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类比法在高中物理电磁学教学中的应用研究

摘要：随着新课程改革的不断推进，我们的教育愈加重视提升学生的综合素质、发展学生的核心素养。合理使用科学的教学方法对于学生核心素养的发展有着极大的促进作用。本文通过梳理国内外有关类比法应用于物理教学的研究成果，明确基于类比法的物理教学的现状、存在的问题和相应的策略。基于类比法应用于高中物理电磁学教学的实践研究，明确课前聚焦—课堂教学—课后反思的类比教学模型。综合理论和实践研究，提出了类比教学的模式和模型、归纳了影响类比教学效果的因素、给出了类比教学建议。

关键词：类比法；高中物理；电磁学

引言：新课程标准下的高中物理教学，不仅要让学生学习到物理知识，还要专注于培养学生的物理学科的核心素养。这就要求高中物理学习过程中，学生学习知识的同时还要重视能力的提升，加强思维方式的训练。为此，在高中物理教学中适当运用类比法，可以将复杂知识的构建过程构成简单化，抽象的问题具体化；从而提高教学质量。

本文结合类比法对高中物理知识进行挖掘分析，设计适用于高中学生学习电磁学知识的教学案例。探究类比法应用于高中物理教学的有效策略。从而帮助学生形成物理概念、发展科学思维、提升学习效果，也促使教师加强对教材、教学内容、教学方法的研究，适应新课程标准的要求教学。

一、类比策略理论基础

1．结构映射理论

美国著名心理学家金特纳（Gentner）通过对类比推理的心理机制进行长期的研究，于1983年提出了结构映射理论。该理论认为类比就是映射F：X→Y，X是源问题，Y是靶问题，类比的过程便是知识从源问题到靶问题映射的过程。例如太阳到原子核的映射、行星到核外电子的映射、万有引力到库仑力之的映射。除了进行这些内容属性上的映射，还可以进行结构与关系上的映射，如行星围绕着太阳转动映射到核外电子着围绕原子核转动。

2.实用图示理论

美国心理学家Holyoak归纳得出类比的主要成分包括类比源、靶问题、检索、映射学习、图示以及迁移和推论。该理论认为实用图示在在类比的选择与映射过程中有着重要的作用。实用图示是指问题的因果关系。比如一个目标情境为一个潜在类比源提供了检索线索后，必须建立起一个映射关系以联合靶问题和源问题之间的要素。在此基础上，可能得到一个关于靶问题的新的推论。可见，类比实际是一种实现概念转变的机制。

二、高中物理教学应用类比法的策略综述

通过对国内外有关类比法应用于物理教学的研究成果进行梳理，归纳现有的类比教学应遵循的原则和设计策略，为之后的教学实践研究提供指导。

1．应用类比法教学的原则

（1）理论联系实践原则

物理是一门自然学科，来源于对自然的观察与探究，因此学生学习物理时，不仅仅要从课本中获得知识，还要将课堂所学与生活实践相结合，才能真正掌握完整的知识。

教师在教学中，要正确地处理好课本知识与实践知识间的关系，进行教学设计时要将学生的生活实际与教学内容相结合，从学生熟悉的情境或物理实验出发，进行归纳分析，阐述清楚相应的物理概念和规律。

（2）启发思维原则

学生是学习的主体，因而在教学中要充分调动学生的积极性，引导它们主动学习。

教学设计要针对学生的心理特点，培养其学习的乐趣，使其长久、稳定的保持对学习的积极性。而且要启发学生完成由实践到理论再运用理论知识指导实践问题的飞跃。经历这一完整的过程才能加深学生对物理知识的理解，提升学生运用物理知识解决实践问题的能力。期间要引导学生自己去思考、探究，对于学生在思考过程中出现的问题，要帮助他重新梳理分析过程，启发他自己发现错误的原因，教师在这个过程中起到一个引导者的作用。

（3）循序渐进原则

高中物理的教学一定要有一个循序渐进的过程，留给学生一定的时间去吸收消化知识。教师教学时不可操之过急，不能因为教学内容多时间紧，就一股脑将大量知识灌输给学生。教学的内容应该是先易后难，逐步深化的，教学的设计一定要考虑学生本身的知识掌握水平和接受能力，一步步加深完善学生对物理知识的理解。

2．应用类比法的教学设计策略

（1）情境类比导入策略

高中物理电磁学知识较为抽象，学习难度大。为了让学生能够更好的接受这些物理知识，需要教师创设合适的类比情境让学生对所学的新知识先有一个感性的认知。在教学中可以通过类比生活现象或构建物理模型来引入。利用学生在学习生活中积累的经验分析、综合、概括出物理现象的共性，提出物理概念，总结物理规律。教学过程中也可以根据新旧知识的关系引入新的概念。比如通过比值定义法定义的物理量虽不一定有直接关系，但都追寻某种相同的法则，比如建立加速度的概念时就可以类比速度的定义方式。

（2）过程类比理解策略

教学过程中类比相关物理知识的研究方法和思维方法，引导学生自主探究，寻找事物或物理现象中存在的概念特征及物理规律。在高中物理阶段，许多问题的处理方式非常相似，通过与原来问题处理方法的类比引导