人文科学,物理,类比_初探类比在物理教学中的运用
时间：2018-12-23 19:53:10 来源：雅意学习网 本文已影响 人 
摘 要：运用类比法可使学生迅速、准确地理解一些物理问题，本文就此阐述了类比法在物理数学中的运用及其优点。 关键词：物理课 问题 类比法 运用
要想上好物理课，使学生较容易接受教学内容，教师除了要有渊博的知识，还需要许多教学技能和技巧。有些物理问题，如果单从物理本身的知识去讲解，往往事倍功半，最终对学生来说难以理解。但如果利用一下类比法，则可迎刃而解，难者不难了。
类比法是通过比较两个事物的某些相似或相同之处，用熟悉的事物来认识不熟悉的事物。其关键是寻找恰当的类比对象，这里需要直觉、想象、灵感、潜意识等多种心理因素。如果我们在平时的教学中能够灵活运用类比，往往会事半功倍，收到良好的效果。如果能让学生掌握并灵活运用类比，在学生的心目中，物理可能不再是那么枯燥和可怕。俗话说：“生活是最好的老师。”这就要求我们平时要紧密联系学生的“生活世界”，精心设计引入“生活世界”中常见的场景和问题，特别是学生亲历的比较关注的生活“原型”，能够极大地激发他们探究的欲望，提高他们学习的主动性和积极性。
在人们所熟知几种逻辑推理中，类比是最富有创造性的。科学史上很多重大发现、发明，往往发端于类比，类比被誉为科学活动中的“伟大的引路人”，是它首先推动了假说的产生。尽管类比不能代替论证，但可以为理解新知识、概念和规律提供依托。因此，作为一种“从特殊推到特殊的科学方法”，类比法在物理教学中有着广泛的应用。
一、促进对抽象物理概念的理解
物理学中有不少物理概念十分抽象，而学生较习惯于形象思维，缺乏抽象思维和逻辑推理能力，学生对它们缺乏必要的感性认识基础，给掌握它们带来了一定的困难。类比法能够给这些抽象的事物赋予间接的直观形象，把研究对象具体化，即把已知对象的明确性和可理解性转移到研究对象上去。运用物理类比思维可以把陌生的对象和熟悉的对象进行对比，把未知的东西和已知的东西相对比。这样可使学生能动地认识、理解并掌握知识。让学生在学习知识的同时，提高获取知识的能力，掌握科学的思维方法，发展智力。在这样的学习过程中，学生不是接受现成的知识，而是经过自己的探索之法获得知识，这样得到的知识更有效、更牢固，理解得也更透彻。
例如，在电学中引入电流、电压和电路概念时，由于比较抽象，学生往往难以理解。为了让学生容易掌握，可以这样类比：水的定向流动形成水流，电荷定向移动形成电流。水从水位高处流向水位低处，水位高低的差叫水位差或水压，水压是水定向流动形成水流的原因。同样，电荷从电位高处流向电位低处，电位之差叫电位差或电压，电压是使电荷定向移动形成电流的原因。课本中利用水路和电路进行比较。水路中水泵提供水管内保持一定水压，电路中电源是提供一定电压。水路中水管是传输水流，电路中导线传输电流。水路中水轮机是利用水能的设备，电路中灯泡等用电器是利用电能的设备。水路中阀门控制水流通断，电路中开关控制电流通断。这样类比，学生对电流、电压、电路这些概念不再感到抽象难理解了。
再如在建立密度概念时，可通过学生已有的速度概念的形成过程进行类比：要比较物体运动快慢，可用相同时间比路程，也可用相同路程比时间，但在时间和路程都不相等时，就必须看单位时间内通过路程的多少而定义速度；同样要比较物质密度，在质量相等时就要看体积的大小，在体积相等时就要看质量的大小，在质量和体积都不相等时就要看单位体积物质质量的大小；在学习功率时又可通过速度来进行类比，速度是描述运动快慢的物理量，功率则是表示物体做功快慢的物理量。
又如，在讲初中物理“力”后，常有学生写出类似“10kg=98N”的式子，而且在教师多次指出“质量与重力谈不上相等”的情况下，仍屡犯这种错误。于是我作了这样的类比：每个人都有两只脚，正如每有1kg质量的物体所受重力就有9.8N。但不能说“一个人等于两只脚”，正如不能说“1kg等于9.8N”。这样的类比使学生们笑了，也使他们在笑声中为他们的上述错误划上了句号。
二、加深对物理规律的理解和掌握
运用类比方法主要是为了教给学生一种物理思维的方法和接受、理解知识的一种方式。实践证明，恰当地运用类比，物理课堂会更有气氛，学生的学习的兴趣会很浓。
例如，在光的反射定律中，反射角等于入射角，而不能说成“入射角等于反射角”，因为存在因果关系。但学生们不太理解，我就作了这样的类比：我们常说这孩子很像他父亲，但我们不能说成这父亲很像他的孩子。经这一类比，学生们理解地笑了。
又如，在力与运动的关系中，学生不能理解力减小而物体速度增加这一现象，可用人的身高增长作类比：人从出生到成人，其身高逐渐增高。当人的年龄接近成人阶段，其身高增长速度将逐渐减慢，但人的身高却仍在继续增高，只是增高变缓了，而并非人越长越短。当身高停止增长，人的身高达到了他一生中的最大身高。学生从这一简单的类比中高很易理解：力减小，只意味着速度的增量在逐渐减少，但物体的速度值却在增加。
三、帮助物理探究实验的完成
探究实验中我运用类比方法主要是为了在引导学生探究的过程中让学生体验利用类比法进行猜想或假设的过程，在一个完整的探究过程中还需要对其进行更加深刻的逻辑论证和实验验证，最终才能得到结论。
例如，在初中物理“走进分子世界”探究活动中，让酒精和水充分混合后，观察液面的位置，发现混合后，酒精和水的总体积小于混合前的总体积，学生感到很疑惑。于是我作了这样的类比：一满碗米饭中，倒入半碗水，也不至于溢出，是由于米饭的米粒间有空隙。从而类比出构成物质的微粒――分子间有空隙，这样学生不再疑惑了。
又如，在探究导体电阻跟导体长度、横截面积的关系活动后，得出结论：导体越长，横截面积越小，导体电阻越大。为了让学生理解它，我作了如下的类比：人群定向移动形成人流。人流走过的路途越长，路面越窄，则困难越大，即阻碍越大。定向移动的电荷所走过路途(导线长度)越长，所走过的路面(导体横截面积)越窄，受到的阻碍(碰撞)次数越多，电阻越大。
四、加深对新知识的理解
类比法能在广阔的范围内，把不同的事物（同类或不同类）联系起来，既借助原有的知识，又不受原有知识的过分约束，使人们的认识在旧的认识基础上过渡到新的知识领域。
在电磁感应的教学中，我列出电与磁的对应的特征：正负电荷与磁南北磁极相对应；电荷的相互作用与磁极的相互作用相对应；电场与磁场相对应。接着提出一个问题：电流有磁效应，也就是说“电”可以生“磁”，那么，“磁”可不可以生“电”呢？通过类比，学生很自然地想到：“磁”应该也可以生“电”！接着，我向学生介绍了科学家法拉第的想法和做法，一步一步地引导学生去总结规律。如此类比，相当于在新旧知识间架起了一座桥梁，让学生能够从已掌握的旧知识中顺利地接受和理解新知识。
可见，类比法具有化难为易的功能。运用类比能够给一些抽象事物赋予间接的直观形象，把研究对象具体化，激发学生学习物理的兴趣。更重要的是学生对所学的知识不容易遗忘，而且学会了“举一反三”、“触类旁通”，增强了学生学好物理的信心。
综上所述，类比方法是一种重要的物理思维方法，通过类比，可介绍知识的新领域，提出新问题，把创造性思维的培养和开发引向科学研究的前沿。它可以可以建立知识网络，使知识条理化，把抽象的知识形象化，把复杂的问题简单化；它能帮助学生融会贯通所学的知识，提高学生分析、解决问题的能力，而且它能较好地培养学生的逻辑思维和创新能力。在实施素质教育的今天，让学生掌握科学的研究方法显得尤为重要，它可以让学生终身受益。因此，在教学中应有意识地渗透或传授物理学的研究方法――类比方法，使学生受到类比方法的熏陶和训练，使学生自觉不自觉地逐步掌握和运用类比方法，为以后的终身学习奠定基础。
