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在物理教学过程中,经常会发现某些不同问题在一定范围内具有形式上的相似性,其中包括数学表达式的相似性、物理模型的相似性等等。正如前苏联学者瓦赫罗夫所说:“类比像闪电一样,可以照亮学生所学学科的黑暗角落。”类比法是研究和学习物理的一种极其重要的方法,它能启发和开拓我们的思维,能给我们提供解决问题的线索,是提出科学假设和探索新理论的重要途径,尤其对底子较差的技校学生学习物理能发挥着巨大的作用。在特定的教学中运用此种方法会达到事半功倍的作用。下面谈谈本人在教学中应用类比法的体会。
一、 恰当运用类比方法进行教学
第一,应用类比方法形成物理观念。对于一些极为陌生、抽象的物理概念,如果用熟悉的、形象化的事物去类比,那么往往会产生“一语道破天机”的惊人作用,帮助学生加速认识过程。例如:学习电容器的电容概念时,电容是个陌生、抽象的物理概念。若把电容器、电容、储存电荷类比容器、容积、储存物资(具体水杯存水),可以使学生轻松形成电容是反映电容器储存电荷的本领这个概念。继续类比引申:电容器储存电荷的特性如何表征呢?是否同水杯存水一样?一样的话,它涉及的是哪些物理量?学生自然会结合自身的知识体系思考、猜想,得出电容器的电容类似容器的容积一样由本身结构决定,加深“电容”概念的形成。
第二,应用类比方法理解新概念。例如讲磁感应强度的概念时,可这样引入:磁场和电场一样都是看不见、摸不着的特殊物质,磁场跟电场是否有相似的特性。在电场一章知道电场对放入其中的电荷有力的作用及描述这一特性(电场强弱)的物理量电场强度,利用比值方法定义了电场强度E=F/q。那么,磁场对放入其中的试探体有无力的作用及描述这一特性(磁场强弱)的物理量是什么?如何定义?通过实验发现研究磁场和研究电场类似,若知道放在磁场任何一处的任何电流的受力情况,这个磁场就研究清楚了。同样利用比值定义了描述磁场强弱的物理量磁感应强度B=F/IL。应用类比方法引进“磁感应强度”,降低了学生接受这一概念的难度。
第三,培养学生的思维能力。在中职物理教学中,面对学生学习兴趣不高,学习能力较差的现实,如何把抽象的知识通过讲解让学生简单理解显得尤为重要。运用物理类比思维可以把陌生的对象和熟悉的对象进行对比,把未知的东西和已知的东西相对比。这样可使学生能动地认识、理解并掌握知识。让学生在学习知识的同时,提高获取知识的能力,掌握科学的思维方法,发展智力。在这样的学习过程中,学生不是接受现成的知识,而是经过自己的探索之法获得知识,这样得到的知识更有效、更牢固、理解的也更透彻。在讲解磁场概念时,把电场与磁场有关的相似属性列出:如电荷与电荷之间有相互作用力,磁极与磁极之间也有同名磁极相斥、异名磁极相吸的现象;这样由电荷周围存在电场,可以类比推出磁极周围也应存在磁场;由电荷间作用力不能直接发生,需要电场传递,可以类比推出磁极间相互作用力也不能直接发生,传递磁极间的相互作用也要靠一种场——磁场;由电场是一种物质,可推知磁场也是一种物质。还有,如电势差、电势、电场力做功、电势能类比重力场中的高度差、高度、重力做功、重力势能;等势面类比等高线等等。这样,利用类比法把原本看不见,摸不着的抽象物理概念表位具体,熟悉的知识使抽象、陌生的概念变为具体、熟悉的知识,降低知识理解的难度,提高了学生学习物理的兴趣。
二、运用类比法还得注意几个问题
首先,正确对待类比推理的或然性,防止机械类比应用类比。研究两类事物的可比性时,即使是两个可以进行类比的事物,也不可能所有属性处处相似,点点对应。在进行类比时,有时要告诉学生两事物间哪些方面可比,哪些方面不可比,避免机械类比的错误。对本身就比较直观,与生活联系较紧的物理概念与物理现象等,没有必要非用类比,用了反倒显啰嗦,冲淡主题,使教学重点得不到突出。“任何比喻都是蹩脚的。”类比方法跟比喻方法很类似,也存在着不足的地方。我运用类比方法时都注意到这个问题。
其次,通俗不俗,科学严谨。选做类比的材料应当通俗,尽可能利用学生已有的知识,熟知的事物。但是,类比的材料不能太庸俗了,要和思想教育协调,取材要适合国情。例如,有的国外教材,以赌场里赌徒们的输赢类比机械能守衡,虽然十分形象,也很贴切。但是这个类比对我国来说是低级庸俗的,不宜采用。这里说的严谨,其中包括类比格式的严谨,要求相类比的两个事物间相似点一一对应,而且要对应得当,类比推理才有说服力。
再次,要有针对性。教学中类比要用得好、用得巧,必须具有针对性。即:(1)要针对物理教学内容和目的。如果教学内容比较抽象,呆板,适于运用一些较轻松活泼的类比;如果教学内容具有较严密的逻辑性,与前面的知识有些必然的联系,运用类比比较合适;在进行单元或总复习时运用系统类比将会收到较好的效果。(2)要针对课堂气氛。在课堂教学中,如果学生的注意力都很集中.他们对教师所授知识能顺利接受,此时用不用无关紧要。用多了,用得不当,反而会产生负作用,影响学习效果。如果教师发现课堂上多数学生精神疲惫,就应当采用一些风趣幽默的类比来活跃气氛,振奋学生的精神。
我运用类比方法主要是为了教给学生一种物理思维的方法和接受、理解知识的一种方式。实践证明,恰当地运用类比,物理课堂会更有气氛,学生的学习的兴趣会很浓,更重要的是学生对所学的知识不容易遗忘,而且学会“举一反三”、“触类旁通”。
一、 恰当运用类比方法进行教学
第一,应用类比方法形成物理观念。对于一些极为陌生、抽象的物理概念,如果用熟悉的、形象化的事物去类比,那么往往会产生“一语道破天机”的惊人作用,帮助学生加速认识过程。例如:学习电容器的电容概念时,电容是个陌生、抽象的物理概念。若把电容器、电容、储存电荷类比容器、容积、储存物资(具体水杯存水),可以使学生轻松形成电容是反映电容器储存电荷的本领这个概念。继续类比引申:电容器储存电荷的特性如何表征呢?是否同水杯存水一样?一样的话,它涉及的是哪些物理量?学生自然会结合自身的知识体系思考、猜想,得出电容器的电容类似容器的容积一样由本身结构决定,加深“电容”概念的形成。
第二,应用类比方法理解新概念。例如讲磁感应强度的概念时,可这样引入:磁场和电场一样都是看不见、摸不着的特殊物质,磁场跟电场是否有相似的特性。在电场一章知道电场对放入其中的电荷有力的作用及描述这一特性(电场强弱)的物理量电场强度,利用比值方法定义了电场强度E=F/q。那么,磁场对放入其中的试探体有无力的作用及描述这一特性(磁场强弱)的物理量是什么?如何定义?通过实验发现研究磁场和研究电场类似,若知道放在磁场任何一处的任何电流的受力情况,这个磁场就研究清楚了。同样利用比值定义了描述磁场强弱的物理量磁感应强度B=F/IL。应用类比方法引进“磁感应强度”,降低了学生接受这一概念的难度。
第三,培养学生的思维能力。在中职物理教学中,面对学生学习兴趣不高,学习能力较差的现实,如何把抽象的知识通过讲解让学生简单理解显得尤为重要。运用物理类比思维可以把陌生的对象和熟悉的对象进行对比,把未知的东西和已知的东西相对比。这样可使学生能动地认识、理解并掌握知识。让学生在学习知识的同时,提高获取知识的能力,掌握科学的思维方法,发展智力。在这样的学习过程中,学生不是接受现成的知识,而是经过自己的探索之法获得知识,这样得到的知识更有效、更牢固、理解的也更透彻。在讲解磁场概念时,把电场与磁场有关的相似属性列出:如电荷与电荷之间有相互作用力,磁极与磁极之间也有同名磁极相斥、异名磁极相吸的现象;这样由电荷周围存在电场,可以类比推出磁极周围也应存在磁场;由电荷间作用力不能直接发生,需要电场传递,可以类比推出磁极间相互作用力也不能直接发生,传递磁极间的相互作用也要靠一种场——磁场;由电场是一种物质,可推知磁场也是一种物质。还有,如电势差、电势、电场力做功、电势能类比重力场中的高度差、高度、重力做功、重力势能;等势面类比等高线等等。这样,利用类比法把原本看不见,摸不着的抽象物理概念表位具体,熟悉的知识使抽象、陌生的概念变为具体、熟悉的知识,降低知识理解的难度,提高了学生学习物理的兴趣。
二、运用类比法还得注意几个问题
首先,正确对待类比推理的或然性,防止机械类比应用类比。研究两类事物的可比性时,即使是两个可以进行类比的事物,也不可能所有属性处处相似,点点对应。在进行类比时,有时要告诉学生两事物间哪些方面可比,哪些方面不可比,避免机械类比的错误。对本身就比较直观,与生活联系较紧的物理概念与物理现象等,没有必要非用类比,用了反倒显啰嗦,冲淡主题,使教学重点得不到突出。“任何比喻都是蹩脚的。”类比方法跟比喻方法很类似,也存在着不足的地方。我运用类比方法时都注意到这个问题。
其次,通俗不俗,科学严谨。选做类比的材料应当通俗,尽可能利用学生已有的知识,熟知的事物。但是,类比的材料不能太庸俗了,要和思想教育协调,取材要适合国情。例如,有的国外教材,以赌场里赌徒们的输赢类比机械能守衡,虽然十分形象,也很贴切。但是这个类比对我国来说是低级庸俗的,不宜采用。这里说的严谨,其中包括类比格式的严谨,要求相类比的两个事物间相似点一一对应,而且要对应得当,类比推理才有说服力。
再次,要有针对性。教学中类比要用得好、用得巧,必须具有针对性。即:(1)要针对物理教学内容和目的。如果教学内容比较抽象,呆板,适于运用一些较轻松活泼的类比;如果教学内容具有较严密的逻辑性,与前面的知识有些必然的联系,运用类比比较合适;在进行单元或总复习时运用系统类比将会收到较好的效果。(2)要针对课堂气氛。在课堂教学中,如果学生的注意力都很集中.他们对教师所授知识能顺利接受,此时用不用无关紧要。用多了,用得不当,反而会产生负作用,影响学习效果。如果教师发现课堂上多数学生精神疲惫,就应当采用一些风趣幽默的类比来活跃气氛,振奋学生的精神。
我运用类比方法主要是为了教给学生一种物理思维的方法和接受、理解知识的一种方式。实践证明,恰当地运用类比,物理课堂会更有气氛,学生的学习的兴趣会很浓,更重要的是学生对所学的知识不容易遗忘,而且学会“举一反三”、“触类旁通”。