论文部分内容阅读
类比法是科学思维中常用的一种重要的创新方法，也是物理学中经常采用的一种研究方法，这种方法在物理学中的作用，是其它方法所不能替代的。类比推理的客观基础，是事物之间存在着普遍联系的本性。从物理学的角度看，不同的研究对象之间可能存在许多相同或相似的特征，它们遵循着相同或相似的规律。通过类比，有利于寻求思维的线索，找到事物间的内在联系，获取解决问题的方法。类比法也是培养学生创新意识、提高学生创新能力的重要方法之一。
一、物理学中常用的类比方法
1.自相似类比。所谓自相似类比，是指物理学本身所包含的内容之间的相似类比。例如，物理学中电与磁有着相似的公式和定律，这种相似性不但反映了自然界的对称美，而且也说明了电与磁之间的一种内在联系。法拉第正是从电与磁的对称性出发，由电能生磁大胆猜测磁能生电，经历了10年的艰苦研究，终于发现了电磁感应现象，建立了电磁感应定律。
2.它相似类比。所谓它相似类比，是指物理学同物理学以外其它知识、内容的相似类比。作为自然科学基础的物理学，与众多其它学科之间有着密切的联系。在学习物理学时，将物理学内容与其它学科具有相似性的知识及日常生活中的经验、常识进行类比，可以启发学生的思维，变抽象为形象，加深对物理知识的理解和掌握，培养学生观察和分析事物的能力。例如，理解第一类永动机时，用“既要马儿好，又要马儿不吃草”来类比，电学中用水压类比电压，水流类比电流等。
3.宏观与微观类比。宏观世界和微观世界在许多方面都存在着相似、联系，在研究微观领域的物理问题时，与宏观领域熟悉的问题相类比，可以比较好地理解微观领域的问题。例如，我们可以把原子中电子绕核的运动与地球绕太阳的运动进行类比，它们都有自转和公转，都存在自旋角动量和轨道角动量等特性，都遵守相似的规律，解题的方法也相似，只是应用的具体知识不同而已。
4.定性与定量类比。定性类比如：重力做功，重力势能减少；弹力做功，弹性势能减少；引力做功，引力势能减少；电场力做功，电势能减少等。定量类比如：重力做功等于重力势能的变化的负值，弹力做功等于弹性势能变化的负值，万有引力做功等于引力势能变化的负值，电场力做功等于电势能变化的负值。
5.相似现象类比。例如，气体的三种迁移现象具有可类比性：热传导现象是由于气体各部分温度不均匀产生的，迁移的是气体分子热运动的能量；扩散现象是由于气体各部分密度不均匀产生的，迁移的是气体的质量；粘滞现象是由于气体各部分速度不均匀产生的，迁移的是气体分子定向运动的动量。
6.相似方法类比。例如，比值法是定义物理量时普遍采用的一种基本方法。物理学中象电场强度E、电势U、磁感强度B、电容C、电阻R等，都是量度物质本身属性的物理量，定义这些物理量的方法是类似的：利用它们在与外界作用时显示出的一些性质，通过比值法来间接定义。如电场中某处的电场强度E，可以通过单位正电荷放在该处时受到的电场力来定义等。
7.相似规律类比。例如，力学中的万有引力定律F=Gm1m2/r2和电学中的库仑定律F=kq1q2/r2就具有完全类似的形式。
二、类比法的功能
1.有利于知识的掌握和融会贯通。通过自相似类比、它相似类比、宏观与微观类比等方式，有利于建立起各种知识间的横向、纵向联系，降低某些物理新知识的教学难度，激发学生学习物理的兴趣，加速对物理知识的理解，达到触类旁通、融会贯通的效果。
2.有利于培养探索未知的能力。运用类比法，把一个领域的原理、方法移植到另一个领域中去，可从一个领域的已知性探索与之相似的另一个领域的未知性。类比的推理思想给思考问题很大的启发。人们总是在已有知识的基础上去认识新事物，正确恰当地运用类比，可以在新旧知识间架起一座桥梁，便于从已掌握的旧知识中顺利地理解和接受新知识。
3.有利于提高创新思维的能力。运用类比法，有利于充分发挥联想思维，寻求事物间的内在联系，从而达到“移他山之石攻己之玉”的功效。类比法还有利于培养异中求同、同中求异的思维能力，充分体现求同思维与求异思维的结合。如通过对质点与刚体、电场与磁场、振动与波动、干涉与衍射、自感与互感、电路与磁路、电场线与磁感线、动生电动势与感生电动势等的异同比较，既明确了相关知识间的联系与区别，又有利于良好的思维方式、思维品质的形成。
在物理教学中进行物理类比，同样也是以分析和比较为基础的，首先要对待识的物理事物进行分析，找出其已知的一些属性，再通过与已识的一些物理概念、规律和公式表达等进行比较分析，找出最佳的物理类比对象，然后用物理类比法进行教学。类比被誉为科学活动中“伟大的引路人”，它是人们认识事物、处理事物的一种基本的思维方法，不但在物理学中有着广泛的应用，而且已经渗透到现代科技和生活的方方面面。类比法中所体现出来的探索性设想、比喻性说明、发散性构思以及联想思维、求同求异思维等思想方法，对于创新思维能力的培养，有着不可低估的作用。应用类比法，不仅有利于人们认识新的事物，把抽象的新知识纳入到已有的知识系统中来，变抽象为形象、变难为易、变繁为简，同时又可激发联想、启迪思路、举一反三、触类旁通。正确掌握类比法，有利于培养创新意识，提高分析和解决实际问题的能力。
（作者单位：江苏省射阳县陈洋中学）
一、物理学中常用的类比方法
1.自相似类比。所谓自相似类比，是指物理学本身所包含的内容之间的相似类比。例如，物理学中电与磁有着相似的公式和定律，这种相似性不但反映了自然界的对称美，而且也说明了电与磁之间的一种内在联系。法拉第正是从电与磁的对称性出发，由电能生磁大胆猜测磁能生电，经历了10年的艰苦研究，终于发现了电磁感应现象，建立了电磁感应定律。
2.它相似类比。所谓它相似类比，是指物理学同物理学以外其它知识、内容的相似类比。作为自然科学基础的物理学，与众多其它学科之间有着密切的联系。在学习物理学时，将物理学内容与其它学科具有相似性的知识及日常生活中的经验、常识进行类比，可以启发学生的思维，变抽象为形象，加深对物理知识的理解和掌握，培养学生观察和分析事物的能力。例如，理解第一类永动机时，用“既要马儿好，又要马儿不吃草”来类比，电学中用水压类比电压，水流类比电流等。
3.宏观与微观类比。宏观世界和微观世界在许多方面都存在着相似、联系，在研究微观领域的物理问题时，与宏观领域熟悉的问题相类比，可以比较好地理解微观领域的问题。例如，我们可以把原子中电子绕核的运动与地球绕太阳的运动进行类比，它们都有自转和公转，都存在自旋角动量和轨道角动量等特性，都遵守相似的规律，解题的方法也相似，只是应用的具体知识不同而已。
4.定性与定量类比。定性类比如：重力做功，重力势能减少；弹力做功，弹性势能减少；引力做功，引力势能减少；电场力做功，电势能减少等。定量类比如：重力做功等于重力势能的变化的负值，弹力做功等于弹性势能变化的负值，万有引力做功等于引力势能变化的负值，电场力做功等于电势能变化的负值。
5.相似现象类比。例如，气体的三种迁移现象具有可类比性：热传导现象是由于气体各部分温度不均匀产生的，迁移的是气体分子热运动的能量；扩散现象是由于气体各部分密度不均匀产生的，迁移的是气体的质量；粘滞现象是由于气体各部分速度不均匀产生的，迁移的是气体分子定向运动的动量。
6.相似方法类比。例如，比值法是定义物理量时普遍采用的一种基本方法。物理学中象电场强度E、电势U、磁感强度B、电容C、电阻R等，都是量度物质本身属性的物理量，定义这些物理量的方法是类似的：利用它们在与外界作用时显示出的一些性质，通过比值法来间接定义。如电场中某处的电场强度E，可以通过单位正电荷放在该处时受到的电场力来定义等。
7.相似规律类比。例如，力学中的万有引力定律F=Gm1m2/r2和电学中的库仑定律F=kq1q2/r2就具有完全类似的形式。
二、类比法的功能
1.有利于知识的掌握和融会贯通。通过自相似类比、它相似类比、宏观与微观类比等方式，有利于建立起各种知识间的横向、纵向联系，降低某些物理新知识的教学难度，激发学生学习物理的兴趣，加速对物理知识的理解，达到触类旁通、融会贯通的效果。
2.有利于培养探索未知的能力。运用类比法，把一个领域的原理、方法移植到另一个领域中去，可从一个领域的已知性探索与之相似的另一个领域的未知性。类比的推理思想给思考问题很大的启发。人们总是在已有知识的基础上去认识新事物，正确恰当地运用类比，可以在新旧知识间架起一座桥梁，便于从已掌握的旧知识中顺利地理解和接受新知识。
3.有利于提高创新思维的能力。运用类比法，有利于充分发挥联想思维，寻求事物间的内在联系，从而达到“移他山之石攻己之玉”的功效。类比法还有利于培养异中求同、同中求异的思维能力，充分体现求同思维与求异思维的结合。如通过对质点与刚体、电场与磁场、振动与波动、干涉与衍射、自感与互感、电路与磁路、电场线与磁感线、动生电动势与感生电动势等的异同比较，既明确了相关知识间的联系与区别，又有利于良好的思维方式、思维品质的形成。
在物理教学中进行物理类比，同样也是以分析和比较为基础的，首先要对待识的物理事物进行分析，找出其已知的一些属性，再通过与已识的一些物理概念、规律和公式表达等进行比较分析，找出最佳的物理类比对象，然后用物理类比法进行教学。类比被誉为科学活动中“伟大的引路人”，它是人们认识事物、处理事物的一种基本的思维方法，不但在物理学中有着广泛的应用，而且已经渗透到现代科技和生活的方方面面。类比法中所体现出来的探索性设想、比喻性说明、发散性构思以及联想思维、求同求异思维等思想方法，对于创新思维能力的培养，有着不可低估的作用。应用类比法，不仅有利于人们认识新的事物，把抽象的新知识纳入到已有的知识系统中来，变抽象为形象、变难为易、变繁为简，同时又可激发联想、启迪思路、举一反三、触类旁通。正确掌握类比法，有利于培养创新意识，提高分析和解决实际问题的能力。
（作者单位：江苏省射阳县陈洋中学）