陳志鋒

摘要：類比——是指在新事實同已知事物間具有類似方面作比較。類比法是人們所熟知幾種邏輯推理中最富有創(chuàng)造性的。科學(xué)史上很多重大發(fā)現(xiàn)、發(fā)明，往往發(fā)端于類比，類比被譽為科學(xué)活動中的“偉大的引路人”，是它首先推動了假說的產(chǎn)生。盡管類比不能代替論證，但可以為理解新知識、概念和規(guī)律提供依托。因此，作為一種“從特殊推到特殊的科學(xué)方法”，類比法在物理教學(xué)中有著廣泛的應(yīng)用。

關(guān)鍵詞：高中物理教學(xué) 類比法 應(yīng)用

在教學(xué)中經(jīng)常發(fā)現(xiàn)這樣現(xiàn)象：學(xué)生在課堂上聽的都懂，但自己一做就容易錯。分析原因是學(xué)生沒有掌握學(xué)習(xí)方法。“授人以魚，不如授人以漁”。所以傳授給學(xué)生學(xué)習(xí)方法更重要。類比法即是一種重要方法。

一、新、舊知識類比

物理學(xué)是自然科學(xué)中的一門基礎(chǔ)科學(xué)，它不僅有一定的知識內(nèi)容，而且這些內(nèi)容之間存在著必然的內(nèi)在聯(lián)系。將新、舊知識進行類比，給學(xué)生以啟示，使學(xué)生易于掌握新知識，同時也鞏固了舊知識。

如在學(xué)習(xí)靜電場一節(jié)內(nèi)容中，“電場”概念的建立是極為重要的，但由于此概念比較抽象，學(xué)生往往難以理解。可以用力學(xué)中所學(xué)重力場與之類比：地球周圍存在著重力場，地球上所有物體都處于重力場中，都受到了地球的作用——重力。同樣，電荷的周圍存在著電場，電場對處于其中的電荷有電場力的作用，（如：點電荷間的庫侖力的作用）。再由物體在重力場中具有了與地球位置有關(guān)的重力勢能，引導(dǎo)學(xué)生總結(jié)出，檢驗電荷在電場中也應(yīng)具有與場源電荷位置有關(guān)的電勢能。如此類比，相當(dāng)于在新舊知識間架起了一座橋梁，讓學(xué)生能夠從已掌握的舊知識中順利地接受和理解新知識。

又如，場強E和電勢U這兩個描述電場的物理量，E、U與檢驗電荷q有無關(guān)系呢？而牛頓第二定律M=F/a，當(dāng)物體受到的合外力為零時，物體產(chǎn)生的加速度也為零，但物體的質(zhì)量為一定值；再有，歐姆定律中R=U/I，若電阻不接入電路中，U、I均為零，但電阻R卻一定。究其原因，它們都是事物本身的物質(zhì)屬性。這種簡單的類比，使學(xué)生頓悟：E、U是描述電場本身性質(zhì)的物理量，電場是客觀存在的，與檢驗電荷無關(guān)，而定義式：E=F/q、U=ε/q只是定義E、U和計算E、U大小的。

二、生活經(jīng)驗與物理規(guī)律的類比

學(xué)生在日常學(xué)習(xí)生活中積累了一定的生活經(jīng)驗。用學(xué)生身邊的事例進行類比，可啟發(fā)學(xué)生的思維，調(diào)動學(xué)生學(xué)習(xí)的積極性，培養(yǎng)學(xué)生在生活中觀察和分析事物的能力。

如講電勢差時，可用瀑布來作為例子，瀑布的水量越大，落到底部的動能越大；而瀑布落差越大，落到底部的動能也越大，動能是由重力勢能轉(zhuǎn)化獲得的，即瀑布的重力勢能與瀑布的水量、落差有關(guān)。讓學(xué)生自己類比得出：電勢能與電荷量和電勢差有關(guān)：ε=qu

介紹彈簧振子的振動時，振子向平衡位置方向運動為變加速運動，學(xué)生不能理解加速度減小而物體速度增加這一現(xiàn)象，可用人的身高增長作類比：人從出生到成人，其身高逐漸增高。當(dāng)人的年齡接近成人階段，其身高增長速度將逐漸減慢，但人的身高卻仍在繼續(xù)增高，只是增高變緩了，而并非人越長越短。當(dāng)身高停止增長，人的身高達到了他一生中的最大身高。學(xué)生從這一簡單的類比中高很易理解：加速度在減小，只意味著速度的增量在逐漸的減少，但物體的速度值卻在增加，為變加速運動。

三、相關(guān)學(xué)科知識與物理知識的類比

自然科學(xué)分科龐雜，物理只是眾多學(xué)科之一，可以用其它學(xué)科的一些學(xué)生已學(xué)過的知識進行類比，幫助他們理解一些物理現(xiàn)象和物理過程。

如講解飽和汽，學(xué)生往往認(rèn)為達到飽和狀態(tài)時，液體不再蒸發(fā)。這可與生物學(xué)中“根對水的吸收”類比：當(dāng)根細(xì)胞內(nèi)的細(xì)胞液的濃度與土壤溶液的濃度相等時，相同時間內(nèi)進出細(xì)胞膜的水分子數(shù)相等，為一動態(tài)平衡。學(xué)生可從類比中得出結(jié)論：密閉在容器中的液體達到飽和汽狀態(tài)時，單位時間內(nèi)液體蒸發(fā)產(chǎn)生的汽分子數(shù)和回到液體內(nèi)的汽分子數(shù)相等，也是一個動態(tài)平衡。故宏觀上液體分子總數(shù)不再減少，汽分子數(shù)不再增加。

四、類比實物模型

把物理知識與實物模型相類比，把抽象事物賦予間接的直觀形象，把研究對象具體化，可使學(xué)生抓住知識的本質(zhì)特征，對知識有更全面、更深刻的理解和把握。如在學(xué)習(xí)“電磁感應(yīng)現(xiàn)象”時，由于學(xué)生的空間想象能力不強，對導(dǎo)體是否做切割磁感線運動感到難以判斷，教學(xué)中把磁感線與一根根拉緊的棉線相類比，導(dǎo)體類比于一把刀，導(dǎo)體在磁場中運動就相當(dāng)于刀子在棉線中運動，只要刀子的運動中能切斷棉線，導(dǎo)體就在做切割磁感線運動，這樣學(xué)生就容易理解和掌握了。再如把分子間作用力與距離的關(guān)系與彈簧分子模型類比；影響電阻大小的因素長度、橫截面積和與人走路的道路長、寬、路面結(jié)構(gòu)材料類比；把氣體、液體、固體分子結(jié)構(gòu)和體積、形狀與學(xué)生放學(xué)、課間、上課的三種形態(tài)相類比等；這樣用具體的、有形的、學(xué)生熟知的事物和模型來類比說明哪些抽象、無形的、陌生的事物，通過借助于比較熟悉的事物特征，去理解和掌握另一個有相似性的對象某一特征，為學(xué)生知識建構(gòu)提供支持條件和認(rèn)知工具與策略，使學(xué)生學(xué)得輕松愉快、理解更深刻，利于學(xué)生逐步形成自己的思維模式，增強學(xué)生自主學(xué)習(xí)物理的意識和能力。

五、類比法在新概念教學(xué)中的應(yīng)用

在物理中有許多概念是用比值定義法來定義。但學(xué)生由于受數(shù)學(xué)思維定勢影響往往對這種定義法理解不透徹，如在電場強度教學(xué)時許多學(xué)生從公式E=F/q得出E∝F﹑E∝1/q的錯誤結(jié)論。此時可以用學(xué)生已熟知的密度概念來類比。兩者的共同特征是：屬性由本身決定。密度=m/v，體積相同的兩種物質(zhì)，質(zhì)量大的密度大，用單位體積的質(zhì)量來表示物質(zhì)的這種性質(zhì)，但密度由物質(zhì)本身決定，與質(zhì)量和體積無關(guān)。同樣，對于電場中的兩點，如果同樣的點電荷在某點受力大，就說明這點的電場越強。我們用單位電荷量的電荷受到的電場力，即電場力與電荷量的比值表示電場的這種性質(zhì)，E=F/q但與F和q無關(guān)，由電場本身決定。

類比法還有發(fā)現(xiàn)功能，可使知識條理化，能分清概念和規(guī)律之間的相似和差異，從而發(fā)現(xiàn)新問題，發(fā)展新知識。法拉第就是通過了解奧斯特發(fā)現(xiàn)電流能產(chǎn)生磁場、磁鐵能磁化鐵性物質(zhì)、電和能使導(dǎo)體感應(yīng)電流，進行逆向思維、類比推理和探索研究，發(fā)現(xiàn)了電感應(yīng)現(xiàn)象。在物理教學(xué)中運用類比法，既增強了知識間的橫向聯(lián)系，又激發(fā)了學(xué)生學(xué)習(xí)的興趣，增強了學(xué)生學(xué)好物理的信心，調(diào)動了學(xué)生主動探求新知的積極性，同時，對培養(yǎng)學(xué)生理解能力、思維能力和創(chuàng)新意識大有裨益。