类比法在初中物理教学中的应用，本文主要内容关键词为：物理论文,初中论文,教学中论文，此文献不代表本站观点，内容供学术参考，文章仅供参考阅读下载。
类比法，也叫“比较类推法”，是指由一类事物所具有的某种属性，可以推测与其类似的事物也应具有这种属性的推理方法。类比法是一种从特殊到特殊的逻辑思维方法，它与从特殊到一般的归纳法和从一般到特殊的演绎法相比，类比法跳过了其中的过渡中介途径，选择了一条路径更为简捷的推理思路（如图1）。
类比推理的思想过程是从特殊到特殊，目的是使人们从已知的事物去认识新的事物。类比法虽然仅是根据简单比较而进行的推理，它不能准确地表明属性间的关系，因而推出的结论具有或然性，结论正确与否还需实践的检验，但它却可以挣脱现成原理的约束，以最少的事实基础，最短的推理路径而推出结论。在广泛的范围内把看上去差别很大，甚至是风马牛不相及的两个事物联系起来，从而发现新的原理，因此它是最富有创造性的一种推理方法，在物理学发展史上许多物理理论的建立，物理规律的发现，都是在类比的基础上发展起来的。而在物理教学中运用类比法也具有独特的作用，它不仅利于教学者克服教学中的难点，使学生更好地掌握所学知识，也利于培养学生的能力，发展学生的创造性思维，类比法在初中物理教学中通常有以下几种运用方法。
一、类比法在物理概念、规律教学中的运用
初中学生的思维方法是以形象思维为主的，抽象思维的能力相对较弱。物理学虽然是一门以实验为基础的科学，但是许多的物理概念、规律是在实验的基础上经过抽象概括而形成的，有些物理概念、规律看不见摸不着，比较抽象，学生就难以接受和理解，此时运用类比法，把当前所学的知识与学生已有的知识或学生自身生活中所碰到的现象进行类比就能大大增强教学的直观性、形象性，往往会使学生有豁然开朗的感觉，非常有利于学生建立概念，理解规律，降低新知识的接受难度，有效地突破教学的难点。举例如下：
（一）在电压概念的教学中把电流跟水流作类比
通过这样的类比学生就能比较容易地建立起电压的概念，并真正地理解了电压的作用是使自由电荷定向移动形成电流。
（二）在热能、热量、温度三者关系的教学中把热传递与水的流动作类比
通过这样的类比，学生很容易就掌握了热能、热量和温度三者之间的关系，真正知道了温度、热能是状态量，而热量是过程量的含义。值得注意的是：在这个类比中改变容器中水的多少只有一种方法（流入或流出水），但改变物体热能的方法有做功和热传递两种方法，故我们不能根据容器中水的质量增加，一定是流入了水，就类比推断出物体热能增加一定是吸收了热量，事实上也可能是外界对物体做了功，所以我们在作类比推理的时候要避免类似的机械类比。
在大气压测定实验的教学中，关键是要让学生理解该实验的原理，对此教材的解释是：“原来玻璃管内水银面上方是真空，管外槽中水银面上受到大气压强
作用，由于压强的传递，管内水银柱产生的压强P与大气压强相平衡。”这个解释的关键是“管内水银柱产生的压强P与大气压强相平衡”，恰恰是这一句学生难以理解，为此笔者在教学中设计了实验装置：圆柱形容器内装水，水中插入玻璃管，圆环形活塞密套在玻璃管上且与容器壁紧密接触，当圆环形活塞对水面没有压强时，玻璃管内外水面相平，当圆环形活塞向下压时，活塞对管外水面产生向下的压强，这时管内水面就会上升，形成水柱，压强越大，水柱就升得越高，管内水柱产生的压强与活塞对水面的压强相平衡。然后再把该装置与托里拆利实验装置进行类比，学生就很容易理解“管内水银柱产生的压强P与大气压强相平衡”这句话了，并进而得出计算大气压强值的方法
二、类比法在物理方法教学中的应用
物理方法实际上是研究和处理物理问题的思路、方式，也即物理思想。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问题，若教学中抓住研究问题的特征，通过类比在不同领域内（或不同内容上）使用同一方法，不仅可以加深学生对知识的理解和掌握，还可达到学生对物理方法的掌握和运用的目的。例如在学习磁感线概念时，学生很难理解为什么要在磁场中撒细铁屑，更不知道其中所隐含的物理方法，为此笔者在教学中设计了如下的教学过程：
教师：我们在房子内看窗外如何知道外面的风向？
学生：观察风中烟的运动方向，就可知风向。这是因为烟尘受流动空气的作用而运动。
教师：类似地我们如何研究看不到摸不着的磁场呢？（提示：什么物体在磁场中会受到磁场对它的作用？）
学生：因为磁场对小磁针有力的作用，我们就可以通过观察磁场中小磁针的偏转情况来研究磁场。
教师小结：如果在磁场中撒上细铁屑，由于细铁屑在磁场中被磁化成很多个小磁针。
这些小磁针受到磁场作用而排列起来，而每个小磁针的指向都反映出了该点的磁场方向，在此基础上通过在不同磁场中撒细铁屑的实验，再引入磁感线的概念。这样就能使学生较好地理解并掌握磁感线的概念，同时也使学生对转换法这种物理方法有了初步的了解。所谓转换法就是对于不易研究或不好直接研究的物理问题，通过研究其表现出来的现象、效应、使用效果，间接地来研究问题的方法，事实上我们在研究其他物理问题时也广泛地运用着这种方法。例如在研究通电螺线管磁性强弱跟什么因素有关的实验中，我们通过观察通电螺线管吸引大头针的枚数，来确定通电螺线管的磁性强弱。在研究决定导体电阻大小的因素实验中，我们通过小灯泡亮度的变化来定性地了解电流的大小，从而判断电阻的大小。经过这样多次的类比和应用，不仅使学生较好地掌握了相关知识，还较好地培养了学生用转换法来解决物理问题的能力。
三、类比法在物理解题中的应用
类比法在物理学的研究和教学中都有着不可替代的作用，尤其是在培养学生的创造性思维方面更是有着独特的作用。新课程标准要求在突出探究内容的同时，要重视研究方法的指导，使学生在进行科学探究、学习物理知识的过程中，逐渐拓宽视野，初步领悟到科学研究方法的真谛，而类比法是其中重要的培养学生创造性的一种科学方法。因此在中考中考查学生运用类比法解决物理问题能力的题目也日渐增多，这类题目必然成为当前和今后中考的热点。举例如下：
例1 如图2甲所示，小明从家A点到达学校C点必须经过一片平地和一片沙地（平地行走速度大于沙地行走速度），他应该怎样选择路径最快捷？小明利用光学知识确定应从（填“B点”、“B点左侧”或“B点右侧”）处由平地进入沙地，请你大致画出他的行进路线。
评析 由于光从一点传播到另一点实际上所走的路径是这两点间各条可能的路径中用时最短的一条。据此可以将小明在平地和沙地中的行走类比为光在两种介质中的传播，由此问题得以转化。由光的折射定律可作出如图2乙所示的光路，也即小明选择的最快捷的路，且由图可知小明应从B点的右侧进入沙地。该题如果不用类比法，学生就会无从下手，不知道该怎么做了，但把该题与光的折射进行类比，问题就不难解决了。
综上所述，类比法在初中物理教学中有广泛的应用，合理地应用类比法既能够帮助学生更好地掌握知识，又能提高学生科学运用物理方法解决实际问题的能力，还能很好地训练学生的创造性思维，发展学生的创新能力。根据笔者多年来在初中物理教学中运用类比法进行教学的体会，提出运用类比法应注意以下几点：
（1）类比法的适用情境：类比法一般适用于我们认识新事物时，尤其那些比较抽象、学生难以理解的新事物时，如果能够找到合适的类比对象，运用类比法教学往往能收到事半功倍的效果。
（2）正确运用类比法的关键是要找到类比对象之间的相同点，类比对象之间的相同点越多，二者间的关联度就会越大，结论的可靠性也就越大。反之，结论的可靠性就会越小，没有共同点的对象之间是无法进行类比推理的。
（3）类比推理是从特殊到特殊的推理方式，因此它是一种或然性推理，前提“真”未必结论就“真”，如果把某个对象的特有情况或偶然情况硬类推到另一对象上，就会出现类比不当或机械类比的错误，这是我们在运用类比法时需要特别注意避免的。