类比教学法在物理教学中的应用与思考

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1、类比教学法在物理教学中的应用与思考　　类比方法是科学家最常用的方法，也是学生理解和掌握知识的重要方法.在教学过程中适当地运用类比法，有利于引导学生辨别事物的本质特征和非本质特征，培养学生的类比推理能力.本文从建构主义的角度，谈谈在物理教学中应用类比教学法的体会与思考.　　1类比推理和类比教学法　　1.1类比推理的概念　　所谓类比推理就是指从两个或两类事物之间的相似关系出发，根据对其中一方的特征和规律的认识来猜测另一方的特征或规律.由于类比是在两个或两类对象之间具有一定的相似性关系下进行，因此，它是一种从特殊到特殊的推理方法.类比的对象可以在两个不同领域，无需质料上的同一，也就是说，不同领域中

2、的个体对象无须具有完全相同的特征.从本质上来说，类比过程就是知识从一个“源问题”向一个“目标问题”映射的过程.例如，太阳映射到原子核，行星映射到电子等等.　　1.2类比推理的作用　　1.2.1类比推理是认识和改造世界的一种重要方法　　类比为人们提供了从已知到未知、从熟悉到不熟悉、由此及彼的认识途径.在物理学史上，库仑定律的得出就是用类比万有引力定律认识电荷间相互作用获得成功的典型例子.　　1.2.2类比推理是提出假说建立新理论的一个重要手段5　　物理光学的发展已经证明了光具有波粒二象性的性质，法国物理学家德布罗意把光和物质粒子作了进一步的类比，提出物质粒子也具有波动性，这种波动称为物质波，这

3、个基于类比的预言在1927年被电子衍射等实验所证实.　　1.2.3类比推理是进行科学创新和发明创造的必要环节　　法拉第了解奥斯特发现电流能产生磁场以后，就很自然地进行了逆向思考和类比推理：既然磁铁能使附近的铁块感应磁化，那么电流也应该使附近的线圈中感应出电流.于是他在日记中写下一个光辉的思想：“转磁为电”.他通过10年的探索、研究、实验，终于发现利用磁场获得电流的方法，使电磁学得到突飞猛进的发展.　　1.3类比教学法　　类比教学法是类比推理的具体运用.所谓类比教学法就是利用类比方式进行教学，即在教学过程中把新知识与记忆中结构相类似的旧知识联系起来，通过类比，从已知对象具有的某种性质推出未知对

4、象具有的相应性质，从而寻找解决问题的途径.类比是由已知探索未知的一种重要方法.它可以是概念性类比，通过类比来揭示概念的本质性和非本质性，进而建立新的概念；也可以是过程性类比，通过过程性类比展示知识的发生、发展、形成的过程，从而理解知识的来龙去脉；也可以是方法性类比，可以借助相同和相似的方法，对不同问题进行多角度、多方面的类比探讨与研究；也可以是知识的横向与纵向类比，探求问题的变式与不变式.　　2类比教学法在物理教学中的应用　　中学物理中可用类比教学的内容很多，下表中列举了一些例子.5　　表1源问题目标问题说明水压水流电压电流利用直观性建立抽象概念磁场　　磁感应强度电场电场强度利用相似性，由旧

5、概念建立和理解新概念重力势能电势能通过重力做功与重力势能变化关系类比电场力做功与电势能变化的关系使后者更易理解弹性势能　　机械能分子势能内能微观与宏观的类比声音的性质：回声　　响度音调折射光的性质：反射　　光强颜色折射利用某种相似类比，理解概念比值法定义密度比值法定义电阻、电场强度、磁感应强度通过比较，可更深刻理解比值法定义的特点v-t图线下的“面积”表示位移F-S图线下的“面积”表示功W　　I-t图线下的“面积”表示电量Q图象方法的类比，利用线性关系实现分割求和求“面积”，把复杂问题简单化循环式滑梯闭合电路的电势过程类比人的步幅、步频和速度波的波长、频率和波速通过生活化的类比可使学生易于理

6、解三者之间的数量关系：v=λ?f通过上述具体的例子可以看出，类比教学法要取得显著效果，需具备以下几个条件：　　2.1合适贴切的类比源　　类比能否成功，类比源的选择是一个重要因素.学生只有对源问题能够完全理解，并对目标问题有所了解，才能顺利进行知识结构匹配.实践表明，选自学生熟悉生活场景的类比问题更有利于学生对新知建构.　　2.2学生是类比建构的主体5　　类比的学习过程是学生为了进行知识建构而有意识地运用类比方法进行的一个系统的、主动的创造和重构过程.教师不能将已设计好的类比直接抛给学生，而不管学生是否能接受这种类比.在物理抽象概念的教学中，学生可能找不到合适的类比源，教师可在自己深刻理解的基

7、础上引导学生去架设一些类比“桥”以增强类比的有效性.　　2.3对类比过程、结论的评估和修正，明晰类比源和类比目标的本质区别　　类比是手段不是目的，只能起到“渡船”的作用.在使用时如果过分地强调类比源和目标概念之间的映射关系，会限制学生发展更为精密的概念的能力.因而通过类比过渡到新概念之后，要在师生的互动下完善对新概念的理解，以期达到无需依赖类比源而有“理所当然”的感觉.　　下面通过两个教学片段说明类比教学法的