论文部分内容阅读
在物理教学中运用类比思维可以帮助学生理解较复杂的实验和知识。下面谈谈类比在初中物理中的应用。
一、类比的作用
类比思维是物理思维的一种重要形式。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对比，特别是在还不足以进行归纳推理和演绎思维的情况下，类比更是得天独厚，它可以启发思路、提供线索，使学生进一步认识物理世界。
初中学生以形象思维为主，抽象思维能力相对较差。虽然物理是以实验为基础的学科，给人的感觉比较具体、形象，但是其理论（概念、定义、定律、规律等）是对实验、事物等经过抽象而形成的，学生往往觉得物理理论很抽象，难以理解和接受。而运用类比的方法进行教学，能以旧带新，可以引导学生的思维从形象提升到抽象，帮助学生有效地把握物理知识、发展智力、培养能力。
从物理学的角度看，不同的研究对象之间有许多相同或相似的特征，他们遵守着相同或相似的物理规律，对他们的研究所采用的物理方法也受其特征的制约，三者之间有着必然的内在联系。若抓住研究对象的特征，应用类比，则既可进行传授知识的教学和应用知识的教学，又可进行物理方法的教学。
二、类比应用于物理知识的教学
一般来说，一个研究对象从不同角度看有不同的特征。类比应用于物理教学，其关键就是引导学生根据所研究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。
如在学习“电磁感应现象”时，许多学生对导体是否做切割磁感线运动感到迷惑，常常错误地认为只要导体的运动方向与磁感线方向垂直，导体就做切割磁感线运动，这是因为磁感线实际是不存在的、假想的曲线，加之初中学生的空间想象能力较差所致。在进行这部分知识的教学时，笔者采用类比的方法，收到了较好的效果。把磁感线与一根根下垂的面条类比，导体相当于锋利的刀子，导体在磁场中运动就相当于刀子在面条中运动，只要刀子的运动能切断面条，导体就做切割磁感线运动，否则，导体就不做切割磁感线运动。经过这样的类比，将抽象的知识用形象的事物来理解，学生很快就掌握了这部分知识。
三、类比应用于物理方法的教学
物理方法实际上是研究和处理问题的思路和方式，即物理思想。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般来说，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间题。若能抓住研究问题的特征，通过类比，在不同的领域内（或不同的内容上）使用同一种方法，可达到加深理解物理方法的目的。
如比值法是定义许多物理量的常用方法，在学习速度、密度、压强、热量、比热容等物理量时，均采用了这种方法。但在学习比热容的概念时，许多学生对定义中为什么要同时满足“每千克”和“温度上升1℃”这两个条件感到不可理解。笔者采用了以下方法：首先在实验的基础上得出物体吸收热量的多少与物体的质量、升高的温度及物质的种类都有关系，换句话说物质的种类与物体的质量、升高的温度及物体吸收热量的多少都有关系，然后提出问题，怎样比较不同物质的这种特性呢？回忆比较物体运动快慢的方法，因为物体运动的快慢（即速度）与运动的路程及运动的时间都有关系，所以比较速度的大小，通常要保持一个量不变，比较另一个量，即相同的时间比路程或相同的路程比时间。既然物质的种类（即比热容）与物体的质量、升高的温度及物体吸收热量的多少三个物理量都有关系，我们在研究时应保证几个量不变呢？
生：应保证两个量不变，看第三个。
师：那比热容应怎样定义？
生：可以保持物体的质量及升高的温度不变，比吸收的热量；还可以保持物体的质量及吸收的热量不变，比升高的温度；还可以保持物体升高的温度及吸收的热量不变，比质量。
师：很好，物理中为什么采用第一种方法来定义呢？这是因为采用这种方法得出物体吸收的热量越大，比热容也越大；反之，采用比升高的温度或比质量的方法，会得出温度升高得越高或质量越大，比热容越小。这不符合人们的认识习惯。
经这样的类比，学生较好地理解了比热容的概念。
四、类比应用于物理解题
解题，就是解决物理问题，是物理方法和知识的应用过程。它是实现知识“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，其根据是物理原型的特征。教学中，通过分析问题的特征，把它与已知的物理原型进行类比，从而找到方法，解出习题。
有一类运动学问题，许多学生感到困惑。如一只小船具有相对于静水的恒定速度，小船在逆水中行驶时，一只木箱从船上落入水中，等船上的人发现后，立刻掉转船头追赶，结果在5min后追上木箱，求从木箱落水到被追上共用了多少时间。设水流速度恒定，掉转船头的时间不计。这类问题许多学生都认为缺少条件，无法计算。在解决这类问题时，笔者采用这样的方法：假设人在行驶的火车车厢内向前行走，不小心掉下一个钱包，5min后才发现，立即返回。很明显人再次走到钱包处仍需5min（假定人相对车厢的速度不变）。这里若把人与小船类比，火车与水流类比，钱包与木箱类比，则选木箱或水流为参照物时，小船远离和靠近木箱的时间相等，所以木箱从落水到被追上共用时10min。这类问题，一般选木箱或水流为参照物，这样有三个不变量：小船远离和靠近木箱的速度、距离、时间相等。这是理解此类问题的关键。
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。从某种意义上讲，这是把学生从题海战术中解放出来的有效方法。
五、应用类比的注意事项
类比符合人们认识事物的规律和当代教育学、心理学的规律。应用类比，不仅可把抽象的新知识纳入到已有的知识系统中来，化抽象为形象、化难为易、化繁为简，同时又可激发学生进行联想，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的知识“迁移”、提高学生素质的有效方法。但由于类比是一种或然性的推理，有时结论并不可靠（特别是以现象作为类比的根据时）。而这正是学生常犯的错误。故在物理教学中，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。
一、类比的作用
类比思维是物理思维的一种重要形式。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对比，特别是在还不足以进行归纳推理和演绎思维的情况下，类比更是得天独厚，它可以启发思路、提供线索，使学生进一步认识物理世界。
初中学生以形象思维为主，抽象思维能力相对较差。虽然物理是以实验为基础的学科，给人的感觉比较具体、形象，但是其理论（概念、定义、定律、规律等）是对实验、事物等经过抽象而形成的，学生往往觉得物理理论很抽象，难以理解和接受。而运用类比的方法进行教学，能以旧带新，可以引导学生的思维从形象提升到抽象，帮助学生有效地把握物理知识、发展智力、培养能力。
从物理学的角度看，不同的研究对象之间有许多相同或相似的特征，他们遵守着相同或相似的物理规律，对他们的研究所采用的物理方法也受其特征的制约，三者之间有着必然的内在联系。若抓住研究对象的特征，应用类比，则既可进行传授知识的教学和应用知识的教学，又可进行物理方法的教学。
二、类比应用于物理知识的教学
一般来说，一个研究对象从不同角度看有不同的特征。类比应用于物理教学，其关键就是引导学生根据所研究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。
如在学习“电磁感应现象”时，许多学生对导体是否做切割磁感线运动感到迷惑，常常错误地认为只要导体的运动方向与磁感线方向垂直，导体就做切割磁感线运动，这是因为磁感线实际是不存在的、假想的曲线，加之初中学生的空间想象能力较差所致。在进行这部分知识的教学时，笔者采用类比的方法，收到了较好的效果。把磁感线与一根根下垂的面条类比，导体相当于锋利的刀子，导体在磁场中运动就相当于刀子在面条中运动，只要刀子的运动能切断面条，导体就做切割磁感线运动，否则，导体就不做切割磁感线运动。经过这样的类比，将抽象的知识用形象的事物来理解，学生很快就掌握了这部分知识。
三、类比应用于物理方法的教学
物理方法实际上是研究和处理问题的思路和方式，即物理思想。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般来说，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间题。若能抓住研究问题的特征，通过类比，在不同的领域内（或不同的内容上）使用同一种方法，可达到加深理解物理方法的目的。
如比值法是定义许多物理量的常用方法，在学习速度、密度、压强、热量、比热容等物理量时，均采用了这种方法。但在学习比热容的概念时，许多学生对定义中为什么要同时满足“每千克”和“温度上升1℃”这两个条件感到不可理解。笔者采用了以下方法：首先在实验的基础上得出物体吸收热量的多少与物体的质量、升高的温度及物质的种类都有关系，换句话说物质的种类与物体的质量、升高的温度及物体吸收热量的多少都有关系，然后提出问题，怎样比较不同物质的这种特性呢？回忆比较物体运动快慢的方法，因为物体运动的快慢（即速度）与运动的路程及运动的时间都有关系，所以比较速度的大小，通常要保持一个量不变，比较另一个量，即相同的时间比路程或相同的路程比时间。既然物质的种类（即比热容）与物体的质量、升高的温度及物体吸收热量的多少三个物理量都有关系，我们在研究时应保证几个量不变呢？
生：应保证两个量不变，看第三个。
师：那比热容应怎样定义？
生：可以保持物体的质量及升高的温度不变，比吸收的热量；还可以保持物体的质量及吸收的热量不变，比升高的温度；还可以保持物体升高的温度及吸收的热量不变，比质量。
师：很好，物理中为什么采用第一种方法来定义呢？这是因为采用这种方法得出物体吸收的热量越大，比热容也越大；反之，采用比升高的温度或比质量的方法，会得出温度升高得越高或质量越大，比热容越小。这不符合人们的认识习惯。
经这样的类比，学生较好地理解了比热容的概念。
四、类比应用于物理解题
解题，就是解决物理问题，是物理方法和知识的应用过程。它是实现知识“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，其根据是物理原型的特征。教学中，通过分析问题的特征，把它与已知的物理原型进行类比，从而找到方法，解出习题。
有一类运动学问题，许多学生感到困惑。如一只小船具有相对于静水的恒定速度，小船在逆水中行驶时，一只木箱从船上落入水中，等船上的人发现后，立刻掉转船头追赶，结果在5min后追上木箱，求从木箱落水到被追上共用了多少时间。设水流速度恒定，掉转船头的时间不计。这类问题许多学生都认为缺少条件，无法计算。在解决这类问题时，笔者采用这样的方法：假设人在行驶的火车车厢内向前行走，不小心掉下一个钱包，5min后才发现，立即返回。很明显人再次走到钱包处仍需5min（假定人相对车厢的速度不变）。这里若把人与小船类比，火车与水流类比，钱包与木箱类比，则选木箱或水流为参照物时，小船远离和靠近木箱的时间相等，所以木箱从落水到被追上共用时10min。这类问题，一般选木箱或水流为参照物，这样有三个不变量：小船远离和靠近木箱的速度、距离、时间相等。这是理解此类问题的关键。
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。从某种意义上讲，这是把学生从题海战术中解放出来的有效方法。
五、应用类比的注意事项
类比符合人们认识事物的规律和当代教育学、心理学的规律。应用类比，不仅可把抽象的新知识纳入到已有的知识系统中来，化抽象为形象、化难为易、化繁为简，同时又可激发学生进行联想，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的知识“迁移”、提高学生素质的有效方法。但由于类比是一种或然性的推理，有时结论并不可靠（特别是以现象作为类比的根据时）。而这正是学生常犯的错误。故在物理教学中，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。