浅谈初中物理类比法思维应用

1、    浅谈初中物理类比法思维应用    摘 要：物理学习应重视物理思维方法的渗透与培养，学生才能举一反三，对面孔生疏的新综合题进行正确分析，并进行正确解答。类比法作为一种重要的物理思维方法，可以使学生经历探究的学习过程，有助于学生把所学知识内化吸收。关鍵词：初中物理；类比法；思维类比法也叫“比较类推法”，在物理与研究中具有启发思路，举一反三，触类旁通的作用。在物理学的发展过程中，很多著名的研究成果都是通过类比法而得出的，如法拉第在奥斯特发现电流的磁效应后，利用类比推理，发现了磁场中获得电流的方法，打开了电与磁联系的大门，并且在此基础上通过类比这一创造性

2、的思维方法，做了“电磁旋转实验”，使通电导线能绕磁棒连续旋转，实现了电能向机械能的转化，人类历史上第一台电动机的雏形得以形成。从中考全省命题开始，学生对综合题解题能力要求越来越高，物理学习应重视物理思维方法的渗透与培养，学生才能举一反三，对面孔生疏的新综合题进行正确分析，并进行正确解答。类比法作为一种重要的物理思维方法，可以使学生经历探究的学习过程，有助于学生把所学知识内化吸收。一、 类比法将抽象概念形象化上海科学技术出版社出版的九年级物理教学参考书中，对电压概念的教学建议是，通过水压形成水流类比导出电压形成电流，电源是提供电压的装置。关于“电压”部分的教学；讲授电压作用时，可以用投影仪或多媒

3、体展示“水流形成的原因水压”，类比引出电流形成的原因电压，而电路中的电源正是提供电压的装置。由水压有大小导出电压也应有大小（高低）。当a、b两容器没有压强差时，如图所示水就能从b容器流向a容器水流的条件。当a、b两容器出现压强差，即水压时，容器内的水不流动，没有形成水流。同理，电路中的电荷要形成定向移动，电路两端应该出现电压，使电荷发生定向移动从而得到电压是使电路形成电流的原因，而电源是提供电压的装置。用学生已有的日常生活经验进行类比，活化了学生已有的生活信息，促进知识的正迁移，既能激发学生的学习兴趣，又丰富了学习内容。二、 类比法把新旧知识贯通化在利用欧姆定律推导出电阻的计算公式后，为了加强

4、学生对r=ui的理解，可以采用类比的方法，先复习初二学习过的密度=m/v和做匀速直线运动的速度v=s/t的，学生对这两个公式早就理解了。他们知道，对同一个物体，体积越大，质量就越大，但是质量与体积的比值不变；做匀速直线运动的物体，运动的时间越长，所走的路程越长，但路程与时间的比值是一定的。也就是说密度的大小虽然是由质量和体积求得的，但是密度与物体的质量和体积无关；同理做匀速直线运动的速度也与路程和时间无关。通过类比很容易发现，对于纯电阻电路而言，同一段导体，改变电压，电流也随之改变，但是导体两端的电压和电流的比值不变，即电阻与导体两端的电压和电流无关。给导体两端加电压的目的是为了检测电阻阻值的

5、大小，电阻大小只是数值上等于电压与电流的比值。对某一电阻即使不加电压，它对电流的阻碍作用也是存在的，电阻是物体本身的一种属性，与加不加电压无关。电阻与导体的长度、横截面积、材料和温度有关。通过类比法学生自主探索新旧知识间的横向关系。先由复习旧知识，达到加强巩固旧知识的作用，接着引导学生类比出新知识，让学生亲自体验了探索过程，开发了学生的创造性思维，同时使学生加强对新知识的理解。三、 类比法将新问题合理化平常教学中，在复合单位上，老师早已给学生灌输了单位也要参与数学运算过程。如最初学的速度单位，因为公式v=s/t的原因，速度单位由路程和时间单位组成，为路程单位与时间单位比值，如m/s和km/h等

6、。再如机械功w=fs，功的单位虽然规定为焦耳，但是也要让学生明白焦耳相当于n·m，相当于是力的单位和路程单位的乘积组成的单位。总之，学生要明白单位之间也有数学运算关系。这样，当我们遇到这样的题型：有一块手机用的锂电池，上面标明电压3.7v，容量为1000ma·h，它充满电后，大约能储存多少电能。同学们乍一看确实难下手，因为没有学过容量这个物理量。但是用类比法观察容量的单位，不难发现容量其实是电流和时间的乘积，再联想到电功的公式w=uit，本公式可知电功的一个单位是v·a·s。这样一联系学生就能把电压和容量相乘3.7v×1000ma·h

7、=3700v·ma·h，发现单位不统一，把单位统一下3.7v×1a×3600s=13320v·a·s=13320j。在遇到新问题时用类比法，能发展学生的推理归纳能力，学生碰到新问题合情推理，凭借课内知识推理出解决新问题的方法，对开发学生智力，培养学生创新能力都是非常重要的。四、 类比法把相近现象区分化在物理教学中，很多物理辅导资料以及一些老师把“短路”和“短接”这两个不同的概念混为一谈。为了能正确认识容易混淆的概念，最有效的办法就是类比法进行比较，搞清它们之间的联系和区别。请看下面几个电路图。图甲中，当开关k闭合时，图乙中当用导线将b

8、、c相连时，电路都构成了短路。但是图丙中，当k1、k2均闭合时，很多辅导资料及一些老师都认为，灯泡l被短路，这时r1与r2并联。请问：图丙中，当k1、k均闭合时，灯泡上是否构成“短路”呢？它与图甲、图乙中的短路有什么区别呢？那么，我就时这三种情况进行比较，便可知道结果。在九年级物理教科书中，有关短路的叙述，“直接把导线接在电源上，电路中会有很大的电流，可能把电源烧坏，这是不允许的，这种情况叫做短路。”如图甲所示。在此是教科书中提到的，“所谓短路就是电流没有经过用电器而直接构成的通珞。”如图乙所示，电流没有经过灯泡而直接返回电源的两端。由此可见，短路就是由于其种原因（如导线的绝缘层损坏，装修电路

9、时使电源两线相碰等）使电珞中原来不该相接的地方接通，造成电流不经过用电器而直接返回电源的现象。短路使外电路的电阻趋于零，通常电源内电阻很小，结果使外电路中电流强度急剧增大，通常可能烧坏电路设备甚至引起火灾等严重事故。图丙中的这种情况，我经常会在辅导资料、练习卷，甚至升学考试卷中遇到，这是不是“短路”呢？很明显，它与图甲、图乙中的短路是有本质的区别的。（一） 它没有使电源两极直接相连；（二） 电流还经过了其他用电器，不是直接返回电源；（三） 外电路的电阻不为零，一般电流不会过大而烧坏电路元件。综上所述，图丙中的“短路”与教材中所叙述的短路是有本质的区别，我们不能把这两种不同情况相混淆，也不能认为

10、只要是书本上资料上的就都是正确的，面对学生的疑问更不能模棱两可，含糊其词。我们在分析问题时要做到概念清晰，用词准确、科学无误。因此，图丙中的“灯泡l被短路。”应该说成“灯泡l被短接：”所谓短接就是用导线直接把用电器的两端相连，（由于导线的电阻可以计为零，使电流全通过这根导线，而几乎不通过该用电器）使该用电器中的电流截止，而停止工作，但电流仍然通过与之串联的其他用电器，其他用电器仍然工作。如图丙所示，当k1、k2都闭合时，灯泡l中的电流截止停止工作，但电流仍然能通过r1、r2，使r1、r2并联，电阻r1、r2仍能工作。通过类比学生懂得短路与短接的区别，同时对电路图的分析能力提高。总之，在物理教学中运用类比方法可以引导学生自己获取知识；同时又可以激发学生联想，使学习成为学生自觉积极的活动，有利于发展学生的思维能力。但在使用类比方法时，要注意各种不同事物之间的差异和区别，在引进新概念、新规律时，应当进一步把它们的本质讲清楚。只有这样，才能使学生更好地理解所学习的内容，启发学生的思维和加