【北京物理家教】—类比在物理教学中的应用
学生在学习物理过程中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。
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。
例如
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：重力势能——电势能、高度——电势、高度降低(升高)——重力势能减少(增加)，所以应有：电势降低(升高)——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：势能的变化由什么决定?
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?
答案就自然出来了。再通过举例说明，绝大部分学生不再受正负电荷这一因素的干扰，不仅轻松地掌握了这一内容，且对如何应用类比有了较深的印象。
二、类比应用于物理方法教学
物理方法实际上是研究和处理物理问题的思路、方式，也即物理思想。加强物理方法的教育是提高学生素质的必要手段，是当代物理教育的发展趋势。物理方法与物理知识一样，需要经过多次的在不同方面的应用才能掌握。一个物理方法处理的是一类(或几类)具有相同或相似特征的物理问题，若教学中抓住研究问题的特征，通过类比，在不同领域内(或不同内容上)使用同一方法，则可达到加深理解物理方法的目的。
（一）类比某些物理量的定义
例如比值法定义速度、加速度 ，这两个物理量是通过简单运动引入的，它们具有的共同特征是：相等时间内，某物理量的变化量相等，用变化量与所用时间之比就可表示变化快慢的特征。如速度就是用位置的变化量与所用时间的比值来定义的。笔者在教学中用速度的定义过程类比加速度的定义，许多学生都掌握了如何用比值法来定义这类物理量的方法。
比值法应用的另一例子是对量度物质本身属性的物理量的定义，这些物理量的共同特征是：属性由本身所决定，由于它们能在与外界作用时显示出一些性质，这就给我们提供了用外界因素来表示其特征的间接方式。
电场的特征就是通过研究处于其中的电荷受力的作用的性质，用电荷所受力与电荷量之比来表示电场强度。以电场强度作为根据，应用类比，对磁感应强度、电容、电阻等进行教学，强调如何根据其性质来表示其特征。其效果是：学生不仅对这类概念的理解有融会惯通之感，且在不同方面的应用中，对比值法的内涵有了更深刻的理解。
<!--[if !supportLists]-->（二）<!--[endif]-->类比某些物理规率的获得
牛顿第二定律实验即是研究物体的加速度a与物体所受外力F及物体本身质量 m有关。实验通过控制变量F和m来研究a与m及a与F之间的关系。显然，只要研究对象具有"某个物理量可能与多个物理量有关"的特征，其物理量之间的内在联系就可应用此方法进行实验研究。在单摆周期公式的实验研究时，通过与牛顿第二定律实验类比来组织教学，启发学生联想，得出单摆周期可能与摆球质量、摆长、振幅、当地重力加速度等有关，然后用控制变量法得出结论，培养了学生应用物理方法处理物理问题的能力。
三、类比应用于物理解题
解题过程，是物理方法和知识的应用过程。 是实现知识"迁移"的重要一环，是物理教学的重要组成部分。应用类比于物理解题，其根据就是物理原型的特征。教学中通过分析待求问题的特征，把它与已知的物理原型进行类比，从而找到方法，解出习题。
例2、一只质量为m的小猫，跳起来抓住悬在天花板上质量为M的竖杆，当小猫抓住木杆的一瞬间，悬木杆的绳断了。 设木杆足够长，由于小猫不断地向上爬，可使小猫离地高度始终不变，求木杆下落的加速度?
[解析]把杆和猫视为一整体，线断后，系统所受的合外力为(M十m)g，小猫对地的加速度a1＝0。设杆的加速度为a2，对系统由牛顿第二定律：
F合外＝ma1十Ma2得：(M十m)g＝Ma2
所以a2：(M十m)g／M方向竖直向下。
此类题的特征是：系统由多个物体组成，要求的量是系统所受的外力或系统内某物体的加速度，这样我们可以用通常的由牛顿第二定律求解单个物体的思路来求解系统问题。
许多形式不同的物理习题具有相同或相似的特征，只要理解、掌握了一个问题的特征和解法，应用类比，这类问题就迎刃而解了。
类比方法符合人们认识事物的规律和当代教育学、心理学规律。应用类比方法，不仅可把抽象的新知识纳入到已有知识系统中来，变抽象为形象、变难为易、变繁为简，同时又可激发学生联想，具有启发思路、举一反三、触类旁通的作用。所以不失为一种促进学生知识"迁移"，提高学生素质的有效方法。物理教学中，应引导学生仔细分析、比较，透过现象抓住与所研究的问题相对应的特征，选择恰当的类比对象，提高其结论的可靠程度，自觉地掌握和应用类比方法。