類比法與高中物理教學(xué)的聯(lián)系

　　摘 要： 類比法是認(rèn)識事物的基本思維方法之一。在兩個(gè)物理量及描述該兩事物的模型具有相似性的條件下，我們可以通過類比研究一種事物之后，理解另一事物的特點(diǎn)。類比法是高中物理中最具探索性和最富有創(chuàng)造性的一種思維方法，因而在高中物理教學(xué)中要加強(qiáng)應(yīng)用。本文主要闡述了類比法的含義；與歸納、演繹的區(qū)別；類比法的應(yīng)用在高中物理教學(xué)中的作用；類比法在高中物理教學(xué)中的實(shí)例及應(yīng)用類比法要注意的問題，以便通過對學(xué)生思維方法的訓(xùn)練，提高學(xué)生的學(xué)習(xí)能力，以適應(yīng)現(xiàn)代化的要求。
　　關(guān)鍵詞： 類比法 高中物理教學(xué) 應(yīng)用
　　1.引言
　　類比法是高中物理教學(xué)中最具探索性和最富有創(chuàng)造性的一種思維方法，在科學(xué)探索中，類比法的價(jià)值為許多科學(xué)家所稱道，物理學(xué)的歷史向我們揭示了：很多關(guān)鍵時(shí)刻，物理學(xué)家通過類比推理，提出假說，從而獲得巨大的成功。英國物理學(xué)家法拉第通過類比“電能生磁”感知出“磁能生”，通過實(shí)驗(yàn)發(fā)現(xiàn)“法拉第電磁感應(yīng)定律”。
　　2.類比法的含義
　　類比法是指在兩事物的物理量及描述該兩事物的模型具有相似性的條件下，我們通過類比研究一種事物，然后感知另一事物。也就是說兩個(gè)物理量或者模型有一定的相通性，通過對于簡單的，熟悉的進(jìn)行分析，從而幫助我們理解復(fù)雜的陌生的物理概念。
　　3.類比與歸納、演繹的區(qū)別
　　類比法是一種從特殊到特殊的邏輯思維方法，它與從特殊到一般的歸納法和從一般到特殊的演繹法相比，類比法跳過了中間過程，直接把已知和未知相聯(lián)系。下圖給出了它們之間的對比：
　　這種關(guān)系表明，類比法有著比歸納法和演繹法更為簡捷的特點(diǎn)。因此，類比法是科學(xué)研究中十分有用的一種方法。
　　4.類比法在高中物理教學(xué)中的作用
　　類比法是一種重要的物理思維。高中生的形象思維一般較好，抽象思維則相對較差。因而學(xué)生對物理理論通常是一知半解，不得要領(lǐng)。例如：牛頓第二定律的實(shí)驗(yàn)和探究感應(yīng)電流產(chǎn)生條件的實(shí)驗(yàn)比較容易理解，但想要得出牛頓第二定律和感應(yīng)電流產(chǎn)生的條件就非常困難。而運(yùn)用類比方法教學(xué)，以舊帶新，學(xué)生能夠較容易地構(gòu)建出物理概念。
　　5.類比法在高中物理教學(xué)中的應(yīng)用舉例
　　從高中物理教學(xué)角度看，各個(gè)物理量之間有的有方法上的相似性，有的有定義上的相似性。
　　（1）類比在知識教學(xué)中的運(yùn)用。
　　一般來說，一個(gè)研究對象從不同的角度來看會有不同的特征。應(yīng)用類比法于高中物理物理教學(xué)，其關(guān)鍵就是引導(dǎo)學(xué)生根據(jù)所研究的問題的性質(zhì)來恰當(dāng)?shù)剡x取作為類比的兩個(gè)對象的對應(yīng)特征。
　　例1：電勢能增減問題：不少同學(xué)在分析物體的重力勢能與高度的關(guān)系，電勢能的增減問題時(shí)，習(xí)慣性地做了以下的類比：重力勢能——電勢能、高度——電勢、高度升高（降低）——重力勢能增加（減少），所以電勢降低（升高）——電勢能減少（增加）。顯然，錯(cuò)誤的原因在于選擇了不恰當(dāng)?shù)囊罁?jù)。我的方法是：
　　問：重力對物體做功和電場力對電荷做功有什么共同特點(diǎn)?
　　答：與路徑無關(guān)。
　　問：功與能量有什么關(guān)系?
　　答：功是能量轉(zhuǎn)化的量度。
　　問：勢能的變化有什么決定?
　　答：由做功決定。
　　這樣就找到了功和勢能變化的關(guān)系，這就是類比的根據(jù)。
　　問：重力對物體做正（負(fù)）功，重力勢能怎樣變化?
　　答：重力勢能降低（升高）。
　　問：電場力對電荷做正（負(fù)）功，電勢能又是如何變化的呢?
　　答案就自然出來了。再通過舉例說明，絕大部分學(xué)生不僅輕松地掌握了這一內(nèi)容，而且對如何應(yīng)用類比有了較深的印象。
　　例2：在磁場概念的教學(xué)中，先列出磁場和電場相同的性質(zhì)：
　　如電荷之間存在相互作用力，磁極之間也存在相互作用力，電荷間相互作用遵循的是同種電荷相斥而異種電荷相吸，磁極間相互作用遵循的是同名磁極相斥而異名磁極相吸。從而進(jìn)一步類推：電荷周圍存在電場，推知磁體周圍存在磁場；電荷間的相互作用力是通過電場傳遞的，推知磁極間的相互作用力是通過磁場傳遞的，電場是一種物質(zhì)，推知磁場也是一種物質(zhì)。這是類比法在概念教學(xué)中的運(yùn)用的很好的范例。
　?。?）類比在物理教學(xué)方法上的運(yùn)用。
　　物理方法是研究和處理物理問題的思路和方式，也就是物理思想。一般來說，一種物理方法可以處理具有相同模型的物理問題。若教學(xué)中抓住物理問題的特征，通過類比，在不同的內(nèi)容上和不同的題目上使用同一種方法，則可達(dá)到加深理解物理方法的目的。
　　例3：比值法是一種常見的定義物理量的方法。比值法應(yīng)用的一個(gè)例子是：速度是位置的變化與時(shí)間的比值，表示運(yùn)動變化快慢的物理量，而加速度是速度的變化與時(shí)間的比值，感應(yīng)電動勢是磁通量的變化量與時(shí)間的比值，通過類比，我們可以得出結(jié)論：加速度是表示速度變化快的物理量，感應(yīng)電動勢與磁通量的變化快慢有關(guān)。
　　例4：歐姆定律（I=U／R）和牛頓第二定律（a=F／m）的類比也有形式和性質(zhì)的類比，形式上看，I和a產(chǎn)生的原因分別是因?yàn)橛蠻和F，這是一種關(guān)系上的類似，從而進(jìn)一步通過理解a與F成正比，和m成反比來理解I和U，以及R的關(guān)系就非常容易了。
　　6.應(yīng)用類比法應(yīng)注意的問題
　?。?）扎實(shí)的基礎(chǔ)知識是運(yùn)用類比法的前提。
　　類比法是要把兩個(gè)相似的模型中，一個(gè)已知模型的屬性遷移到另一未知模型中去。假如學(xué)生對已知的模型的屬性含糊不清的，則無法進(jìn)行聯(lián)想和類比。因此，在高中物理教學(xué)中要強(qiáng)化基礎(chǔ)教育，以及基本模型的建立。
　?。?）糾正錯(cuò)誤的類比，形成正確的認(rèn)識。
　　類比法是一種發(fā)現(xiàn)新事物規(guī)律的方法，而不是嚴(yán)格的邏輯推理。在探究新的物理概念是必須要找到適當(dāng)?shù)囊罁?jù)，合理運(yùn)用類比法。老師要對學(xué)生不恰當(dāng)?shù)念惐冉o予及時(shí)糾正，以免形成錯(cuò)誤的概念，不利于以后的學(xué)習(xí)。
　　7.結(jié)語
　　類比法符合人類認(rèn)識事物的規(guī)律和當(dāng)代教育學(xué)、心理學(xué)規(guī)律。類比法，不僅可把抽象的新知識與舊知識聯(lián)系起來，變抽象為具體、變難為易、變繁為簡，而且具有開拓思維、舉一反三、觸類旁通的作用。但由于類比是一種偶然性的推理，有時(shí)結(jié)論不一定正確，這正是學(xué)生容易犯的錯(cuò)誤。故在高中物理教學(xué)中，應(yīng)引導(dǎo)學(xué)生仔細(xì)分析、比較，透過現(xiàn)象抓住新舊知識共同的特征，選擇恰當(dāng)?shù)念惐葘ο?，提高其結(jié)論的可信度，熟練地掌握和應(yīng)用類比方法。
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