初中物理教學(xué)中“類(lèi)比思想”的運用

　　一年一度畢業(yè)季，幾分傷感積分離愁。傷感之余是否還在為畢業(yè)論文發(fā)愁?好了，話(huà)不多說(shuō)，小編直接為大家送上物理學(xué)畢業(yè)論文一篇——初中物理教學(xué)中“類(lèi)比思想”的運用，希望對大家有所幫助!

　　摘要：類(lèi)比法是研究和學(xué)習初中物理的一種及其重要的方法，能啟發(fā)和開(kāi)拓思維，提供解決問(wèn)題的線(xiàn)索，是提出科學(xué)假設和探究新理論的重要途徑。本文主要從物理概念、規律教學(xué)、方法教學(xué)、物理解題以及類(lèi)比時(shí)注意事項等層面做分析研究。

　　關(guān)鍵詞：類(lèi)比法 物理 教學(xué)

　　類(lèi)比法，也叫“比較類(lèi)推法”，是指由一類(lèi)事物所具有的某種屬性，可以推測與其類(lèi)似的事物也應具有這種屬性的推理方法。類(lèi)比法是一種從特殊到特殊的邏輯思維方法，它與從特殊到一般的歸納法和從一般到特殊的演繹法相比，類(lèi)比法跳過(guò)了其中的過(guò)渡中介途徑，選擇了一條路徑更為簡(jiǎn)捷的推理思路(如圖1)。

　　類(lèi)比推理的思想過(guò)程是從特殊到特殊，目的是使人們從已知的事物去認識新的事物。類(lèi)比法雖然僅是根據簡(jiǎn)單比較而進(jìn)行的推理，它不能準確地表明屬性間的關(guān)系，因而推出的結論具有或然性，結論正確與否還需實(shí)踐的檢驗，但它卻可以?huà)昝摤F成原理的約束，以最少的事實(shí)基礎，最短的推理路徑而推出結論。在廣泛的范圍內把看上去差別很大，甚至是風(fēng)馬牛不相及的兩個(gè)事物聯(lián)系起來(lái)，從而發(fā)現新的原理，因此它是最富有創(chuàng )造性的一種推理方法，在物理學(xué)發(fā)展史上許多物理理論的建立，物理規律的發(fā)現，都是在類(lèi)比的基礎上發(fā)展起來(lái)的。而在物理教學(xué)中運用類(lèi)比法也具有獨特的作用，它不僅利于教學(xué)者克服教學(xué)中的難點(diǎn)，使學(xué)生更好地掌握所學(xué)知識，也利于培養學(xué)生的能力，發(fā)展學(xué)生的創(chuàng )造性思維，類(lèi)比法在初中物理教學(xué)中通常有以下幾種運用方法。

　　一、類(lèi)比法在物理概念、規律教學(xué)中的運用

　　初中學(xué)生的思維方法是以形象思維為主的，抽象思維的能力相對較弱。物理學(xué)雖然是一門(mén)以實(shí)驗為基礎的科學(xué)，但是許多的物理概念、規律是在實(shí)驗的基礎上經(jīng)過(guò)抽象概括而形成的，有些物理概念、規律看不見(jiàn)摸不著(zhù)，比較抽象，學(xué)生就難以接受和理解，此時(shí)運用類(lèi)比法，把當前所學(xué)的知識與學(xué)生已有的知識或學(xué)生自身生活中所碰到的現象進(jìn)行類(lèi)比就能大大增強教學(xué)的直觀(guān)性、形象性，往往會(huì )使學(xué)生有豁然開(kāi)朗的感覺(jué)，非常有利于學(xué)生建立概念，理解規律，降低新知識的接受難度。有效地突破教學(xué)的難點(diǎn)。舉例如下：

　　(一)在電壓概念的教學(xué)中把電流跟水流作類(lèi)比

　　通過(guò)這樣的類(lèi)比學(xué)生就能比較容易地建立起電壓的概念，并真正地理解了電壓的作用是使自由電荷定向移動(dòng)成電流。

　　(二)磁場(chǎng)概念教學(xué)中的類(lèi)比

　　說(shuō)樓房、汽車(chē)、教科書(shū)是由物質(zhì)構成的，大概不會(huì )有誰(shuí)提出異議，因為它們是那么具體直觀(guān)地出現在你的面前。說(shuō)“場(chǎng)”，例如磁場(chǎng)也是物質(zhì)，很多學(xué)生就不那么信服。因為誰(shuí)也沒(méi)有見(jiàn)過(guò)場(chǎng)這種物質(zhì)是什么樣的，你見(jiàn)過(guò)空氣嗎?你認為空氣不是物質(zhì)嗎?筆者相信，盡管人們沒(méi)看到也沒(méi)摸到過(guò)空氣卻不會(huì )有人懷疑它 的客觀(guān)存在，沒(méi)有人懷疑它的物質(zhì)性。其根據就在于：當你把嘴巴和鼻孔堵一會(huì )兒，你就覺(jué)得此刻你需要空氣就像饑餓時(shí)需要一塊面包那樣具體。當人們看到彩旗飄舞、柳枝輕搖時(shí)就會(huì )想到這正是空氣施力于它們。

　　力的作用要物質(zhì)來(lái)傳遞，家里的門(mén)要靠手和門(mén)直接作用才能打開(kāi)，公共汽車(chē)上的門(mén)，要靠手按氣門(mén)按鈕，車(chē)門(mén)才能開(kāi)或關(guān)，其中也不少不了傳遞力的作用的空氣。這種傳遞情況是：

　　手動(dòng)按鈕 空氣(物質(zhì)) 門(mén)

　　兩磁體之間也有相互作用力，傳遞這種力的作用的物質(zhì)就是磁場(chǎng)。

　　磁體 磁場(chǎng)(物質(zhì)) 磁體

　　(三)在熱能、熱量、溫度三者關(guān)系的教學(xué)中把熱傳遞與水的流動(dòng)作類(lèi)比

　　通過(guò)這樣的類(lèi)比，學(xué)生很容易就掌握了熱能、熱量和溫度三者之間的關(guān)系，真正知道了溫度、熱能是狀態(tài)量，而熱量是過(guò)程量的含義。值得注意的是：在這個(gè)類(lèi)比中改變容器中水的多少只有一種方法(流入或流出水)，但改變物體熱能的方法有做功和熱傳遞兩種方法，故我們不能根據容器中水的質(zhì)量增加，一定是流入了水，就類(lèi)比推斷出物全熱能增加一定是吸收了熱量，事實(shí)上也可能是外界對物體做了功，所以我們在作類(lèi)比推理的時(shí)候要避免類(lèi)似的機械類(lèi)比。

　　二、類(lèi)比法在物理方法教學(xué)中的應用

　　物理方法實(shí)際上是研究和處理物理問(wèn)題的思路、方式，也即物理思想。一般來(lái)說(shuō)，一個(gè)物理方法處理的是一類(lèi)(或幾類(lèi))具有相同或相似特征的物理問(wèn)題，若教學(xué)中抓住研究問(wèn)題的特征，通過(guò)類(lèi)比在不同領(lǐng)域內(或不同內容上)使用同一方法。不僅可以加深學(xué)生對知識的理解和掌握，還可達到學(xué)生對物理方法的掌握和運用的目的。

　　(一)在磁感線(xiàn)概念教學(xué)中的類(lèi)比

　　在磁感線(xiàn)概念教學(xué)中，學(xué)生很難理解為什么要在磁場(chǎng)中撒細鐵屑，更不知道其中所隱含的物理方法，為此筆者在教學(xué)中設計了如下的教學(xué)過(guò)程：

　　教師：我們在房子內看窗外如何知道外面的風(fēng)向?

　　學(xué)生：觀(guān)察風(fēng)中煙的運動(dòng)方向，就可知風(fēng)向。這是因為煙塵受流動(dòng)空氣的作用而運動(dòng)。

　　教師：類(lèi)似地我們如何研究看不到摸不著(zhù)的磁場(chǎng)呢?(提示：什么物體在磁場(chǎng)中會(huì )受到磁場(chǎng)對它的作用?)

　　學(xué)生：因為磁場(chǎng)對小磁針有力的作用，我們就可以通過(guò)觀(guān)察磁場(chǎng)中小磁針的偏轉情況來(lái)研究磁場(chǎng)。

　　教師小結：如果在磁場(chǎng)中撒上細鐵屑，由于細鐵屑在磁場(chǎng)中被磁化成很多個(gè)小磁針。

　　這些小磁針受到磁場(chǎng)作用而排列起來(lái)，而每個(gè)小磁針的指向都反映出了該點(diǎn)的磁場(chǎng)方向。在此基礎上通過(guò)在不同磁場(chǎng)中撒細鐵屑的實(shí)驗，再引入磁感線(xiàn)的概念。這樣就能使學(xué)生較好地理解并掌握磁感線(xiàn)的概念，同時(shí)也使學(xué)生對轉換法這種物理方法有了初步的了解。所謂轉換法就是對于不易研究或不好直接研究的物理問(wèn)題，通過(guò)研究其表現出來(lái)的現象、效應、使用效果，間接地來(lái)研究問(wèn)題的方法，事實(shí)上我們在研究其他物理問(wèn)題時(shí)也廣泛地運用著(zhù)這種方法。例如在研究通電螺線(xiàn)管磁性強弱跟什么因素有關(guān)的實(shí)驗中，我們通過(guò)觀(guān)察通電螺線(xiàn)管吸引大頭針的枚數，來(lái)確定通電螺線(xiàn)管的磁性強弱。在研究決定導體電阻大小的因素實(shí)驗中，我們通過(guò)小燈泡亮度的變化來(lái)定性地了解電流的大小，從而判斷電阻的大小。經(jīng)過(guò)這樣多次的類(lèi)比和應用。不僅使學(xué)生較好地掌握了相關(guān)知識，還較好地培養了學(xué)生用轉換法來(lái)解決物理問(wèn)題的能力。

　　(二)電學(xué)教學(xué)中的類(lèi)比

　　1、影響電阻大小的因素

　　學(xué)生在通過(guò)實(shí)驗探究得出影響電阻大小的3個(gè)因素(材料、長(cháng)度、橫截面積)之后，還是難理解。這時(shí)可以做如下類(lèi)比：把導線(xiàn)類(lèi)比公路，導線(xiàn)越粗相當于公路的車(chē)道越多，那么車(chē)行駛時(shí)遇到的阻力就越小(相當于電阻小);導線(xiàn)越長(cháng)，就相當于市民在元宵節晚上逛集市，人特別多，一個(gè)市民走的路越長(cháng)，遇到的總阻力也就越大，感覺(jué)就越累(相當于導體的電阻越大);材料的種類(lèi)會(huì )影響電阻大小，相當于不同材料的道路(水泥路、瀝青路、土路)對車(chē)子的阻力大小不同。

　　2、串并聯(lián)電路電流特性

　　串聯(lián)電路的電流的大小相當于自來(lái)水管中的流量，同一根密封的自來(lái)水管道，無(wú)論管道粗一點(diǎn)(相當于電阻小)還是細一點(diǎn)(相當于電阻大)，各處的水流量是一樣的。所以串聯(lián)電路各處電流大小相等。

　　并聯(lián)電路的電流比如長(cháng)江水在通過(guò)江心洲時(shí)分成兩個(gè)部分，那么上游的流量應該等于兩部分水的流量之和。這就相當于并聯(lián)電路干路的電流等于支路電流之和。

　　3、串聯(lián)電路電壓特性

　　串聯(lián)電路兩端總電壓等于各部分電路兩端電壓之和�？梢宰鋈缦骂�(lèi)比：住在山里的人有時(shí)需要把山泉引到山下，會(huì )用很多長(cháng)度不同、傾斜程度不同的竹筒接在一起。無(wú)論每節竹筒的長(cháng)還是短，放置的傾角大還是小，一定滿(mǎn)足總的高度等于每節竹筒的高度和。這里面每節竹筒的高度就類(lèi)似于每一個(gè)用電器兩端的電壓，竹筒總的高度就類(lèi)似于電路兩端的總電壓

　　三、類(lèi)比法在物理解題中的應用

　　類(lèi)比法在物理學(xué)的研究和教學(xué)中都有著(zhù)不可替代的作用，尤其是在培養學(xué)生的創(chuàng )造性思維方面更是有著(zhù)獨特的作用。新課程標準要求在突出探究?jì)热莸耐瑫r(shí)，要重視研究方法的指導，使學(xué)生在進(jìn)行科學(xué)探究、學(xué)習物理知識的過(guò)程中，逐漸拓寬視野，初步領(lǐng)悟到科學(xué)研究方法的真諦，而類(lèi)比法是其中重要的培養學(xué)生創(chuàng )造性的一種科學(xué)方法。因此在中考中考查學(xué)生運用類(lèi)比法解決物理問(wèn)題能力的題目也日漸增多，這類(lèi)題目必然成為當前和今后中考的熱點(diǎn)。舉例如下：

　　例1 如圖2甲所示，小明從家A點(diǎn)到達學(xué)校C點(diǎn)必須經(jīng)過(guò)一片平地和一片沙地(平地行走速度大于沙地行走速度)，他應該怎選擇路徑最快捷?小明利用光學(xué)知識確定應從(填“B點(diǎn)”、“B點(diǎn)左側”或“B點(diǎn)右側”)處由平地進(jìn)入沙地，請你大致畫(huà)出他的行進(jìn)路線(xiàn)。

　　評析 由于光從一點(diǎn)傳播到另一點(diǎn)實(shí)際上所走的路徑是這兩點(diǎn)間各條可能的路徑中用時(shí)最短的一條。據此可以將小明在平地和沙地中的行走類(lèi)比為光在兩種介質(zhì)中的傳播，由此問(wèn)題得以轉化。由光的折射定律可作出如圖2乙所示的光路，也即小明選擇的最快捷的路，且由圖可知小明應從B點(diǎn)的右側進(jìn)入沙地。該題如果不用類(lèi)比法，學(xué)生就會(huì )無(wú)從下手，不知道該怎么做了，但把該題與光的折射進(jìn)行類(lèi)比，問(wèn)題就不難解決了。

　　例2 有一類(lèi)運動(dòng)學(xué)問(wèn)題，許多學(xué)生感到困惑。如一只小船具有相對于靜水的恒定速度，小船在逆水中行駛時(shí)，一只木箱從船上落入水中，等船上的人發(fā)現后，立刻掉轉船頭追趕，結果在5min后追上木箱，求從木箱落水到追上共用了多少時(shí)間。設水流速度恒定，掉轉船頭時(shí)間不計。這類(lèi)問(wèn)題許多學(xué)生都認為缺少條件，無(wú)法計算。在解決這類(lèi)問(wèn)題時(shí)，我采用這樣的方法：假設人在行使的火車(chē)車(chē)廂內向前行走，不小心掉下一個(gè)錢(qián)包，5min后才發(fā)現，立即返回。很明顯人在再次走到錢(qián)包處仍需5min(假定人相對車(chē)廂的速度不變)。這里若把人與小船類(lèi)比，火車(chē)與水流類(lèi)比，錢(qián)包與木箱類(lèi)比，則選木箱或水流為參照物時(shí)，小船遠離和靠近木箱時(shí)。時(shí)間相等，所以木箱從落水到被追上共用時(shí)10min。這類(lèi)問(wèn)題，一般選木箱或水流為參照物，這樣有三個(gè)不變量：小船遠離和靠近木箱的速度、距離、時(shí)間相等。這是理解此類(lèi)問(wèn)題的關(guān)鍵。許多形式不同的物理習題具有相同或相似的特征，只要理解、掌握了一個(gè)問(wèn)題的特征和解法，應用類(lèi)比，這類(lèi)問(wèn)題就迎刃而解了。從某中意義上講，這是把學(xué)生從題海戰術(shù)中解放出來(lái)的有效方法。

　　綜上所述，類(lèi)比法在初中物理教學(xué)中有廣泛的應用，合理地應用類(lèi)比法既能夠幫助學(xué)生更好地掌握知識，又能提高學(xué)生科學(xué)運用物理方法解決實(shí)際問(wèn)題的能力，還能很好地訓練學(xué)生的創(chuàng )造性思維，發(fā)展學(xué)生的創(chuàng )新能力。根據筆者多年來(lái)在初中物理教學(xué)中運用類(lèi)比法進(jìn)行教學(xué)的體會(huì )，提出運用類(lèi)比法應注意以下幾點(diǎn)：

　　(1)類(lèi)比法的適用情境：類(lèi)比法一般適用于我們認識新事物時(shí)，尤其那些比較抽象、學(xué)生難以理解的新事物時(shí)，如果能夠找到合適的類(lèi)比對象，運用類(lèi)比法教學(xué)往往能收到事半功倍的效果。

　　(2)正確運用類(lèi)比法的關(guān)鍵是要找到類(lèi)比對象之間的相同點(diǎn)，類(lèi)比對象之間的相同點(diǎn)越多，二者間的關(guān)聯(lián)度就會(huì )越大，結論的可靠性也就越大。反之，結論的可靠性就會(huì )越小，沒(méi)有共同點(diǎn)的對象之間是無(wú)法進(jìn)行類(lèi)比推理的。

　　(3)類(lèi)推理是從特殊到特殊的推理方式，因此它是一種或然性推理，前提“真”未必結論就“真”，如果把某個(gè)對象的特有情況或偶然情況硬類(lèi)推到另一個(gè)對象上，就會(huì )出現類(lèi)比不當或機械類(lèi)比的錯誤，這是我們在運用類(lèi)比法時(shí)需要特別注意避免的。

　　初中生還主要處于形象思維階段，對于一些抽象的物理知識還不容易理解，如果教師能合理利用類(lèi)比，把抽象的知識于形象的生活聯(lián)系在一起，就能把復雜的問(wèn)題簡(jiǎn)單化，枯燥的知識趣味化，最后肯定能達到抽象知識形象化的效果，這樣的課堂才是有效的課堂，這樣的學(xué)生才是幸福的學(xué)生，這樣的教師才是智慧的教師。

　　參考文獻

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　　3. 南沖著(zhù)《中學(xué)物理教學(xué)研究》，海潮出版社， 1993年9月第1版;

　　4. 人民教育出版社物理室編著(zhù)全日制普通高級中學(xué)教科書(shū)《物理》(第一冊)、(第二冊)，人民教育出版社， 2002年12月第2版;

　　5.中華人民共和國教育部制定《物理課程標準》，北京師范大學(xué)出版社 2001年7月第1版。

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