类比在物理学中有着广泛的应用。学生在学习物理过程中也总在不自觉地应用类比的方法。但由于类比的盲目性和不恰当性,常常出现错误。教师的任务就在于引导学生自觉地应用类比,掌握类比在物理中的应用方法。从物理学的角度看,不同的研究对象之间有许多相同或相似的特征,它们遵守着相同或相似的物理规律,对它们的研究所采用的物理方法也受其特征所制约,三者之间有着必然的内在联系。若抓住研究对象的特征作为根据,应用类比,则既可进行传授知识和知识的应用教学,又可进行物理方法教学。 一、类比应用于知识教学 一般来说,一个研究对象从不同角度看有不同的特征。应用类比于物理教学,其关键就是引导学生根据所研究的问题的性质来恰当地选取作为类比根据的两个对象的对应特征。 例1、 电势能增减问题。 不少同学在分析正负电荷在电场中运动,电势能的增减问题时,不自觉地作了如下的类比:因为:重力势能一电势能、高度一电势、高度降低(升高)一重力势能 减少(增加),所以应有:电势降低(升高)一电势能减少(增 加)。显然,错误在于类比的根据不恰当。笔者在教学中进行了如下的引导: 问:重力对物体做功和电场力对电荷做功的特点是什么? 答:与路径无关。 问:功与能量有什么关系? 答:功是能量转化的量度。 问:单考虑势能的变化,它由什么决定? 答:由做功决定。 至此,已找到了功与势能变化的关系,即类比的根据。 问:重力对物体做正(负)功,重力势能怎样变化? 答:重力势能降低(升高)。 问:那么,电场力对电荷做正(负)功,电势能又该怎样变化? |