“类比法”在物理教学中的应用
202162 裕安中学 张焕全
不少同学认为物理难学，课堂上似乎感觉很好，可实际应用起来就不会。究其原因，我认为主要是不能把课本知识转化为自己的东西，不会把已有的知识向后继学习迁移，以至在新的物理情境下显得一筹莫展。那么，怎样才能提高应用物理知识的能力呢？“类比法”不失为一种行之有效的方法.
所谓类比，就是根据两种事物在某些特性上的相似，推理出它们在另一些特性上也可能相似的思维形式。应用到物理学习中，就是将陌生的物理现象与你熟悉的相似的物理现象进行比较，从而揭示出物理过程或物理现象的本质。
许多物理概念都是在大量现象和事实的基础上通过科学的抽象建立起来的，在这一抽象过程中，如果适时地运用类比，将有利于学生对概念的形成和理解。象在建立压强概念时，可通过学生已有的速度概念的形成过程进行类比：要比较物体运动快慢，可用相同时间比路程，也可用相同路程比时间，但在时间和路程都不相等时，就必须看单位时间内通过路程的多少而定义了速度；同样要比较压力的作用效果，在压力相等时就要看受力面积的大小，在受力面积相等时就要看压力的大小，在压力和受力面积都不相等时就要看单位面积上压力的大小。在学习功率时又可通过速度来进行类比，速度是描述运动快慢的物理量，功率则是表示物体做功快慢的物理量。此外，利用类比法还可定义新的物理量，象用定义电场强度的方法来定义磁场强度，用定义电势的方法来定义重力势等等。
在物理教学中，新课题往往与学生熟知的旧课题具有某种内在的联系。但是，新旧课题所处的具体情境不同。由于学生不善于辨认各种情境的相似性，不能分析、概括出它们的共同本质，因而学习会感到困难。通过练习，为学生提供辨认多种情境的相似性的机会，并指导他们逐步形成运用类比推理寻找相似性的思维方法，从而达到在传授知识的同时，发展学生智力和培养能力的目的。
例如，光和声都是沿直线传播的，有反射、折射、干射和衍射等现象。由声具有波动性可推出光也具有波动性的结论。在学习静电场时，我们常常用重力场进行类比。在重力场中，重力势能的变化总是等于重力对物体所做的功。与此相似，在静电场中，电势能的变化总是等于电场力对电荷所做的功。这样的类比很自然，也很容易被学生接受。既加深了对新内容的理解，又是对已有知识的巩固。对物理知识理解得越透彻，就越能起到举一反三的作用。培养学生运用类比推理的方法，有助于培养学生的思维能力。
又如，在研究晶体二级管的单向导电性时，为帮助学生理解和记忆，可按图（一）进行实验 （L1、.L2为相同的灯泡）当演示二极管D正向导通时，闭合开关K,这时灯泡L1和L2发光，亮度基本相同，说明二极管D相当开关K的闭合；当演示二极管反向截止时，断开开关K，这时灯泡L1和L2都不亮，说明二极管D相关开关K 的断开。这样在一定条件下把二极管类比为开关，进一步揭示了对二极管的单向导电性能的认识。
再如，利用光的传播总是沿着耗时最短的路径这一特点，可将反射定律、折射定律作类比对象解决一些相关的问题，有时会显得十分简便。如图（二 ） 所示一条直的河道同则有A、B两工厂，距离河岸分别为S1、S2，A厂需要把货物送到停在河中的船上，再从船上取货送到B厂。当运输车的速度一定时，为了确定船停靠位置使运输的路径最短，可根据光的反射定律找出位置C。
我们都知道声纳是军舰进行水中搜索、侦察最重要的手段，声波在不同温度的水中，传播的速度是不一样的。水温高，声波传播的速度快，水温底则传播速度就慢一些。由此可见，声波在水中会产生弯曲和折射。海水的温度并不是恒定的。夏天，由于强烈阳光的照射，海水表层的温度较高，而下层的温度相对较低，形成上热下冷的环境。这样声纳发出的声波自然而然地由传播较快向传播较慢的方向弯曲，使声波还没有达到正常的探测距离就已经弯向海底。如图（三）所示，可把声波在水中传播跟光在不同介质中的传播作类比，就很容易解释声波传播方向发生改变的原因。
如此反复练习，学生通过联想，类比推理，思维变得更活跃，思路更广阔 ，学习的灵活性也不断提高。
类比是人类认识自然的重要方法，它是利用已有的知识，去学习新知识的一种可行方法，在物理学习中经常使用。无论是概念的建立、规律的形成，还是知识的运用，对培养学生理解能力，思维能力和解题能力大有裨益。但值得注意的是进行类比的两事物必须具有可比性，即在某些属性上具有相似性，否则将可能导致错误的结论。
