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巧用类比 化难为易

2008-08-05石君民

中学理科·综合版 2008年5期
关键词:电流电路规律

石君民

类比是根据两个对象之间在某些方面的相同或相似,从而推出它们在其他方面也可能相同或相似的一种推理方法.在各种逻辑推理中.类比是最富有创造性的,科学史上很多重大发现、发明,往往发端于类比,它被誉为科学活动中的“伟大的引路人”,是它首先推动了假说的产生.尽管类比不能代替论证,但可以为理解新知识、概念和规律提供依托.因此,作为一种“从特殊推到特殊的科学方法”,在教学中恰当地采用,不仅可以突破教学难点.还可以激发学生学习物理的兴趣.

一、利用类比,理解物理概念和规律

初中大部分物理概念和规律,都是在实验事实或生活经验的基础上,通过分析、归纳、概括而得出的.其综合性和抽象性较高,学生理解起来比较困难.因此,在教学过程中应重视新旧知识的联系,结合生活经验,采用类比这个中介环节,化抽象为具体,加深理解,提高课堂教学效率.例如,“短路”概念可以用“溃坝”来类比,坝中水轮机电灯,水压一电压,水流一电流,溃坝时河中的水流很大、水轮机两端的水压和通过的水流很小并停止转动——短路时电路中的电流很大、电灯两端的电压和通过的电流很小并熄灭.这样的类比自然,学生容易接受,有效地帮助学生理解短路的危害;在光的反射定律和折射规律中,学生对入射、反射或折射的表达顺序常常搞混.这时可以用“妈妈长得像女儿”与“女儿长得像妈妈”作类比判断,学生不言而喻,印象非常深刻;理解波速、波长、频率的关系.可以用学生与“姚明”并排行走作类比,行走速度相当于波速,步长相当于波长,脚步频率相当于波的频率,等等.

二、利用类比,想像物理过程和情景

初中学生的思维能力主要还是以形象思维为主,抽象思维相对较差,对许多复杂抽象的物理过程和情景难以想像和理解,利用类比可以较好地解决这一问题.例如,摩擦起电是由于不同物质的原子核束缚电子本领的强弱不同而发生电子转移带电.其过程属于微观运动,学生不易理解,可以用两个班级的椅子、学生和跨班听课作类比,椅子相当于原子核带正电荷.学生相当于电子带负电荷,两班均无多余的椅子和学生,即不带电.如果允许跨班听课且甲班比乙班吸引力强,那么乙班就会有一些学生跑到甲班,乙班因去了学生有多余的椅子而带正电.甲班因有多余的学生而带负电.物质的固态、液态、气态的微观模型,可以用上课、下课、放学时学生的结构及运动状态作类比.电磁感应现象中导体做切割磁感线运动,可以用镰刀割稻谷类比,等等.

三、利用类比,引导学生科学猜想

“注重科学探究,提倡学习方式多样化”是初中物理新课程改革的基本理念之一.猜想是科学探究活动中的一个重要环节,学生提出问题后,常常不懂得怎样去猜想,因而影响到下一个环节的进行.为此可以借助类比启发学生联想,使他们在较短的时间内作出恰当的猜想,避免漫无边际的胡猜乱想.例如,在探究“导体电阻的大小与什么因素有关”时,可以提出下列问题让学生同时思考:公路可以行车,哪些因素会影响汽车的行驶效果?同样,导体可以导电,哪些因素会影响电流的大小?学生通过思考,触类旁通,自然会对后一个问题作出合理的猜想.在探究串联电路和并联电路的电流、电压规律时,可以用建有两块坝(装有水轮机,下同)的一条河流类比串联电路,用共头共尾各建有一块坝的两条河流类比并联电路,让学生从思考河流中水流大小关系、各坝水位高低关系中受到启发.进一步分析、猜想出串、并联电路的电流、电压关系.

四、利用类比,培养学生思维能力

物理类比思维是物理思维的一种重要形式.在科学探索中,类比思维的价值为世界上许多科学家所称道.开普勒说:“我重视类比胜于任何别的东西,它是我最可信赖的老师,它能揭示自然界的秘密.”在教学中要善于挖掘素材,指导学生抓住相关现象的共同特征,教会学生用类比的方法进行思考,提高思维能力,掌握科学的思维方法.例如,初中物理中的速度、密度、压强、功率、电流强度、燃烧值等概念,它们的物理含义不同.但引入的方式都相同.因此.当速度概念建立后,其他几个概念都可以类比引入.对压力的作用效果、滑动摩擦力、欧姆定律、焦耳定律等内容的研究.都是用改变其中一个物理量而保持其他物理量不变的方法进行.在开始研究一两个规律后,后面的几个规律只要指导学生进行类比,自然就会水到渠成.两种电荷及其作用与两种磁极及其作用是对称相似的,可以利用类比的方法指导学生自学.对于物理公式,可以用类比的方法来研究它们的共同特点.如

类比法是一种重要的物理思维方法,它可以使知识条理化,把抽象的知识形象化,把复杂的问题简单化;它能帮助学生融会贯通所学的知识.提高学生分析、解决问题的能力,而且它能较好的培养学生的逻辑思维和创新能力.由于事物的相似性和差异性.类比有它的局限性,是一种或然性的推理,有时结论并不可靠.因此,使用类比时不能把相互类比的事物等同,要注意它们的本质区别.选择或设计的类比对象要形象、具体、简单、生动,是学生所熟知的.与研究对象的特征尽可能地相似,这样才能举一反三,触类旁通,达到事半功倍的作用,提高教学效率.

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