類比法在引入復(fù)雜物理概念教學(xué)中的應(yīng)用

1、    類比法在引入復(fù)雜物理概念教學(xué)中的應(yīng)用    王梅類比是利用兩個(gè)對(duì)象的某些相同或相似的性質(zhì)，推斷它們?cè)谄渌再|(zhì)上也有可能相同或相似的一種推理形式.類比法在中學(xué)物理教學(xué)中應(yīng)用廣泛，特別是在引入新概念、新知識(shí)上應(yīng)用甚廣.下面舉例說明類比法在引入復(fù)雜物理概念教學(xué)中的應(yīng)用.案例1：電容概念比較抽象，學(xué)生理解起來比較困難.在講解電容概念時(shí)，我采用類比法引入這個(gè)概念，使學(xué)生容易理解.比如，將電容器類比成水杯，水杯的容積類比于電容器的電容.水杯的容積反映水杯盛水本領(lǐng).因此，電容器的電容就反映電容器容納電荷本領(lǐng)的物理量.一個(gè)固定的水杯做好了，不管這個(gè)水杯裝不裝水，

2、這個(gè)水杯的容積是一定的.同樣，一個(gè)固定的電容器做好了，不管電容器帶不帶電，帶多少電，是不影響電容器的電容的.這樣類比，能幫助學(xué)生理解抽象的、陌生的物理概念.案例2：電場(chǎng)力做功是中學(xué)物理教學(xué)中的一個(gè)難點(diǎn).在講解電場(chǎng)力做功時(shí)，我把它與重力做功進(jìn)行類比.它們的共同點(diǎn)都是與路徑無關(guān)，與初末位置有關(guān).電場(chǎng)力做功比重力做功更復(fù)雜一點(diǎn).初末位置相同，質(zhì)量也相同的甲乙兩物體，重力做功相同；而初末位置相同，電荷量也相同的甲乙兩個(gè)電荷，電場(chǎng)力做功不一定相同.因?yàn)樽匀唤绲碾姾捎袃煞N，電荷量相同的正負(fù)電荷，初末位置相同，它們的電場(chǎng)力做功剛好相反，一個(gè)做正功，一個(gè)做負(fù)功.這樣類比，能使學(xué)生理解電場(chǎng)力做功不僅僅取決于初末

3、位置，而且與粒子的電性有關(guān).案例3：磁感應(yīng)強(qiáng)度b是用來描述磁場(chǎng)強(qiáng)弱及方向的一個(gè)物理量，比較抽象，學(xué)生學(xué)習(xí)這個(gè)概念時(shí)很困難.在講解這個(gè)概念時(shí)，我把磁感應(yīng)強(qiáng)度類比于電場(chǎng)中的電場(chǎng)強(qiáng)度.電場(chǎng)強(qiáng)度e的定義是電場(chǎng)中某一點(diǎn)檢驗(yàn)電荷所受的電場(chǎng)力與檢驗(yàn)電荷的電荷量的比值，那么我們可以把檢驗(yàn)電荷類比于這里所講的電流元il（很短的通電直導(dǎo)線）.同樣，把檢驗(yàn)電荷在電場(chǎng)中所受的電場(chǎng)力類比于磁場(chǎng)中所受的作用力（安培力）.利用類比法，電場(chǎng)強(qiáng)度的比值法定義就是把電流元垂直放入磁場(chǎng)中所受的安培力與所對(duì)應(yīng)的電流元的比值.用這個(gè)比值法來反映磁場(chǎng)強(qiáng)弱，即把這個(gè)概念命名為磁感應(yīng)強(qiáng)度.空間任意一定點(diǎn)的電場(chǎng)強(qiáng)度僅僅取決于電場(chǎng)及該點(diǎn)位置，與

4、檢驗(yàn)電荷無關(guān)，不管該位置放正的檢驗(yàn)電荷，還是負(fù)的檢驗(yàn)電荷，還是將檢驗(yàn)電荷移走，都不影響該處的電場(chǎng)強(qiáng)度，即電場(chǎng)強(qiáng)度與檢驗(yàn)電荷無關(guān).同樣，用類比法可以得到空間任意一點(diǎn)的磁感應(yīng)強(qiáng)度也與電流元無關(guān)，不管該位置放電流元，還是將電流元移走，不管這個(gè)電流元垂直放入該位置還是與磁場(chǎng)成一定的角度放置，都不影響該處的磁感應(yīng)強(qiáng)度，即磁感應(yīng)強(qiáng)度與電流元無關(guān).這樣，可以把抽象的、難以理解的概念講解清楚.案例4：在初接觸點(diǎn)電荷概念時(shí)，學(xué)生感到困惑，于是我引導(dǎo)學(xué)生類比學(xué)過的質(zhì)點(diǎn)概念.質(zhì)點(diǎn)定義：用來代替物體有質(zhì)量的點(diǎn)；條件：物體的形狀和大小對(duì)所研究的物理過程起次要作用或不起作用時(shí)，就可以看成質(zhì)點(diǎn).這樣，學(xué)生輕松地類比起來.當(dāng)

5、帶電體本身的大小和形狀對(duì)所研究的問題起次要作用或不起作用時(shí)，就可以將帶電體視為點(diǎn)電荷.然后我提出問題：質(zhì)點(diǎn)實(shí)際是否存在，質(zhì)點(diǎn)一定是質(zhì)量小、體積小的物體嗎？學(xué)生回答：質(zhì)點(diǎn)是理想化模型，是科學(xué)的抽象，實(shí)際不存在，它不一定是質(zhì)量小、體積小的物體.我追問：那么，點(diǎn)電荷呢？學(xué)生很快得出結(jié)論：點(diǎn)電荷也是理想化模型，是科學(xué)的抽象，實(shí)際不存在，它不一定是體積小、質(zhì)量小的帶電體這樣類比，學(xué)生更容易掌握新的概念.案例5：磁感線概念的引入借助于類比法講解效果明顯.我先讓學(xué)生回顧電場(chǎng)線的特點(diǎn)：（1）電場(chǎng)線是假想的，是為形象直觀地描述電場(chǎng)強(qiáng)弱及方向而引入的，實(shí)際不存在.（2）電場(chǎng)線從正電荷出發(fā)，終止于負(fù)電荷或無窮遠(yuǎn)，或由無窮遠(yuǎn)處終止于負(fù)電荷，電場(chǎng)線不閉合.（3）兩條電場(chǎng)線不相交.（4）電場(chǎng)線的密疏表示強(qiáng)弱，越密集處電場(chǎng)強(qiáng)度越大，越稀疏處電場(chǎng)強(qiáng)度越小.（5）電場(chǎng)線上任意一點(diǎn)切線方向表示該點(diǎn)的電場(chǎng)強(qiáng)度方向然后引導(dǎo)學(xué)生把磁感線類比成電場(chǎng)線，歸納總結(jié)得到磁感線對(duì)應(yīng)的規(guī)律：（1）磁感線是假想的，是為形象直觀地描述電場(chǎng)強(qiáng)弱及方向而引入的，實(shí)際不存在.（2）磁感線是閉合的曲線.以條形磁鐵為例，在條形磁鐵的外部，磁感線是由n指向s，而內(nèi)部是由s指向n.（3）兩條磁感線不相交.（4）磁感線的密疏表示強(qiáng)弱，越密集處磁感應(yīng)強(qiáng)度越大，越稀疏處磁感應(yīng)強(qiáng)度越小.（5）磁感線上任意一點(diǎn)切線方向