王 岳

（山東省東營市第一中學(xué) 山東 東營 257000）

從類比到創(chuàng)新的跨越
——高中物理教學(xué)中類比思想方法的靈活應(yīng)用

王 岳

（山東省東營市第一中學(xué) 山東 東營 257000）

類比法又叫類比推理，是科學(xué)的研究方法之一。創(chuàng)新學(xué)習(xí)是適應(yīng)時代發(fā)展要求的一種學(xué)習(xí)方式，是當(dāng)前新課程改革倡導(dǎo)的學(xué)習(xí)方式之一。本文著重探討在高中物理教學(xué)活動中如何充分利用類比的思想與方法，培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新精神，有效地促進(jìn)了學(xué)生的自主創(chuàng)新學(xué)習(xí)能力的發(fā)展。

類比法 新課程 創(chuàng)新 精神

類比是一種推理方法，即由熟悉的問題的結(jié)論，運(yùn)用類比推理的方法，對新問題做出猜想性的結(jié)論，或由處理熟悉問題的方法聯(lián)想處理新問題的方法。廣泛地運(yùn)用類比，可以開拓思路，引起聯(lián)想，形成猜想，找到解題途徑。類比是物理研究中最基本的創(chuàng)新形式，也是創(chuàng)新思維的最基本方法，通過類比法可以培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新精神。

一、通過類比法在物理學(xué)研究上的重要貢獻(xiàn)，激發(fā)學(xué)生的探索精神

物理學(xué)的發(fā)展告訴我們，很多關(guān)鍵時刻，科學(xué)家巧妙地運(yùn)用了類比推理，提出科學(xué)假說，從而獲得巨大成功。通過對物理課程的學(xué)習(xí)，使學(xué)生感受到類比法在物理學(xué)發(fā)展進(jìn)程中的重要作用，從而可以激發(fā)學(xué)生的求解與大膽探索的欲望。

例如，電磁理論的學(xué)習(xí)，讓學(xué)生知道正是科學(xué)家們對類比法巧妙應(yīng)用，使得電磁學(xué)理論不斷的得以發(fā)展與完善。“電力平方反比定律”是人類建立宏偉壯觀的電磁理論大廈的第一塊基石。人們早就發(fā)現(xiàn)，帶電粒子之間存在著力的相互作用，如帶電的物體對棉布、毛皮或紙屑有吸附能力。18世紀(jì)英國化學(xué)家普里斯特列（Priestley）猜測，這個力應(yīng)類似于兩個質(zhì)點(diǎn)之間的萬有引力，即與距離的平方成反比，與它們的電荷量成正比。法國物理學(xué)家?guī)靵觯–oulomb）贊同普里斯特列的這一猜想，并于1784年利用自己首創(chuàng)的扭秤實(shí)驗(yàn)證明了兩個帶電質(zhì)點(diǎn)之間的靜電力與它們之間的距離的平方成反比。通過與萬有引力的對比，庫侖又認(rèn)為兩個帶電質(zhì)點(diǎn)之間的靜電力與它們的電荷量的乘積成正比，后來他間接地證明了這個假定的正確。

物理學(xué)發(fā)展史的學(xué)習(xí)激發(fā)了學(xué)生的求知欲望與探索精神，一句“江山代有人才出，各領(lǐng)風(fēng)騷數(shù)百年”更是激發(fā)了學(xué)生對未來物理學(xué)的探索欲望。

二、在物理教學(xué)中運(yùn)用類比方法，可培養(yǎng)學(xué)生思維的創(chuàng)造性

在學(xué)習(xí)一些十分抽象地看不見、摸不著的物理量時，由于不易理解，我們就引導(dǎo)學(xué)生把能看見的且與之很相似的量來進(jìn)行對照學(xué)習(xí)。

例如，學(xué)習(xí)靜電場一節(jié)內(nèi)容中，由于“電場”概念比較抽象，學(xué)生往往難以理解。教學(xué)中可以先讓學(xué)生認(rèn)識課本對該概念的提法，再讓學(xué)生體現(xiàn)該提法與舊概念中的那個概念可以進(jìn)行類比理解。從而引導(dǎo)學(xué)生用力學(xué)中所學(xué)“重力場”類比“電場”。這樣學(xué)生就可以把新、舊知識進(jìn)行類比理解，從而更好地掌握新概念。如此類比，相當(dāng)于在新、舊知識間或者與學(xué)生熟悉的生活經(jīng)驗(yàn)中架起了一座橋梁，讓學(xué)生能夠從已掌握的舊知識或已有的生活概念中順利地接受和理解新知識，大大降低了教學(xué)難度，達(dá)到更好的教學(xué)效果。

三、引導(dǎo)學(xué)生應(yīng)用類比方法解答物理習(xí)題，增強(qiáng)學(xué)生思維的靈活性和創(chuàng)新精神

教材在研究帶電粒子在勻強(qiáng)電場中的偏轉(zhuǎn)問題時，也是采用類比法將其稱為類平拋運(yùn)動來處理的。因此在處理習(xí)題、分析某些問題時，我們也可以應(yīng)用類比法建立模型，尋找規(guī)律，巧妙的處理看似復(fù)雜的問題或陌生的過程，往往讓人有“柳暗花明又一村”的感覺.

例如，如圖1所示，斜面長為L，傾角為θ、質(zhì)量為M的斜面頂端上，有一質(zhì)量為m、邊長為l的正方形小物塊由靜止開始下滑，若不計(jì)一切摩擦，求小物塊由頂端剛滑到底端過程中斜面在水平面上滑行的位移.

本題如果用常規(guī)的解法是：對M、m進(jìn)行受力分析，分別求出加速度，根據(jù)它們兩者之間的力與位移的關(guān)系利用運(yùn)動學(xué)公式求出。但是這樣顯然用的時間較多而且容易出錯，如果借助模型求解就方便多了，從分析可知：這是一個人船模型，利用人船模型的結(jié)論解決這道題就變得很容易了。

解析：設(shè)末狀態(tài)物塊和斜面對地的速度分別為v、V，以斜面的運(yùn)動方向?yàn)檎较?，由動量守恒得：MV－mv =0

由圖1知：S1+S2=(L－l)cosθ

可見，用類比的方法求解物理問題，可以用已知模型的物理規(guī)律求解不熟悉的物理問題，拓展了思維，也簡化了解題過程。

由此可以發(fā)現(xiàn)，利用類比方法得出一些新穎的解題方法，無疑對學(xué)生創(chuàng)新思維的培養(yǎng)有極大的推動作用。

四、類比法的注意問題

類比方法能使教學(xué)新穎、活躍，又能潛移默化地使學(xué)生受到物理方法教育，激發(fā)學(xué)生的探索精神。但是，類比方法是由個別到個別或一般到一般的不完全歸納推理。因?yàn)橐阎南嗨茖傩院屯瞥龅南嗨茖傩灾g不一定有必然的聯(lián)系，所以從兩個對象之間在某些屬性方面的相似或相同，并不能得出它們在某些屬性方面必然相似或相同的結(jié)論?？梢?，運(yùn)用類比方法得出的結(jié)論不一定都是可靠的。

類比推理得到的結(jié)論的可靠程度是由相比較的兩個對象所共有的性質(zhì)和推出的性質(zhì)之間的聯(lián)系決定，只有類比的相同屬性多，類比屬性與類推屬性有本質(zhì)聯(lián)系或聯(lián)系密切，則類比所得結(jié)論就比較可靠；否則，可靠程度就小。

因此，正確應(yīng)用類比方法的關(guān)鍵是，既要選擇適當(dāng)?shù)念惐葘ο螅忠プ∈挛锏谋举|(zhì)聯(lián)系作為推理的依據(jù)，同時還要在分析、綜合的基礎(chǔ)上比同比異，方能得到較為可靠的推論，從而實(shí)現(xiàn)從類比到創(chuàng)新的跨越。

[1]《中學(xué)物理》2009、11《理科教學(xué)探究》 方涌 陳啟平.

[2]《考試研究》2002年第3期 《物理高考“新題”的解題策略》 郁建石.

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