类比思维在静电场教学中的应用.doc

类比思维在静电场教学中的应用 临湘五中 谢青松普通高中物理课程标准的课程目标对过程与方法有十分明确的要求。作为一名物理教师，如何让学生体验科学研究的过程，培养学生的创新思维方法呢？笔者在电场教学实践中发现，在物理课堂中恰当地运用类比法，可以激发学生思考，体验物理规律的发现过程，了解物理学的研究方法，培养学生的创新精神。 电场是电荷周围空间存在的一种特殊物质，既看不见，也摸不着。如何认识这种“虚无缥缈”的物质是高中学生普遍感到头疼的问题。而描述电场性质的概念和规律更是让学生一筹莫展，在实际教学中，若能从学生熟悉的事物、已知的知识出发，巧妙地进行类比或对比，就可以让学生对电场有似曾相识的感觉，相关的知识也就心领神会了。 一、运用类比法，同化新旧知识在教学中做好新旧知识的同化可以减少学生学习的困难。教师在教学中如何帮助学生把新旧知识同化，使学生掌握新知识，顺利的达到知识的迁移。关键在于教师应当切实了解学生已经掌握了哪些知识。并需要认真分析学过的知识。只有这样，才能选择恰当的教学方法，达到使学生把旧知识与新知识同化的目的。为此，要求教师在备课时细致捉摸高中教材所研究的问题跟初中教材曾研究的问题，在言语、方法、思维特点等方面进行类比，找出存在的差别和内在的联系，明确新旧知识之间的联系与差异，确定课堂教学中如何启发与指导，使学生顺利的利用旧知识来同化新知识。如，在学习电场强度E=F/q这个概念时，可以先复习部分电路的欧姆定律，对公式R=U/I ，在初中时，学生已经知道R与U并不成正比，与I也不成反比，它是物体本身的一种属性，给导体加电压的目的是为了检测其电阻阻值的大小，对电阻即使不加电压，它对电流的阻碍作用也是一样存在的；电场中某点电场强度E是确实存在的，与在该点有没有引入检验电荷、和检验电荷的电性、电量等都无关，它是由产生这个电场的电荷决定的。通过这样类比，把学习电场强度的方法与学习电压的方法进行同化，使学生容易接受新知识。二、运用类比法，变抽象为具体中学生的思维方法是以形象思维为主，抽象思维相对比较差。虽然物理是以实验为基础的学科，给人的感觉好象是比较实在，但是，物理的规律（概念、定义、定律等）是对实验、事物实体等经过抽象而形成的。学生往往觉得物理规律很抽象，很难以理解和接受，而物理实验对于中学阶段的学生来说还不可能很熟练的运用。在这种情况下，要顺利引导学生主动探究就变得很困难。运用类比方法教学，以旧带新，能引导学生的思维从形象提高到抽象，把陌生的、未知的物理对象和熟悉的、已知的物理对象进行对比。特别是在资料少，还不足以进行归纳推理和演绎思维的情况下，类比更是得天独厚，它可以启发思路，提供线索，帮助学生在探究的过程中发现物理规律之间的联系，有效地提出假设，科学地进行逻辑论证，也能促进学生加快、加深对新的物理规律的理解、记忆及应用。 例如：电容器电容的定义式C=Q/U，学生常会由公式理解为C与Q成正比，与U成反比。若根据电容的物理意义，即电容是表示电容器容纳电量本领的物理量，与水桶的容积进行类比：水桶可类比为电容器，水桶的容积可类比为电容，由于水桶装不装水，水桶的容积都是一定的，它不会随桶装了多少水的变化而变化；电容也不会因电容器有没有“装”电量、“装”了多少电量的变化而变化。经这样类比后，把抽象的物理概念形象化，学生都觉得容易接受。三、运用类比法，构建知识体系功能观点是解决物理问题的基本观点之一，每一种力做功总会引起相应的一种能量的变化。重力做功将引起物体重力势能的变化，重力与电场力有许多相似的性质，那么，在电学中，电场力做功也将引起相对应的一种能量的变化，这种能量是什么呢？原来是电势能，那么电势能的变化就与电场力做功有关，这时，我们可以举例：在竖直方向上的匀强电场中带电粒子只受电场力作用和只受重力作用的物体的运动情况完全相同，可见电荷电势能的变化与电场力做功关系和物体重力势能的变化与重力做功的关系完全相同。即电场力做正功，电势能减少；电场力做负功，电势能增加。至此，我们在实际教学中不妨将学过的所有功能关系回顾一下：物体所受的合外力做功将引起物体动能的变化，除重力（或弹力）以外的力做功将引起物体机械能的变化，弹簧的弹力做功将引起弹性势能的变化等，并得到相类似的功能关系。这样，功能关系的体系已经基本构建，学生的思路也更加清晰，知识更容易掌握。 四、运用类比，培养学生的创新能力类比法是中学物理教学中最基本的研究方法之一，在知识的讲解和应用过程中，应尽量为学生提供多种相似情境的机会，指导他们逐步形成运用类比推理寻找相似性的思维方法，即培养学生的类比思维。在静电场知识的教学中，由于这部分知识比较抽象，因此，教材中多处采用了类比方法进行处理，以帮助学生理解。如，将电势差与高度差类比，电势能与重力势能类比，等势面与等高线类比，电容器与水容器类比。这些都是在课堂上培养学生类比思维的好素材，教师在教学中应不失时机地引导学生对新知识进行恰当的类比，抓住知识系统中同类要素的联系，按照知识本身的结构规律通过类比迁移，从而获得新知识和新技能。在物理教学中通过对学生进行物理思维方法的渗透和培养，不仅可以使学生以快速的获取知识，深刻地领会和掌握知识，而且还能使学生产生一种对问题的敏感性，迅速抓住问题的要害，找