[摘要]学习的本质是建立连接。类比教学法就是将新知识与原有知识之间建立有效的连接,用类比的方式进行教学的方法。它可以把抽象的物理知识简单化,使学生容易理解与接受,尤其在面对一些较复杂和难度较高的物理教学难点时具有很好的应用价值。基于此,本文就类比教学法在初中物理教学中的具体运用进行探讨,以期有效突破初中物理教学中的难点,提高初中物理课堂教学的质量与效益。
[关键词]类比教学法,初中物理,教学难点
初中物理是一门比较抽象的学科,对学生的思维能力要求比较高。而处于初中阶段的学生,以形象思维为主,抽象思维才开始形成,因此对大多数学生来说,物理学习存在一定的难度。在教学中运用类比教学法,可以自然而然地将学生已有的知识与经验,和将要学习的新知识,通过新旧知识间的某种相似性建立一定的连接,使学生更容易理解与接受新知识,从而有效突破初中物理中的教学难点,提高课堂教学的效果。在这个过程中,可以发展学生的思维,使学生学会触类旁通、举一反三等学习方法,也能激发学生学习的积极性及主动性,促进学生物理核心素养的发展。
类比法就是根据两个事物之间存在的某种相同或相似,建立有效的连接与关联,从一种事物去推理另一种事物的一种思维方式。类比法运用非常广泛,如在科学研究中,许多重大的发明与创造,都体现了类比法的运用。在教学中,类比教学法就是利用一些知识之间在某些方面存在的相似与关联,通过两种或多种知识的类比进行教学的方法。类比教学法能够让学生将已掌握的知识与经验进行迁移,找到新知识与原有知识之间存在的某种关联,通过类比的方式完成新知识的学习过程。在这个过程中可以培养学生触类旁通、迁移应用与举一反三的能力,使学生理解抽象的知识与概念,有效突破教学中的疑难问题,还可以发展学生的求异思维,增强学生学习的积极性与主动性,因而在教学中得到了广泛的应用。
一、类比教学法在初中物理教学中的应用价值
在教学过程中采用类比教学法,可以将学生已有的知识与经验和需要学习的新知识之间建立一定的连接,通过新旧知识的类比进行教学。可以将抽象的物理知识形象化、简单化,使学生更容易理解与接受,能够帮助教师顺利突破初中物理教学中的难点问题,提高教学的质量与效果。
(一)深化对已学知识的理解程度
在教学过程中采用类比教学法,需要找到新知识与原有知识之间存在的某种相似性,可以帮助学生对原有的知识与经验进行复习与回顾,从性质、内容及结构上进行深入地剖析与思考,找到新知识与原有知识之间存在的某种连接,从而通过类比的方法进行教学。在这个过程中,可以深化学生对已学知识的理解程度,筑牢学生的物理知识基础。
(二)训练学生的思维能力
在教学过程中采用类比教学法,需要学生根据已学知识的分析方法及相关结论,对新知识的概念、性质及特点等进行相似的分析与总结,可以培养学生触类旁通、迁移应用及举一反三的能力。同时在这个过程也需要学生充分发挥主观能动性,从多角度、多层面进行思考与小结,可以很好地训练学生的思维能力,促进学生思维的发展。
(三)帮助学生建立物理模型
在初中物理教学中,帮助学生建立物理模型是教学的关键所在。建立基本的物理模型,就可以以不变应万变,增强学生解决物理问题的能力。采用类比教学法,需要将新知识与原有知识之间建立联系,原有知识与经验就是原型,通过原有知识与经验类比学习新知识的过程,就是将原型从特殊到一般、从个别到具体的延伸与扩展,就是帮助学生建立物理模型的过程。
二、类比教学法运用于初中物理教学的要求
在初中物理教学中运用类比教学法,不仅可以激发学生的学习兴趣,增强学生的学习动机,发展学生的求异思维,培养学生的推理能力、知识迁移及运用能力,而且能够将抽象的物理知识形象化、简单化,帮助学生更加轻松容易地理解和掌握物理知识与规律,有效突破教学中的难点问题,提高教学的质量与效益。在教学过程中,教师要充分运用类比教学法的优势,更好地组织各种教学活动,但是也不能过分牵强地运用这种方法,否则只会适得其反,需要满足以下的要求。
首先,运用类比教学法时,要从教学的实际出发,根据教学内容的性质、特点及难度等进行综合考虑,确认运用类比法的必要性与可行性。一般可以从三方面进行衡量。一是学习内容的重要性。要确保学习内容是重要的,是一些重要的物理知识、规律及方法等,对一些不重要的学习内容则没有必要开展类比法。二是学习内容的难度。类比法通过新旧知识之间的关联,可以帮助学生有效理解教学难点内容,因而在解决教学疑难问题时具有很高的价值。三是运用的可行性。要分析新旧知识之间是否存在关联与相似,是否有进行类比的条件支撑,是否还有其他更好的教学方法,以实现方法最优化的运用目标。
其次,运用类比教学法时,教师要对新旧知识的性质、结构及特点等进行全面细致的分析,以免在进行类比时出现知识的混淆与误差。如在学习电压概念时,学生初次接触往往会很难理解,教师也难以找到形象的语言进行描述。这时就可以通过类比,电压就是电位差,将电位差与水位差进行类比,就会很自然地帮助学生理解电压的概念。为了增强教学效果,教师还可以用实验辅助教学,用U型管给学生演示,当U型管两端的水位高度相同时,水就不会流动,处于平衡状态,但当两端的水位高度不相同时,水就会流动。电压的学习跟这个过程类似,当电路有电位差时,电流就会流动。通过这种方式,可以化抽象为具体,化复杂为简单,帮助学生轻松容易地理解与学习电压的相关知识。
最后,类比的过程也是促使学生积极思考的过程,在这个过程中要对学生的思维进行合理引导与把控,要谨慎小心以免进入思维误区。因此,在教学过程中,教师要结合学生的学习情况及思维发展的特点,注重引导的方式与手段,科学合理地指导学生透过现象抓住问题的本质,找到知识之间的相似点与关联点,进而进行高质量的类比学习,提高类比的目标性与实效性,促进学生思维的发展。
三、类比教学法在初中物理教学中的应用方法
(一)运用于新旧知识之间的类比
初中物理是一门自然科学,它反映了人类在探索自然世界过程中形成的一些规律与方法。不仅包含知识方面,而且包含科学的方法、思想及技能等方面。这些知识、方法与思想之间不是独立的,而是存在着某种相似或关联。在教学中运用类比教学法,通过知识间的类比,可以将抽象的物理知识形象化,使学生更容易理解与接受,能够增强教学的实际效果。
例如,以人教版初中物理九年级全一册“磁场”内容的教学为例。在教学中,学生首次接触磁场,磁场的知识也存在一定的抽象性,学生理解起来是有一定难度的。在这种情况下,就可以运用类比教学法,将磁场与重力场进行类比,地球附近存在重力场,物体在重力场会受到重力的作用。而磁体的周围、通电导线的周围存在着磁场,磁极间、磁极与通电导线间通过磁场发生作用。通过这种新旧知识之间的类比,帮助学生用已有的旧知识理解新知识,能够起到触类旁通、迁移应用的作用,降低学生学习的难度,使学生能够顺利地完成新知识的学习。同样,在学习电源的相关知识时,学生对提供电流的装置是电源很难理解,针对这种情况,教师可以用学生已经学过的水流知识进行类比,水流就类比于电流,水流从低处运送到高处的过程中需要水泵提供能量,这个过程就可以类比于提供电流的装置电源,电源的作用就是为电流的产生提供能量。
(二)运用于生活经验与物理知识的类比
学生在平时的学习和生活过程中会积累一些经验。在初中物理教学中,用这些生活经验与物理知识进行类比教学,可以为学生提供亲切感、自然感及启迪性的学习内容,有助于调动学生的学习兴趣与积极性,提高学生的课堂参与度,使学生积极主动地进行学习,并在学习的过程中有效发展学生的思维,培养学生在生活中发现问题和分析问题的能力。
例如,以人教版初中物理八年级下册“动能和势能”的教学为例。在教学过程中,学生初次接触重力势能,对重力势能的定义及公式有一定的理解难度,对动能与重力势能之间的转化也很难理解。这时,教师就可以运用类比教学法,用生活中的瀑布进行类比:将瀑布的水位差类比为高度差,水位差越大,水初始具有的重力势能就越大,落到底部的动能也就越大。在这个过程中,水的动能是由刚开始水在高处的重力势能转化而来的,而水的重力势能与水位差有关。通过这种生活经验的类比,将抽象的物理知识具体化、形象化,学生会更容易理解与接受。同样,在学习“运动的描述”时,学生对物体的运动和静止是相对的很难理解。这种情况下,也可以用生活中的经验进行类比教学,例如,小明坐在汽车里,相对于汽车来说,小明是静止的,可相对于地面来说,小明与车一起运动。通过这一生活事例的类比,学生会很容易理解运动和静止是相对的,也为进一步学习参考系奠定了基础。
通过生活经验与物理知识的类比,可以帮助学生用生活经验解释与理解物理现象及规律,将抽象的物理知识形象化、简单化,使学生更容易理解与接受,同时也开发了学生的思维,促使学生从生活中寻找物理原型,增强学生的知识运用能力。
(三)运用于相关学科与物理规律的类比
初中物理是一门自然科学,自然科学复杂庞大,而物理只是众多自然学科之一。新课程背景下,各个学科知识间的联系将更加紧密,学科壁垒已被打破,学科界限也变得模糊。因此,在初中物理教学过程中,经常会用到其他学科的相关知识进行类比教学,帮助学生进一步理解一些物理难点和重点问题。
例如,以人教版初中物理八年级上册“汽化和液化”的教学为例。在教学过程中,学生经常会认为达到饱和状态时,液体将不再蒸发。针对这种情况,教师就可以运用类比教学法,用生物学科中的相关知识进行类比,如根对水的吸收情况:当根细胞内液体的浓度与土壤溶液的浓度相等时,相同时间内进出细胞膜的水分子数就相等,这时细胞就会达到动态平衡状态。通过这种类比,学生会很容易得出:在密闭空间内,当液体达到饱和汽时,单位时间内液体蒸发掉的分子数与回到液体内的分子数就会相等,也会达到动态平衡状态。同样,在学习“能量的转化和守恒”时,教师也可以运用类比教学法,用化学学科中的物质不灭定律进行类比:在化学反应中,物质的质量既不能创造,也不能毁灭,它只能由一种形式转变为另一种形式。通过这种类比,学生会很容易得出:在自然界中,能量既不能凭空产生,也不能凭空消灭,只能由一种形式转化为另一种形式,从一个物体转移到另一个物体,在转化和转移的过程中,能量的总量保持不变。
通过这种相关学科的类比教学,可以帮助学生突破思维局限,很好地理解物理知识与规律,也有助于加强各学科之间的横向联系,促使学生形成知识体系。
(四)运用于物理模型之间的类比
初中物理知识包罗万象,从力学、电学、热学、光学到磁场等,其中有很多知识间存在一定的联系与关联。因此,在教学过程中,可以运用类比教学法,引导学生根据知识间的联系与关联建立物理模型,并运用物理模型之间的联系解释物理现象,就可以以不变应万变,增强学生解决物理问题的能力。
例如,以人教版初中物理九年级全一册“分子热运动”的教学为例。其中需要了解分子、原子的微观结构模型及数量级,而它们是微观世界的物质,对大部分学生来说理解起来是有一定难度的。在这种情况下,教师就可以运用类比教学法,将分子的微观模型类比为球形,球的直径只有百亿分之几米,用肉眼根本无法看到。将原子的微观模型类比为行星模型:行星是太阳系中的天体,太阳通过引力吸引行星,使它们围绕太阳运动。而原子的结构模型:原子是由带正电的原子核和核外带负电的电子组成的,原子核通过引力吸引电子,使电子围绕原子核旋转运动。通过这种物理模型之间的类比,可以将微观世界抽象的物理知识转化为宏观形象的模型,使学生更容易理解与接受,有利于学生形象思维的发展,也使学生感受到物理模型的重要性。
综上所述,在初中物理教学中运用类比教学法,可以为物理教学提供新的突破口,有效化解教学中的疑难问题,帮助学生更好地理解与学习物理知识,增强学习的效果。并在这个过程中可以发展学生的思维,培养学生的触类旁通、迁移应用及举一反三等能力,激发学生学习的积极性及主动性,促进学生物理核心素养的发展。
参考文献:
[1]杨晓东.类比法在初中物理电压教学中的应用[J].湖南中学物理,2022(12):13-15.
[2]陆莎莎.例谈“类比法”在初中物理教学中的应用[J].数理化解题研究,2021(23):82-83.
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