初中物理教学中类比方法的运用浅析论文_卢忠

(四川省威远县严陵中学 威远 642450)

【摘 要】:物理思维方法有很多,其中类比是一种非常重要的方法。充分运用类比方法可帮助学生融会贯通所学知识,加深对物理规律和概念的理解,提高分析解决问题的能力,特别是用已有知识去探索未知领域的能力。

【关键词】: 类比 知识教学 方法教学

多年的教学实践使我认识到,在物理教学中传授知识固然重要,然而掌握方法更可让学生受益终身。其中“类比法”在初中物理教学中有着重要的意义,利用“类比”可以帮助学生把感到陌生的问题与自己熟悉的事物进行比较,从而找出它们的相似或相近之处,达到认识事物的规律。通过类比,学习掌握新知识,联系复习旧知识。初中学生以形象思维为主,抽象思维能力相对较差。而运用类比的方法进行教学,能以旧带新,可以引导学生的思维从形象提升到抽象,帮助学生有效地把握物理知识、发展智力、培养能力。下面仅就本人在平时的教学中几点体会,谈一谈类比法在初中物理教学中的应用。

一、概念教学中的类比方法

一些概念或规律的教学可以采用与所学知识或者与已掌握的基本知识类比的方法,采用这种方法进行新课教学,符合学生的认知规律,在教学实践中表明效果较好。

在初中物理中,有很多的物理量是用比值来定义的。

一类是描述物体运动或工作状态特征的物理量。如速度、功率、电功率等都是以比值来定义的,它们的概念具有一定的相似性,学生在学习过程中掌握了这类概念的特点,就可以举一反三。在概念上 速度是物体在单位时间内通过的路程;功率是物体在单位时间内做的功;电功率是用电器在单位时间内所消耗的电能。都是单位时间内完成的某个量,所以它们的公式也是是非常类似的,分别是v= s/t,P=w/t ,P=w/t 。在物理意义上速度是描述物体运动快慢的物理量;功率是描述物体做功快慢的物理;电功率是描述用电器消耗电能快慢的物理量。都是描述某个过程的快慢。

还有一类例子是对物质本身属性的物理量的定义,如:密度、比热容、电阻等,共同特征是:属性由本身所决定。学生不仅对这类概念的理解有融会贯通之感,且在不同方面的应用中,使其对比值法的内涵有了深刻的理解。在定义上密度是单位体积某种物质的质量;比热容是单位质量的某种物质温度升高(降低)1℃所吸收(放出)的热量;电阻是导体对电流的阻碍作用表示电阻。在公式也类似公式:

最主要是它们均是物质本身的一种属性,都只决定于物质自身的因素,与公式中的各量无关,公式只用于计算或比较大小。即密度是物质的特性,与质量、体积无关,决定于物质的种类,受状态影响;比热容是物质的物理特性,与物质的质量、吸收的热量及温度变化无关,同样决定于物质的种类,受状态影响;电阻是导体本身的一种性质,与导体两端电端及通过的电流无关,决定于导体自身的材料,长度和横切面积,受温度影响。 

二、知识教学中的类比方法

在物理知识中有很多内容具有相似性,具有相同的物理规律,解决问题的思路一样,处理问题的方法和手段一样。教学中引导学生把知识内容间有相似特点的物理知识进行比较,发现他们之间的相似性以及不同之处,达到加强记忆的目的。

例如在进行《内能》的教学时,一边回顾《机械能》的知识,一边把内能相关知识与机械能进行类比以达到教学目的。定义上机械能是物体的动能和势能总和叫机械能;内能是物体内所有分子做无规则运动的动能和分子势能的总和叫物体的内能。分开看机械能包括动能和势能,内能也一样包括动能和势能。再看机械能中的动能是运动着物体具有的,内能中的动能是运动的分子具有的;机械能中的势能是相互联系的物体具有的,内能中的势能是分子间存在引力和斥力具有的。

电学中的“电压”这个概念也可以用“水压”进行类比,使学生在感知上得到更加生动形象地认识。示意图是类似的,

水路 电路

组成上也能一一对应上,

水泵(保持一定水压) 电源(保持一定电压)

水管(传输水流) 导线(传输电流)

水轮机(利用水能的设备) 灯泡(用电器)

阀门(控制水路通断的开关) 开关(控制电路通断的器件)

电路的电源类似于水路的水泵,提供电能和电压;电路的导线类似于水路的水管,是路径;电路的灯泡类似于水路的水轮机,是消耗电能的;电路的开关类似于水路的阀门,是起控制通断的。 从形成过程来分析也存在非常类似的机制,即水泵 水压 水流,电源 电压 电流

三、物理量单位教学中类比法的体现

比如速度单位,密度单位,压强单位,功率单位以及热学的热值单位、比热容单位,电学的电功率等等类似的单位,完全可以通过类比进行,很容易掌握。首先在初二速度内容中引入的速度单位是第一个复合单位即两个以上单位组合而成,由已经事先学习了的长度单位和时间单位构成,分子是长度单位,分母是时间单位,这样可以组成很多,而其中国际单位制中的主单位是长度与时间的主单位组成,写作米∕秒(m∕s),读作米每秒,意思是每秒时间通过的路程是多少。另外是一些常用单位,其中千米∕小时是交通运输中最常用的,读法和含义可类推。在以后的类似单位的教学就可以把速度单位来类比,很容易就把密度、压强、功率、热值、比热容、电功率等的单位讲清楚,因为它们的写法、读法、含义都是类似的。比如密度的单位写作千克∕米3(㎏∕m3),读作千克每立方米,意思是每立方米的什么物质质量为多少千克;比如水的密度为1×103㎏∕m3,意思是每立方米的水的质量为1×103千克。还有较难的比热容单位焦∕(千克?摄氏度)(J∕(㎏?℃)),读作焦每千克摄氏度,意思是1千克某物质温度升高或降低1摄氏度吸收或发出热量为多少焦耳,比如水的比热容是4.2×103J∕(㎏?℃),读作4.2×103焦每千克摄氏度,意思是1千克水温度升高或降低1摄氏度吸收或发出热量为4.2×103焦耳。力学功率和电学电功率的单位均是焦∕秒即J∕s,意思是每秒时间内力或电做的功为多少焦耳。它们都是可以与最初学的速度单位类比学习的,而且非常容易掌握。

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。

论文作者:卢忠

论文发表刊物:《读写算(新课程论坛)》2016年第12期(上)

论文发表时间:2017/1/12

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