，但若通過類比法，則難點(diǎn)迎刃而解。其做法是：把比熱容類比為速度v，熱量類比為路程s，溫度變化類比為時(shí)間t，由公式v=s/t可知，(1)在時(shí)間t一定時(shí)，速度v越大，所通過的路程s越長(zhǎng)。由此可類比出“一定質(zhì)量的水和其它物質(zhì)升高(或降低)相同的溫度，由于水的比熱容較大，則水吸收(或放出)的熱較多”。(2)在路程s一定時(shí)，速度v越大，則所用的時(shí)間t越少。通過它可類比出“一定質(zhì)量的水和其它物質(zhì)相比，當(dāng)吸收(或放出)相同的熱量時(shí)，由于水的比熱容較大，則水升高(或降低)的溫度較小”。同時(shí)，還可把這些應(yīng)用擴(kuò)廣，如質(zhì)量初溫相同的鐵塊和銅塊吸收相同的熱量后放在一起，熱傳遞進(jìn)行的方向怎樣？依照上面的類比，學(xué)生容易解答。

二、借用類比，理解規(guī)律

在物理教學(xué)中，我們常常會(huì)遇到一些不易理解的物理規(guī)律，若借用跟學(xué)生熟悉的現(xiàn)象進(jìn)行類比，就可以達(dá)到事半功倍的效果。如在學(xué)習(xí)“決定電阻大小的因素”時(shí)，將電阻與公路的阻礙進(jìn)行類比：沙子、土路和鋪了瀝青的公路阻力不同類比不同材料的導(dǎo)體電阻不同；公路越長(zhǎng)行走起來越費(fèi)力，類比其它因素相同時(shí)，導(dǎo)體電阻與長(zhǎng)度成正比；公路寬行走起來阻力越小，類比導(dǎo)體電阻與導(dǎo)體的橫截面積成反比(材料、長(zhǎng)度相同時(shí))，通過類比，決定電阻大小的三個(gè)因素也就不難理解了。

三、借用類比解決實(shí)際問題

題1.如圖1所示，電工要從房A點(diǎn)拉導(dǎo)線到河岸安裝一盞路燈O后再到房B點(diǎn)，路燈O選在岸上何處用導(dǎo)線最短？

題2.如圖2所示，小明從家A點(diǎn)到達(dá)學(xué)校B點(diǎn)，必須經(jīng)過一片平地和一片沙地(平地行走速度大于沙地行走速度)，他應(yīng)選擇怎樣的路最快捷？請(qǐng)你大致畫出他的行進(jìn)路線。

以上兩個(gè)問題屬數(shù)學(xué)知識(shí)應(yīng)用的范疇，似乎與物理無關(guān)，但若通過類比法，轉(zhuǎn)換成物理問題，則可速解。

因?yàn)閮蓚€(gè)問題都涉及到路線最短，我們了解到光在傳播過程中所走的路徑最短，對(duì)于問題1由于房A、B分布在同一邊，可類比為光的反射，即把河岸類比平面鏡，房A類比為點(diǎn)光源，房B類比為一個(gè)固定點(diǎn)，相當(dāng)于要使點(diǎn)光源發(fā)出的光通過平面鏡反射后經(jīng)過點(diǎn)B，根據(jù)平面鏡成像的特點(diǎn)，先找出A點(diǎn)的像A’，再連接A’B，則直線A’B與平面鏡的交點(diǎn)O即為所求，其解法如圖3。

對(duì)于題2，由于A、B分布在兩種不同的場(chǎng)地，可類比光的折射，即把人在平地中行走類比為光在空氣中傳播，把人在沙地中行走類比為光在水中傳播，把兩地的交界處類比為界面，相當(dāng)于要畫出從空氣中A點(diǎn)發(fā)出的光射入水中的大致傳播路線，依據(jù)光的折射規(guī)律：光從空氣射入水中，折射角小于入射角，于是就可以畫出他大致行進(jìn)路線如圖4所示。

由此看來，我們要把握機(jī)會(huì)，不失時(shí)機(jī)地把類比法貫穿于教學(xué)當(dāng)中，通過它減緩知識(shí)的梯度，降低知識(shí)的難度，這對(duì)激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)的興趣，培養(yǎng)學(xué)生思維能力，促進(jìn)素質(zhì)教育，提高教育質(zhì)量將是十分有效的。