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类比法在高中物理教学中的应用

刘孝瑞
【内容摘要】如果我们教师在教学时,结合高中生的思维特点和生活经历, 在讲授新的物理概念或规律时,
用学生比较熟悉的现象、概念和规律去进行类比, 引导学生去理解和掌握新的知识, 克服学生思维的短板,则更容易使难点得到突破,达到教学的目的。
【关键词】类比法 高中 物理教学
类比法是物理学习中重要的方法,所谓类比法就是通过两个或两类研究对象进行比较,找出他们的相似点或相同点,并以此为根据把其中某一个或某一类的有关知识和结论推移到另一个或另一类对象上,从而推出他们可能有相同或相似的结论上的一种逻辑思维方式和研究方法。
高中物理中有许多概念、规律、模型,超过了很多高中生的认知能力,成为了教学中的难点。如果我们教师在教学时,结合高中生的思维特点和生活经历, 在讲授新的物理概念或规律时, 用学生比较熟悉的现象、概念和规律去进行类比, 引导学生去理解和掌握新的知识,
克服学生思维的短板,则更容易使难点得到突破,达到教学的目的,下面就通过两个例子来谈谈类比法在教学中的应用。
一、
电场与重力场的类比应用
高中物理选修3-1教材中的电场这节课,教材要求学生掌握电场的概念和电场力做功的规律,学生普遍反映该节的概念不容易理解、需要掌握的规律也很多,成为学生学习的难点。笔者在教这节课时,就用学生比较熟悉的重力场来类比,上课时采用列表的直观方式呈现,学生看起来一目了然,就取得了较好的教学效果。本节课的列表如下:
通过列表,将电场与重力场相同或相类似的地方列举了出来,学生只要会重力场的知识,就很容易迁移到电场来,掌握起来轻松容易多了。
二、类比法在带电粒子在匀强电场中的偏转的应用
在讲高二物理带电粒子在匀强电场中的偏转这节知识时,由于之前学生在高中物理必修2教材中有关平抛运动中物体的运动比较到位,既通过平抛仪亲自动手做了实验,又通过频闪照片进行了研究,所以学生对平抛运动的认识比较深刻。根据物体只受竖直方向的重力,所以在处理平抛运动问题时,将其分解为水平方向的匀速直线运动和竖直方向的自由落体运动,在水平方向物体的运动规律是:
Vx=Vo
x=v0t
在竖直方向,由牛顿第二定律,重力产生的加速度大小为:
a=F合/m=g
其运动规律为:
vy=gt
h=1/2gt2
由于带电粒子看不见摸不着,学生很难形成具体印象。在学习带电粒子在匀强电场中的偏转时,如果我们将带电粒子进入匀强电场中的运动情况和受力情况与做平抛运动的物体的运动情况和受力情况进行类比,在忽略带电粒子所受重力的情况下,可以认为带电粒子只受电场力,而电场力和带电粒子的初速度也是垂直的,因此帶电粒子的运动和平抛物体的运动性质时一样的。我们把这类运动可以称为类平抛运动,因此,我们可以用平抛运动的规律来解决此类问题。
在初速度方向,带电粒子不受外力的作用,做匀速直线运动,其运动规律为:
Vx=Vo
x=v0t
在与初速度垂直的方向,受到恒定的电场力作用,将会做初速为零的匀加速直线运动,加速度大小和运动规律为:
a= F合/m=qE/m
vy=gt
h=1/2at2
这样,学生很容易就将平抛运动的知识迁移到带电粒子在匀强电场中的偏转运动来,认知过程比较快,掌握的也会比较好。
高中物理教学时可以使用类比法的例子还很多,类比法虽然在掌握物理概念和规律方面,可以减轻学生的认知难度,但是,任何事情都是两面的。由于类比法将难于理解的概念与规律进行了浅显易懂的处理,这不利于培养学生的抽象思维能力,另外,用类比法讲授知识时,没有将其进行严格的论证,存在着知识逻辑的不规范性的缺点。这些都是我们在实际的教学过程中需要注意到的,总之,我们在讲授概念与规律时要灵活使用类比法,适合用的时候大胆使用,不适合使用的时候可以大胆取舍。
【参考文献】
[1]江孝法.高中物理实验的创新教学[J].复印报刊资料:中学物理教与学,2010,(8):56-57.
[2] 项红专.科学探究式教学中应注意的几个问题[J].物理教师,2003(10):1-3.
[3]张志树.优化高中物理课堂的策略探讨[J].中学物理,2014(23):37-38.
(作者单位:东莞市第六高级中学)
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