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类比法在初中物理电学教学中的应用

更新时间:2024-03-23 文章作者:佚名 信息来源:网络整理 阅读次数:

发展心理学认为,中学阶段是人生认知发展的关键时期,也是过渡和成熟的时期。 中学阶段,学生的观察能力进一步提高,记忆内容的主要方法是理解和记忆,抽象逻辑思维水平从经验性转向理论性(科学性)。 类比是经验和理论之间的桥梁。 它可以促进经验向理论的积极迁移,帮助学生深入理解知识,实现理解和记忆。 有学者指出,类比包含三个要素,即类比来源、类比泉源和类比知识单元。 所谓类比源是指现有的旧事物或经验作为参照对象,类比泉是指即将学习和理解的新知识或知识。 事物、类比知识是指两者之间的相似之处。 类比法是将模拟源的一些特性嫁接到模拟弹簧上的过程。 这个过程经历三个步骤:第一步是找到合适的类比来源。 类比的来源应该与类比泉相似,并且是学生已经知道或容易想象的事物或经验。 这样,运用类比可以促进学生对类比的理解。 对新知识的理解和学习,如果是学生不知道或不能清晰思考的内容,就会增加学生的学习负担; 第二步是根据要解决的实际问题,从类比源中抽象出一些隐含的属性,即知识抽象,是形成类比的基础或桥梁的过程; 第三步是将类比知识单元转移到类比泉中,称为知识具体化过程。 类比过程模型如图1所示。例如,类比教学“电流”时,第一步要选择类比来源:“水流”; 第二步,抽象知识单元:①“水流”是由水的定向流动形成的;②水流可以带动水轮机旋转; 第三步知识传递:①电荷定向流动形成“电流”,②电流可以使电路中的电器工作。THx物理好资源网(原物理ok网)

2 类比法在初中电工教学中的应用 2. 1 类比法在电工概念教学中的应用 物理概念反映了事物的物理本质属性。 只有理解了物理概念,才能对相关的物理现象有深入的理解。 物理教学能否顺利进行很大程度上取决于学生对相关物理概念的掌握。 然而,由于初中的电概念通常比较抽象,学生对电概念的理解和掌握比较困难。 那么,如何讲好电学概念呢? 笔者认为,触类旁通教学是一个不错的选择。 例如,“短路”是初中物理、电学的重点难点知识。 因为它的存在,电路千变万化,电试题更加丰富多彩。 也增加了学生分析电路的难度。 用类比的方法讲授短路的概念,可以使学生深刻理解其内涵。 “隧道”在教学中可以作为类比的来源。 如图2所示,某人(或学生本人)想要从A点到B点,以前只有一条路穿过山顶,所以他只能通过这条路翻山。 要到达B点,翻山的过程需要消耗大量的人力体力; 现在从A点到B点开通了一条宽敞平坦的隧道,人们可以直接通过隧道畅通无阻地到达B点。 人都是有惰性的,他们会选择走隧道,而不是翻山越岭。 山顶的路相当于一条有电器的电路,隧道相当于一条短路线。 电流和人一样,喜欢偷懒,选择容易的路径,所以电流通过短路线而不是电器,即电器短路而不工作。 具体类比如表1所示。这个类比直观、清晰地表达了短路的概念和特点。 学生可以轻松理解短路的内涵和特点。THx物理好资源网(原物理ok网)

表1“短路”与“隧道”的类比 类比来源:隧道类比 弹簧:短线类比 知识单元 一个人爬山 电流流经与电器连接的山路 与电器连接的电流路径 行进上山消耗体能 使用电器消耗电能 人类因惯性而选择隧道 电流因惯性而选择短路线 2. 2 类比法在电学定律教学中的应用 初中的物理定律有很多学校用电和它们很容易混淆。 往往学生理解和记忆困难,导致学习效率低下,容易使学生产生厌烦感。 学习情绪。 如果能用类比的方法结合学生的日常经验来教授物理定律,不仅能让学生理解和记忆物理定律,还能引入生活经验,缓解学习压力,调动学生的学习兴趣和积极性。 例如,在教授串并联电路中的电流和电压特性时,可以引入水管作为电路的模拟源,如图3所示。水通过管道从水库流出。 串联电路相当于一根管子a。 串联电路中的各点相当于管道中的A、B、C等位置。 在同一管道中,A、B、C等处的水流量处处相等,串联电路中的电流特性相似,即串联电路中的电流处处相等:I=IA=IB=我知道了。 串联电路中的电压与管道中的水压相似。 AB段和BC段依次连接,就像电路中串联的部分一样。 管道AC段的总水压等于AB段和BC段的水压之和。 串联电路的总电压等于电路各部分电压之和:UAC=UAB+UBC。 对于并联电路,就像水库外并联的几根管道一样初中物理类比法,如图4所示,流出大坝的总水流量等于每根管道中的水流量之和,即各管道的总电流。并联电路中的主电路等于各支路。 电流之和:I=Ib+Ic; 各管两端水压差相等,即并联电路中各支路电压等于电源总电压。THx物理好资源网(原物理ok网)

具体类比知识单元如表2所示。 表2 电路与水路的类比 类比知识单元 管道中各点水流之间的关系 串联电路中各点电流之间的关系大多与并联电路中管道总水流量与各管道水流量的关系 电路总电流与各支路电流的关系。 管道各段水压与管道总水压之间的关系。 串联电路各部分电路电压与电路两端总电压的关系,大多与并联管道两端水压的关系有关。 电路各支路两端电压关系 2.3 类比法在实验探究中的应用 物理实验是物理教学的基本方法之一。 通过实验,可以有效引导学生发现问题,激发学生的求知欲望,使学生进一步了解物理概念和规律是如何在实验的基础上建立起来的,从而有效帮助学生形成概念、推导规则。 但初中生的物理实验能力和思维能力尚有欠缺,在发现问题、猜测结果时会遇到困难。 这时教师不能直接代表学生提出问题、做出假设,不利于培养学生的思维能力和创新能力。 意识上,教师要引导学生发现问题、猜测结果。 在这个过程中,可以通过类比来达到类比的效果。 例如,在“探究影响导体电阻的因素”实验中,为了引导学生提问和猜想,可以用独木桥作为类比来源:过独木桥的难度与桥的长度、桥木的厚度、桥面的光滑程度有关。 这一切都很重要。 对于相同厚度的独木桥,桥越长,行走越困难,内部压力越大。 即,相同材料制成的相同截面积的导体的长度越长,电流就越难流过该导体。 导体的电阻 对于相同长度的独木桥,独木桥越厚,越容易行走,内部压力也越小。 即相同材料制成的相同长度的导体的截面积越大,电流越容易流过该导体。 阻力更小。THx物理好资源网(原物理ok网)

导体的材料对电阻的影响就像独木桥的材料对行走难度的影响一样。 由光滑钢管制成的独木桥比由粗糙树干制成的独木桥更难行走。 类比知识单元如表3所示。 这种生动的类比可以引导学生做出实验猜想,最终帮助学生理解实验结论。 同时,学生的情感也浸透了物理定律,使物理学习不再枯燥。 表3 独木桥与导体电阻的类比 类比来源:独木桥类比弹簧:导体电阻类比知识单元 在其他条件相同的情况下,桥越长,过桥就越困难。 其他条件相同时,导体越长,电阻越大。 在其他条件相同的情况下,桥木的横截面越大,越容易过桥。 其他条件相同时,导体截面越大,电阻越小。 桥梁的光滑程度影响着过桥的难度。 导体材料影响电阻的大小。 另一个例子是串联电路的分压特性。 可以类推。 如果一个高大肥胖的成年人和一个瘦小的孩子一起坐在地铁上,在一排座位上,胖子因为肥胖而占据较宽的座位,而瘦弱的孩子则占据较窄的座位。 越胖的人占的座位越宽,越瘦的人占的座位越宽。 越窄,即串联电路中,电阻越大,分压的电压越多,电阻越小,分压的电压越少。 并联电路分流可以比作学校门口的两个不同大小的出口。 放学后人流高峰期,出口越大,遮挡物越小,人流量越大。 出口越小,阻碍越大,人流量就越小。 即并联电路中,电阻越小,电流越大,电阻越大,电流越小。 这种类比基于学生的生活经历,可以促进学生对物理定律的理解,培养学生的思维能力。THx物理好资源网(原物理ok网)

2.4类比法在解题教学中的应用初中网络学习问题形式多样,解题方法灵活,对学生的解题能力要求较高。 解决问题的过程是培养学生物理思维的途径之一。 因此,有必要将解题方法融入到讲解习题的过程中,达到授学生“鱼”的目的。 图5所示电路中,电源电压固定,开关S闭合。 当开关S1从断开到闭合时,两路电流如何变化? 很多同学认为,电源确定了,输出电流也就确定了,所以无论开关S1闭合还是断开,主电路电流都应该是恒定的,所以电流表A1的读数保持不变,读数也保持不变。 A2 的尺寸变大。 当然这种观点是不正确的。 根据欧姆定律I=UR,当电源电压一定时,电流的大小受电路中电阻的影响。 该电路可以用家里的水路来比喻:电路中的主干路相当于家庭供水的总管,两条支路相当于通往厨房和卫生间的两条管道。 两根管道中的水流互不影响。 当只有厨房用水时,主管只向厨房供水,流量大小为厨房管道流量的大小; 当厨房和卫生间同时用水时,总管道流量大小为两者之和。 移植到电路中意味着:电路中L1和L2支路互不干扰。 当S闭合,S1由开到关时,L1始终正常工作,L2先停止工作再开始工作,流过L1的电流保持不变。 ,主电路中的电流首先只提供给灯泡L1,然后提供给灯泡L1和灯泡L2,因此主电路的总电流变大,即电流表A1的指示变大, A2的指示不变。THx物理好资源网(原物理ok网)

类比知识单元如表 4 所示。 表 4 题中电路与家庭水路类比 类比来源:家庭水路类比 泉:题中电路类比 知识单元 干管中的水 干流中的水流 支流主导通向厨房 流经L1的支流 通向浴室的支流 流经L2的支流 3 使用类比法的注意事项 类比法在教学中处理得好,会起到相辅相成的作用。 不仅可以加深对概念、性质、公式的理解,还可以起到强化对所学主要内容的记忆的作用。 ,还可以引导学生抛弃陈旧的学习方法,培养学生的思维能力。 但类比法并不是精确细致的推理方法,类比结果也不一定准确。 在教学中运用类比法时,应注意以下几点。 首先,所选择的类比来源必须是学生熟悉的事物或经验,并且尽可能具有与类比弹簧本质上相同的属性。 初中教学中运用类比思维的主要目的是把困难的事情简单化,把复杂的事情简单化,从而帮助学生理解和记忆。 如果所选择的类比来源比类比泉更难以想象和理解,那么类比就失去了意义,不仅达不到目的。 事半功倍的效果适得其反。 二是强调身体素质的严格。 类比的本质是一种发现的方法而不是严格的推理。 在科学探索的过程中,它走捷径。 这种教学方式学生很容易接受和喜欢,但其结论有时不一定可靠。 因此,教师在使用类比之前需要仔细考虑,并在课堂上对类比得出的结论进行实验或理论验证。 总之,类比是创造性表达思维的重要方式,是物理有效教学的重要方式和手段。THx物理好资源网(原物理ok网)

类比可以从学生已有的知识、学生的日常生活、学生自身的感受出发。 它可以使抽象的物理概念和规律具体化、直观化,赋予物理以情感,降低理解物理的难度初中物理类比法,增加学生的数量。 对主题的兴趣; 通过定期迁移、同化学生已有知识,减少学生需要记忆的知识量,达到准确、高效的目的; 通过探索相似物体之间的联系,培养学生形象思维的能力; 将物理与生活结合,符合从生活走向物理的理念。 类比法的前提是相似,过程是对比和比较,本质是迁移和发现。 然而,类比并不是严格的推理。 类比推理的结果是否正确还需要实践的检验。 8THx物理好资源网(原物理ok网)

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