初中物理中类比的广泛运用

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  物理这门科学的学习,对于初中学生来说,多数人学习都感到困难,而初中生认知能力、综合分析能力不是很强,作为教师应分析学生的心理、认知,尽可能运用多种教学方法,让学生易接受、易记忆、善归纳。我在二十多年的物理教学生涯中,认为要搞好物理教学,类比方法的恰当运用十分有效。
  在心理学上,类比是一种维持了被表征物主要知觉特征的知识表征,就是由两个对象的某些相同或相似的性质,推断它们在其他性质上有可能相同或相似的性质,推断它们在其他性质上尽可能相同或相似的推理形式,是一种主观不充分的似真推理。在自然科学的发展史上,苯环的设想就是德国化学家凯库梦见一副蛇咬自己尾巴而灵感发现,实际他运用类比 推理解决了这一难题。
  现代自然科学的发展,类比推理、联想愈来愈发挥重要作用,在使用类比时,经常使用定性类比和定量类比,在初中物理教学中定性类比比定量类比运用要多一些,这与初中学生对物理知识只是初步学习是分不开的。在初中教科版教材中不少地方用类比编写方法,便于学生理解。
  一、教材中运用类比的地方
  (1)声学中。水波与声波类比,用具体的熟悉的水波让学生去类比联想声波,从感性到理性,加深学生的认识。
  (2)物质的三种状态。在分子运动论学习时,分别用学生上课、课间、放学后学生的三种运动范围类比,变抽象为具体。
  (3)在九年级上册P58页,将水流类比电流,导线比水管,水阀比开关,抽水机比电池,水压比电压,用熟悉的比陌生的,让学生易于认识。
  (4)用眼睛与照相机类比。分别从结构和工作过程进行了类比,用可操作的比不易操作的,从感性到理性,让学生不再感到陌生。
  二、教学中类比运用
  (1)利用类比加深对物理知识的理解。①比热容的理解。热学中比热容不易理解,可把它与一个容器能装多少水类比。如一个杯子所装水好比一个物体能装多少热一样,这样便具体化了。②电阻大小的理解。电阻表示导体对电流的阻碍作用,它以与一条大街行人的多少类比,行人多时,行走难度大类比电阻大时,电荷移动慢、电流小;行人少时,行走难度小类比电阻小时,电荷移动快、电流大。③电学中短路理解。短路与不短路可类比行人要到某地有两条路,一条路短而易行,一条路长而难人,人喜走捷径,当然电荷也喜走捷径,所以走没有电阻的电路了。
  (2)光路可逆。本是路径相同而方向不同,可用学生来校和从校回家来类比,这就更形象。
  (3)利用类比,更易记住物理知识。①速度与功率类比。a.速度表示物体运动快慢,功率表示物体做功快慢。b.速度定义:物体运动路程与时间的比;功率定义:物体做功与时间的比。比出它们相似处、不同处,比较起来记忆。②内能与机械能的类比。机械能是物体动能与势能总和;内能是物体所有分子动能与势能总和。相似之处都是动能与势能总和,只不过机械能是宏观能,内能是微观能。
  (4)解题时的运用。①物理量的物理意义。如速度am/s,物理意义是物体1s中运动了am。而密度、压强、功率等的物理意义可与它类比,知道它们的物理意义。②公式的类比。V=s/t,ρ=m/v,R=U/I公式相似。 变形式上S=vt,m=ρv,U=IR;t=s/v v=m/ρ,I=U/R也很相似。③例题的类比:对匀速直线运动速度公式,同一物质密度公式,同一导体的电阻公式的理解。
  例1.对匀速直线运动中V=S/T的理解正确的是( )
  A.V与S成正比 B. V与T成反比 C. V与S大小无关 D.都不正确
  例2.同种物质的密度,对ρ=m /v的理解正确的是( )
  A. ρ与m成正比 B.ρ与m成反比 C.ρ与v大小无关 D.都不正确
  例3.同一导体电阻 公式R=U/I理解正确的是( )
  A.R與U成正比 B.R与I成反比 C.R与U I大小无关 D.都不正确
  答案都是C。这些选择题形式相同,内容相似,运用类比达到了举一反三的目的,知识面得到了拓展。
  (5)图象解题的类比。初中物理中对图象理解、应用是中考必考内容。运动的路程、时间图象,密度中的质量、体积图象,电学中的电压、电流图象很相似,它们的斜率大小表示速度、密度和电阻的大小。在解题过程中,利用类比,从已学过渡到才学的。
  例如:下列图象中,匀速直线运动物体速度大的( )
  我们初中学生没有学过斜率,就不用比较斜率大小了,我们用相同时间比较路程,就可得到路程大的速度快。同理对下列两个图象:相同体积比质量大小,质量大的密度大;相同电流比电压大小,电压大的电阻大。
  总之,类比在物理教学和学习中用的地方很多,如果我们运用恰当会增强我们对新事物的理解,易于对新知识点记忆,把抽象问题具体化,复杂、困难问题简单化和容易化。
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