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【摘 要】本文以《电势能和电势》的教学设计为例，通过详细推进将重力场与静电场的类比过程，浅析类比教学法在本节内容的教学设计中的重要作用。
【关键词】类比法 静电场
物理学虽然是一门实验学科，但在高中物理的教学过程中并不是所有的内容都方便以实验的手段来呈现，所以类比教学法也是一种极为常用的教学方法，尤其是在概念教学上，类比教学法的优势极为突出。作者通过长期的教学发现：有些概念因为贴近生活，所以在教学设计上可以简明扼要，学生的理解接受过程也比较顺利。然而还有一少部分较为抽象的概念，例如：场、势能、电势等概念，要如何讲解呈现就成为了教师教学设计的一大难题。
在《静电场》一章中建立的第一个相关物理量是电场强度，因为可以通过实验法分析引导，这一概念的建立并不困难，但是对于刚刚接触“场”的学生而言需要时间理解消化。当学生已经全面熟识了电场“力”的性质之后，那么《电势能和电势》就是开始研究电场“能”的性质至关重要的一节，本节所涉及到的基本概念的学习是静电场这一章中的一个难点，与以往不同的是，这个难点并不是通过实验来探究，而是由类比法来分析总结。类比法也算是一种探究式的思维方法，需要逻辑和时间，根据不同事物中存在的共性来推理出建立在这些共性基础上的规律，同时还要关注发散思维的合理取舍，方可引导学生得出预期的课堂效果。
处理好本节内容除了能够帮助学生了解静电场能的性质之外，还可以为学生提供一种新的处理问题方法，即：当有些问题不方便用实验来探究，同时又与之前我们所熟悉的知识有着相似相通的地方，那就可以通過类比的方式来解决问题，或者由类比提供猜想方向，再通过其他手段来求证。
教材在内容安排上从静电力做功的特点入手，由例题得出静电力做功与路径无关这一特点，由此为切入点开始类比，用这一特点引导学生将静电场与重力场类比，从而定义电势能这一概念，然后在电势能的比较中用比值法定义电势这一表征静电场能的性质的物理量，最后介绍等势面这种描述静电场的工具。逻辑上很通顺，但是细节上还需要适当的补充。高二的学生已经知道了能量的分类，掌握了用做功来衡量能量变化的算术能力。但是对于“场”的认识并不清晰全面，对于重力场的认识也仅仅是会运用公式来计算重力势能和重力做功，在此前的学习中也少有提及：重力场、重力加速度g就是重力场强度、重力势gh等概念，因此在用类比法构建电势能和电势这两个概念时可能会遇到不顺畅的情况。对于重力和重力做功的过程，学生可以设计实验去体验或者回顾习题来探究，但是对于静电力做功、电势能、电势等概念学生缺乏切身感受，带电体的宏观运动实验又很难实现，加之电荷有正负之分，这些都使得分析静电力做功和电势能变化的过程更加复杂，如果泛泛而谈只会让学生不知所云，更加难以理解为什么要用类比来分析。因此，每一个引导问题的设置都要严谨仔细。具体操作如下：
【教学环节】学生活动，学生代表演板计算不同路径的静电力做功，其余学生通过计算结果归纳总结静电力做功的特点，得出：“在匀强电场中静电力做功与路径无关”这一特点。同时得出匀强电场中静电力做功的计算公式。
以静电力做功特点为切入点，回顾：此前我们还知道哪些力做功与路径无关？
大部分学生会回答“重力”，少部分学生会想到“弹簧弹力”
教师再通过三个思考与讨论问题的引导，启发学生将静电场与重力场做类比分析静电场中电荷的能量问题。
【思考】
（1）这两种力做功对应哪种能量的变化？
重力势能和弹性势能
【合理猜想】电荷在静电场中具有的能量属于势能
回顾：何为势能？势能是指物体（或系统）由于位置或位形而具有的能。
（2）哪种力的功更便于测量，容易计算？
重力（恒力）
【研究方法】将重力与静电力的功能关系对比研究
（3）点电荷电场中的静电力做功是否也与路径无关？
（提示：在地球附近重力可视为恒力，结合重力产生的原因分析在距离地表很远的一段距离中重力还可视为恒力吗？此时重力做功是否仍与路径无关？）
点电荷电场静电力与万有引力均与距离平方成反比，计算式相似，由万有引力做功特点易知：点电荷电场中静电力做功与路径无关。
由此可体会点电荷静电力公式与万有引力的类比过程，体会类比法解决问题的便捷所在。
最终得出：静电力做功与路径无关的特点具有普遍适用性静电场普遍存在势能类比教学法虽不及实验教学生动直观，但是也是一种探究问题的常用手段，类比推理是学生从具体熟悉的喻体通往陌生抽象本质的一座桥梁，值得在教学中推广运用。并不简单局限在概念教学中，可以鼓励学生在已经掌握的知识中继续寻找不同领域知识的共性从而自发类比。在以学为生主体的课堂活动中，教师的作用是引导学生将知识迁移，给学生提供充分思考时间和联想空间，而不是急于得出新概念的最终表述完成教学任务。学生自己通过分析得出的结论记忆会更为深刻，运用也会更灵活，同时也可以建立学生的学习成就感，增强自信，体会类比法研究问题的魅力。切忌操之过急一味灌输，忽略了学生的主观能动性，学生只有对概念理解透彻了，以后习题的训练才会更加有效。
【关键词】类比法 静电场
物理学虽然是一门实验学科，但在高中物理的教学过程中并不是所有的内容都方便以实验的手段来呈现，所以类比教学法也是一种极为常用的教学方法，尤其是在概念教学上，类比教学法的优势极为突出。作者通过长期的教学发现：有些概念因为贴近生活，所以在教学设计上可以简明扼要，学生的理解接受过程也比较顺利。然而还有一少部分较为抽象的概念，例如：场、势能、电势等概念，要如何讲解呈现就成为了教师教学设计的一大难题。
在《静电场》一章中建立的第一个相关物理量是电场强度，因为可以通过实验法分析引导，这一概念的建立并不困难，但是对于刚刚接触“场”的学生而言需要时间理解消化。当学生已经全面熟识了电场“力”的性质之后，那么《电势能和电势》就是开始研究电场“能”的性质至关重要的一节，本节所涉及到的基本概念的学习是静电场这一章中的一个难点，与以往不同的是，这个难点并不是通过实验来探究，而是由类比法来分析总结。类比法也算是一种探究式的思维方法，需要逻辑和时间，根据不同事物中存在的共性来推理出建立在这些共性基础上的规律，同时还要关注发散思维的合理取舍，方可引导学生得出预期的课堂效果。
处理好本节内容除了能够帮助学生了解静电场能的性质之外，还可以为学生提供一种新的处理问题方法，即：当有些问题不方便用实验来探究，同时又与之前我们所熟悉的知识有着相似相通的地方，那就可以通過类比的方式来解决问题，或者由类比提供猜想方向，再通过其他手段来求证。
教材在内容安排上从静电力做功的特点入手，由例题得出静电力做功与路径无关这一特点，由此为切入点开始类比，用这一特点引导学生将静电场与重力场类比，从而定义电势能这一概念，然后在电势能的比较中用比值法定义电势这一表征静电场能的性质的物理量，最后介绍等势面这种描述静电场的工具。逻辑上很通顺，但是细节上还需要适当的补充。高二的学生已经知道了能量的分类，掌握了用做功来衡量能量变化的算术能力。但是对于“场”的认识并不清晰全面，对于重力场的认识也仅仅是会运用公式来计算重力势能和重力做功，在此前的学习中也少有提及：重力场、重力加速度g就是重力场强度、重力势gh等概念，因此在用类比法构建电势能和电势这两个概念时可能会遇到不顺畅的情况。对于重力和重力做功的过程，学生可以设计实验去体验或者回顾习题来探究，但是对于静电力做功、电势能、电势等概念学生缺乏切身感受，带电体的宏观运动实验又很难实现，加之电荷有正负之分，这些都使得分析静电力做功和电势能变化的过程更加复杂，如果泛泛而谈只会让学生不知所云，更加难以理解为什么要用类比来分析。因此，每一个引导问题的设置都要严谨仔细。具体操作如下：
【教学环节】学生活动，学生代表演板计算不同路径的静电力做功，其余学生通过计算结果归纳总结静电力做功的特点，得出：“在匀强电场中静电力做功与路径无关”这一特点。同时得出匀强电场中静电力做功的计算公式。
以静电力做功特点为切入点，回顾：此前我们还知道哪些力做功与路径无关？
大部分学生会回答“重力”，少部分学生会想到“弹簧弹力”
教师再通过三个思考与讨论问题的引导，启发学生将静电场与重力场做类比分析静电场中电荷的能量问题。
【思考】
（1）这两种力做功对应哪种能量的变化？
重力势能和弹性势能
【合理猜想】电荷在静电场中具有的能量属于势能
回顾：何为势能？势能是指物体（或系统）由于位置或位形而具有的能。
（2）哪种力的功更便于测量，容易计算？
重力（恒力）
【研究方法】将重力与静电力的功能关系对比研究
（3）点电荷电场中的静电力做功是否也与路径无关？
（提示：在地球附近重力可视为恒力，结合重力产生的原因分析在距离地表很远的一段距离中重力还可视为恒力吗？此时重力做功是否仍与路径无关？）
点电荷电场静电力与万有引力均与距离平方成反比，计算式相似，由万有引力做功特点易知：点电荷电场中静电力做功与路径无关。
由此可体会点电荷静电力公式与万有引力的类比过程，体会类比法解决问题的便捷所在。
最终得出：静电力做功与路径无关的特点具有普遍适用性静电场普遍存在势能类比教学法虽不及实验教学生动直观，但是也是一种探究问题的常用手段，类比推理是学生从具体熟悉的喻体通往陌生抽象本质的一座桥梁，值得在教学中推广运用。并不简单局限在概念教学中，可以鼓励学生在已经掌握的知识中继续寻找不同领域知识的共性从而自发类比。在以学为生主体的课堂活动中，教师的作用是引导学生将知识迁移，给学生提供充分思考时间和联想空间，而不是急于得出新概念的最终表述完成教学任务。学生自己通过分析得出的结论记忆会更为深刻，运用也会更灵活，同时也可以建立学生的学习成就感，增强自信，体会类比法研究问题的魅力。切忌操之过急一味灌输，忽略了学生的主观能动性，学生只有对概念理解透彻了，以后习题的训练才会更加有效。