類比法在高中物理教學(xué)中的應(yīng)用

李軍軍

摘 要： 類比法是把不同的對象進(jìn)行比較，根據(jù)不同對象在一系列屬性上的相似，而且已知其中的一個(gè)對象還具有其他屬性，推出另一個(gè)對象也具有相似的其他屬性的結(jié)論。有利于對較復(fù)雜的物理過程和抽象物理概念具體化、形象化，幫助學(xué)生通過聯(lián)想再造想象，提高教學(xué)質(zhì)量，培養(yǎng)創(chuàng)造能力。

關(guān)鍵詞： 類比法 抽象 形象 創(chuàng)造能力

一、引言

物理學(xué)是一門基礎(chǔ)科學(xué)，是自然科學(xué)和技術(shù)科學(xué)的基礎(chǔ)，對促進(jìn)經(jīng)濟(jì)與社會(huì)的發(fā)展具有重要作用。類比法是中學(xué)物理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)值為世界上許多科學(xué)家所稱道。開普勒說：“我珍視類比勝于任何別的東西，它是我最可信賴的老師，它能揭示自然界的秘密。”運(yùn)用物理類比思維可以把陌生的對象和熟悉的對象進(jìn)行對比，把未知的東西和已知的東西相對比，把抽象的東西和形象的東西進(jìn)行類比，它可以使知識條理化，把抽象的知識形象化，把復(fù)雜的問題簡單化。能幫助學(xué)生融會(huì)貫通所學(xué)知識，提高學(xué)生分析、解決問題的能力，同時(shí)能較好地培養(yǎng)學(xué)生的邏輯思維和創(chuàng)新能力。

二、類比法的概念

“類比”一詞出自邏輯學(xué)，也叫做“類比推理法”。它是根據(jù)兩個(gè)對象的已知相似性，把一個(gè)對象的已知屬性或規(guī)律推移到另一個(gè)對象上，從而獲得對另一個(gè)對象的認(rèn)識的一種推理方法。與其他思維方法相比，類比法屬平行式思維的方法，無論哪種類比都應(yīng)該是在同層次之間進(jìn)行。類比法的特點(diǎn)是“先比后推”。“比”是類比的基礎(chǔ)，“比”既要“比”共同點(diǎn)又要“比”不同點(diǎn)。對象之間的共同點(diǎn)是類比法能夠施行的前提條件，沒有共同點(diǎn)的對象之間是無法進(jìn)行類比推理的。

三、類比法在實(shí)際教學(xué)中的應(yīng)用

1.類比法在方法教學(xué)中的應(yīng)用

在電場教學(xué)時(shí)，由于電場比較抽象，我們可以利用學(xué)生熟悉的重力場類比教學(xué)。由于物體受力特點(diǎn)的相似，用已經(jīng)學(xué)過的知識類比新知識，也是常用的教學(xué)手段。靜電力是恒力，故粒子做勻變速曲線運(yùn)動(dòng)。粒子的受力特點(diǎn)和平拋運(yùn)動(dòng)的受力特點(diǎn)非常相似，做平拋運(yùn)動(dòng)的物體所受的重力方向和物體的初速度方向垂直，且重力是恒力。將平拋運(yùn)動(dòng)的方法，拿來研究帶電粒子在電場中偏轉(zhuǎn)。接下來將課堂交給學(xué)生，體現(xiàn)學(xué)生主體地位。

2.類比法在電磁學(xué)規(guī)律教學(xué)中的應(yīng)用

在電場力做功和電勢能變化的關(guān)系的教學(xué)中，就可以將它與重力做功和重力勢能變化的關(guān)系進(jìn)行類比，如下表所示。

將新知識和舊知識進(jìn)行類比，給學(xué)生以啟示，學(xué)生就更容易接受新知識，還可起到復(fù)習(xí)舊知識的作用，同時(shí)有利于學(xué)生形成知識網(wǎng)絡(luò)。

3.類比法在公式記憶中的應(yīng)用

在物理與研究中具有啟發(fā)思路、舉一反三、觸類旁通的作用。例如德布羅意根據(jù)光的波粒二象性類比提出：實(shí)物粒子也具有波動(dòng)性的假設(shè)，1972被電子衍射實(shí)驗(yàn)所證實(shí)。又如庫侖在電磁學(xué)研究中從牛頓的萬有引力定律公式F∝m■m■、/r■中，聯(lián)想到電荷之間的相互作用力也應(yīng)遵從F∝q■q■/r■這一基本的電作用規(guī)律，于是就把庫侖力的定量關(guān)系類比于萬有引力公式，而得出F∝q■q■/r■。類比是提出科學(xué)假設(shè)的一條重要途徑。物理方法是研究和處理物理問題的思路、方式，一種方法往往可以解決一類或者幾類具有相同或者相似特征的物理問題。若在教學(xué)中注意抓住所研究的物理概念的規(guī)律和特征，通過類比，在不同類的內(nèi)容中使用同一種方法，可以達(dá)到加深學(xué)生理解研究方法的目的。

四、運(yùn)用類比法應(yīng)當(dāng)注意的問題

類比法是一種發(fā)現(xiàn)新事物規(guī)律的方法，并不是嚴(yán)格的邏輯推理，所以結(jié)論一定要經(jīng)過驗(yàn)證，若類比法運(yùn)用不當(dāng)，就會(huì)使學(xué)生形成錯(cuò)誤認(rèn)知。因此在使用類比法的時(shí)候，注意以下問題：

1.首先選擇恰當(dāng)?shù)念惐葘ο螅谖锢斫虒W(xué)中，應(yīng)該引導(dǎo)學(xué)生仔細(xì)分析、比較，抓住與所研究對象相似或者相對應(yīng)的特征，選擇恰當(dāng)?shù)念惐葘ο螅岣咂浣Y(jié)論的可靠程度。在選擇類比對象的時(shí)候，應(yīng)盡可能利用貼近生活的通俗、易懂、形象的事物。

2.防止機(jī)械類比，類比時(shí)既要強(qiáng)調(diào)兩種事物在某些方面的相似，更應(yīng)該注意到事物本質(zhì)的差異，教學(xué)時(shí)要注意告訴學(xué)生哪些方面可比，哪些方面不可比，防止機(jī)械類比。

3.防止濫用類比，選擇的類比對象要具有針對性，對于一些本身就很直觀，與生活練習(xí)緊密，或者本身的規(guī)律容易理解的物理概念或現(xiàn)象，采用類比，反而會(huì)使內(nèi)容繁多沒有重點(diǎn)，也就沒有必要采用這一類比。

綜上所述，類比法在教學(xué)方面確實(shí)具有難以取代的功效，類比推理能使思維達(dá)到一個(gè)新的境地，在物理教學(xué)中有意識地讓學(xué)生辨認(rèn)各種情境下的相似性，使他們逐步形成一種應(yīng)用類比思維的方法，在達(dá)到傳授知識，培養(yǎng)技能的目的的同時(shí)，發(fā)展學(xué)生的智力，是一種值得推薦的方法。