淺談初中物理類比法思維應(yīng)用

1、淺談初中物理類比法思維應(yīng)用摘要：物理學(xué)習(xí)應(yīng)重視物理思維方法的滲透與培養(yǎng)，學(xué)生才能舉一反三，對面孔生疏的新綜合題進(jìn)行正確分析，并進(jìn)行正確解答。類比法作為一種重要的物理思維方法，可以使學(xué)生經(jīng)歷探究的學(xué)習(xí)過程，有助于學(xué)生把所學(xué)知識內(nèi)化吸收。關(guān)鍵詞：初中物理；類比法；思維類比法也叫“比較類推法，在物理與研究中具有啟發(fā)思路，舉一反三，觸類旁通的作用。在物理學(xué)的開展過程中，很多著名的研究成果都是通過類比法而得出的，如法拉第在奧斯特發(fā)現(xiàn)電流的磁效應(yīng)后，利用類比推理，發(fā)現(xiàn)了磁場中獲得電流的方法，翻開了電與磁聯(lián)系的大門，并且在此根底上通過類比這一創(chuàng)造性的思維方法，做了“電磁旋轉(zhuǎn)實(shí)驗(yàn)，使通電導(dǎo)線能繞磁棒連續(xù)旋轉(zhuǎn)，

2、實(shí)現(xiàn)了電能向機(jī)械能的轉(zhuǎn)化，人類歷史上第一臺電動機(jī)的雛形得以形成。從中考全省命題開始，學(xué)生對綜合題解題能力要求越來越高，物理學(xué)習(xí)應(yīng)重視物理思維方法的滲透與培養(yǎng)，學(xué)生才能舉一反三，對面孔生疏的新綜合題進(jìn)行正確分析，并進(jìn)行正確解答。類比法作為一種重要的物理思維方法，可以使學(xué)生經(jīng)歷探究的學(xué)習(xí)過程，有助于學(xué)生把所學(xué)知識內(nèi)化吸收。一、類比法將抽象概念形象化上海科學(xué)技術(shù)出版社出版的九年級物理教學(xué)參考書中，對電壓概念的教學(xué)建議是，通過水壓形成水流類比導(dǎo)出電壓形成電流，電源是提供電壓的裝置。關(guān)于“電壓局部的教學(xué)；講授電壓作用時，可以用投影儀或多媒體展示“水流形成的原因水壓，類比引出電流形成的原因電壓，而電路中的

3、電源正是提供電壓的裝置。由水壓有大小導(dǎo)出電壓也應(yīng)有大小上下。當(dāng)A、B兩容器沒有壓強(qiáng)差時，如下列圖水就能從B容器流向A容器水流的條件。當(dāng)A、B兩容器出現(xiàn)壓強(qiáng)差，即水壓時，容器內(nèi)的水不流動，沒有形成水流。同理，電路中的電荷要形成定向移動，電路兩端應(yīng)該出現(xiàn)電壓，使電荷發(fā)生定向移動從而得到電壓是使電路形成電流的原因，而電源是提供電壓的裝置。用學(xué)生已有的日常生活經(jīng)驗(yàn)進(jìn)行類比，活化了學(xué)生已有的生活信息，促進(jìn)知識的正遷移，既能激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣，又豐富了學(xué)習(xí)內(nèi)容。二、類比法把新舊知識貫穿化在利用歐姆定律推導(dǎo)出電阻的計(jì)算公式后，為了加強(qiáng)學(xué)生對R=UI的理解，可以采用類比的方法，先復(fù)習(xí)初二學(xué)習(xí)過的密度=m/v和

4、做勻速直線運(yùn)動的速度V=S/T的，學(xué)生對這兩個公式早就理解了。他們知道，對同一個物體，體積越大，質(zhì)量就越大，但是質(zhì)量與體積的比值不變；做勻速直線運(yùn)動的物體，運(yùn)動的時間越長，所走的路程越長，但路程與時間的比值是一定的。也就是說密度的大小雖然是由質(zhì)量和體積求得的，但是密度與物體的質(zhì)量和體積無關(guān)；同理做勻速直線運(yùn)動的速度也與路程和時間無關(guān)。通過類比很容易發(fā)現(xiàn)，對于純電阻電路而言，同一段導(dǎo)體，改變電壓，電流也隨之改變，但是導(dǎo)體兩端的電壓和電流的比值不變，即電阻與導(dǎo)體兩端的電壓和電流無關(guān)。給導(dǎo)體兩端加電壓的目的是為了檢測電阻阻值的大小，電阻大小只是數(shù)值上等于電壓與電流的比值。對某一電阻即使不加電壓，它對

5、電流的阻礙作用也是存在的，電阻是物體本身的一種屬性，與加不加電壓無關(guān)。電阻與導(dǎo)體的長度、橫截面積、材料和溫度有關(guān)。通過類比法學(xué)生自主探索新舊知識間的橫向關(guān)系。先由復(fù)習(xí)舊知識，到達(dá)加強(qiáng)穩(wěn)固舊知識的作用，接著引導(dǎo)學(xué)生類比出新知識，讓學(xué)生親自體驗(yàn)了探索過程，開發(fā)了學(xué)生的創(chuàng)造性思維，同時使學(xué)生加強(qiáng)對新知識的理解。三、類比法將新問題合理化平常教學(xué)中，在復(fù)合單位上，老師早已給學(xué)生灌輸了單位也要參與數(shù)學(xué)運(yùn)算過程。如最初學(xué)的速度單位，因?yàn)楣絍=S/T的原因，速度單位由路程和時間單位組成，為路程單位與時間單位比值，如m/s和km/h等。再如機(jī)械功W=FS，功的單位雖然規(guī)定為焦耳，但是也要讓學(xué)生明白焦耳相當(dāng)于N

6、m，相當(dāng)于是力的單位和路程單位的乘積組成的單位?？傊?，學(xué)生要明白單位之間也有數(shù)學(xué)運(yùn)算關(guān)系。這樣，當(dāng)我們遇到這樣的題型：有一塊用的鋰電池，上面標(biāo)明電壓3.7V，容量為1000mAh，它充滿電后，大約能儲存多少電能。同學(xué)們乍一看確實(shí)難下手，因?yàn)闆]有學(xué)過容量這個物理量。但是用類比法觀察容量的單位，不難發(fā)現(xiàn)容量其實(shí)是電流和時間的乘積，再聯(lián)想到電功的公式W=UIt，本公式可知電功的一個單位是VAS。這樣一聯(lián)系學(xué)生就能把電壓和容量相乘3.7V1000mAh=3700VmAh，發(fā)現(xiàn)單位不統(tǒng)一，把單位統(tǒng)一下3.7V1A3600S=13320VAS=13320J。在遇到新問題時用類比法，能開展學(xué)生的推理歸納能力

7、，學(xué)生碰到新問題合情推理，憑借課內(nèi)知識推理出解決新問題的方法，對開發(fā)學(xué)生智力，培養(yǎng)學(xué)生創(chuàng)新能力都是非常重要的。四、類比法把相近現(xiàn)象區(qū)分化在物理教學(xué)中，很多物理輔導(dǎo)資料以及一些老師把“短路和“短接這兩個不同的概念混為一談。為了能正確認(rèn)識容易混淆的概念，最有效的方法就是類比法進(jìn)行比較，搞清它們之間的聯(lián)系和區(qū)別。請看下面幾個電路圖。圖甲中，當(dāng)開關(guān)K閉合時，圖乙中當(dāng)用導(dǎo)線將B、C相連時，電路都構(gòu)成了短路。但是圖丙中，當(dāng)K1、K2均閉合時，很多輔導(dǎo)資料及一些老師都認(rèn)為，燈泡L被短路，這時R1與R2并聯(lián)。請問：圖丙中，當(dāng)K1、K均閉合時，燈泡上是否構(gòu)成“短路呢？它與圖甲、圖乙中的短路有什么區(qū)別呢？那么，我

8、就時這三種情況進(jìn)行比較，便可知道結(jié)果。在九年級物理教科書中，有關(guān)短路的表達(dá)，“直接把導(dǎo)線接在電源上，電路中會有很大的電流，可能把電源燒壞，這是不允許的，這種情況叫做短路。如圖甲所示。在此是教科書中提到的，“所謂短路就是電流沒有經(jīng)過用電器而直接構(gòu)成的通珞。如圖乙所示，電流沒有經(jīng)過燈泡而直接返回電源的兩端。由此可見，短路就是由于其種原因如導(dǎo)線的絕緣層損壞，裝修電路時使電源兩線相碰等使電珞中原來不該相接的地方接通，造成電流不經(jīng)過用電器而直接返回電源的現(xiàn)象。短路使外電路的電阻趨于零，通常電源內(nèi)電阻很小，結(jié)果使外電路中電流強(qiáng)度急劇增大，通常可能燒壞電路設(shè)備甚至引起火災(zāi)等嚴(yán)重事故。圖丙中的這種情況，我經(jīng)常

9、會在輔導(dǎo)資料、練習(xí)卷，甚至升學(xué)考試卷中遇到，這是不是“短路呢？很明顯，它與圖甲、圖乙中的短路是有本質(zhì)的區(qū)別的。一它沒有使電源兩極直接相連；二電流還經(jīng)過了其他用電器，不是直接返回電源；三外電路的電阻不為零，一般電流不會過大而燒壞電路元件。綜上所述，圖丙中的“短路與教材中所表達(dá)的短路是有本質(zhì)的區(qū)別，我們不能把這兩種不同情況相混淆，也不能認(rèn)為只要是書本上資料上的就都是正確的，面對學(xué)生的疑問更不能模棱兩可，模糊其詞。我們在分析問題時要做到概念清晰，用詞準(zhǔn)確、科學(xué)無誤。因此，圖丙中的“燈泡L被短路。應(yīng)該說成“燈泡L被短接：所謂短接就是用導(dǎo)線直接把用電器的兩端相連，由于導(dǎo)線的電阻可以計(jì)為零，使電流全通過這

10、根導(dǎo)線，而幾乎不通過該用電器使該用電器中的電流截止，而停止工作，但電流仍然通過與之串聯(lián)的其他用電器，其他用電器仍然工作。如圖丙所示，當(dāng)K1、K2都閉合時，燈泡L中的電流截止停止工作，但電流仍然能通過R1、R2，使R1、R2并聯(lián)，電阻R1、R2仍能工作。通過類比學(xué)生懂得短路與短接的區(qū)別，同時對電路圖的分析能力提高?？傊?，在物理教學(xué)中運(yùn)用類比方法可以引導(dǎo)學(xué)生自己獲取知識；同時又可以激發(fā)學(xué)生聯(lián)想，使學(xué)習(xí)成為學(xué)生自覺積極的活動，有利于開展學(xué)生的思維能力。但在使用類比方法時，要注意各種不同事物之間的差異和區(qū)別，在引進(jìn)新概念、新規(guī)律時，應(yīng)當(dāng)進(jìn)一步把它們的本質(zhì)講清楚。只有這樣，才能使學(xué)生更好地理解所學(xué)習(xí)的內(nèi)容，啟發(fā)學(xué)生的思維和加深對學(xué)習(xí)內(nèi)容的理解，在教學(xué)中起到舉一反三