类比是物理学中一种常见的推理方法,在物理学中有着很广泛的应用。但是学生在学习物理的过程中总在不自觉地应用类比的方法,带有盲目性和不恰当性,结果是错误连连,因此,在中学物理教学中不可忽视类比。教师要很好地引导学生自觉地应用类比,掌握类比在物理中的應用方法。下面就我的教学实践谈谈类比在中学物理教学中的几个方面的应用。
　　一、类比在知识教学方面的应用
　　一般来说,一个研究对象从不同角度看有不同的特征。在物理教学中应用类比,其关键就是引导学生根据所研究的问题特性恰当地选取作为类比根据的两个对象的对应特征。
　　例1.电磁振荡问题。由于电磁振荡与简谐振动有着完全相似的教学方程这一特例,我在教学中将学生熟知的单摆模型与之类比,收到了很好的教学效果。类比的依据是:单摆的位“移——时间”图像和由演示实验得出的振荡“电流——时间”图像都是正弦(余弦)曲线,经过启发、联想,画出如图(1)所示的类比图像,对电磁能量的转化过程进行定性分析讲解。
　　经过引导,学生自己得出了下列物理量之间的对应关系:重力势能-电能、位移-电容上的电压或电荷、速度-振荡电流,通过结合图像的多方面类比,学生对电磁振荡过程中各物理量的变化规律就轻松地建立起了鲜明、清晰的印象,对电磁振荡的过程有了较全面的理解。
　　二、类比在物理方法教学方面的应用
　　物理方法实际上是研究和处理物理问题的思路、方式,即物理思想,加强物理方法的教育是提高学生物理素养的必要手段,是物理教育的发展趋势。如果教学中抓住要研究问题的特征,通过类比,在不同领域内使用同一方法,则可达到加深理解物理方法的目的。
　　例2.用于定义某些物理量的比值法。比值法应用的一个例子是:对一类描述物体运动状态特征的物理量的定义,如速度、加速度、角速度等。这些物理量都是通过简单运动引入的:匀速直线运动、匀变速直线运动、匀速圆周运动。它们具有的共同特征是:相等时间内,某物理量的变化量相等地,用变化量与所用时间之比就可表示变化快慢的特征。如速度就是用位移的变化量与所用时间的比值来定义的。我在教学中用速度的定义过程作类比的根据,对加速度角、速度进行类比,许多学生都掌握了如何用比值法来定义这类物理量的方法。
　　例3.控制变量法。即用实验的方法把整体分解为部分,从复杂的联系中隔离出一个因素进行考察,深入本质,发现事物的内在联系。牛顿第二定律实验即是应用此方法的典型。研究对象的特征是:物体的加速度a与物体所受外力F及物体本身的质量m有关。实验通过分别隔离和控制变量F和m来研究a与m及a与F的关系。显然,由类比可知,只要研究对象具有“某个物理量可能与多个物理量有关”的特征,其物理量之间的内在联系就可应用控制变量法进行实验研究。
　　三、类比在物理解题方面的应用
　　应用类比于物理解题,其根据即是物理原型的特征。教学中通过分析待求问题的特征,把它与已知的物理原型进行对比,从而找到方法,解决问题。
　　例4.如图(2)所示电路,R2=5欧,R1的最大阻值为25欧,r=1欧,ε=6伏,求:当R1为何值时,R1有最大功率?
　　此题的特征是:系统由两物体组成,其中一个物体的加速度为零,若要求的量是系统所受的外力或系统内物体的加速度,此特征就使我们得以用通常由牛顿第二定律求解单个物体的思路来求解系统问题。
　　总之,类比的方法符合人们认识事物的规律和教育学、心理学的规律。应用类比方法,不仅可把抽象的新知识纳入到原有的知识系统中来,变抽象为形象,变难为易,变繁为简,同时又可激发学生联想,具有启发思路、举一反三、触类旁通的作用,所以不失为一种促进学生知识“迁移”、提高学生素质的有效方法。为此,我认为在中学物理教学中不可忽视类比,物理教师要加强引导学生自觉地应用类比,从而收到较好的教学成效。
　　作者单位:湖南省衡东县第八中学