第一篇：初中物理教學“類比法”的應用

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初中物理教學“類比法”的應用

作者：李曉鋒

來源：《理科考試研究·初中》2013年第10期

物理知識和規(guī)律包羅萬象，概念的外顯形式抽象且深奧，對于初學物理的初中學生而言理解上存在著一定的難度，如果處理不好，容易影響學生學習物理的信心和興趣，如何提升初中物理教學的有效性呢？筆者認為類比法是行之有效的教學方法，符合物理教學規(guī)律，應該從學生熟悉的事物、現(xiàn)象和方法出發(fā)，引導學生分析知識之間的相同或相近的方面，或用相同的方法進行科學的推理，從特殊到特殊，再推向一般地進行物理問題的思考，本文從建立概念、科學推理、習題解決三個角度就初中物理教學如何應用“類比法”進行簡單的分析，望能有助于教學實踐

第二篇：畢業(yè)論文-類比法在物理教學中的應用

類比法在物理教學中的應用

東北師大 0509物理教育專業(yè) 劉繽藻

摘要：本文述了：類比方法的概念、特點、分類；它在物理學史及中學物理教學上的作用；類比方法的局限性；教學中的實踐應用和運用類比法教學的注意問題。說明類比這種研究方法在中學物理教學中有降低初高中物理教學的臺階、可以幫助學生突破知識難點、可以提高課堂教學效益、可以培養(yǎng)學生的類比思維和創(chuàng)新能力的作用。學生能掌握類比這種研究方法對其終身學習和發(fā)展都具有重要的意義。

關鍵詞：類比方法 物理教學 思維創(chuàng)新

前 言

物理學是一門基礎科學，是自然科學和技術科學的基礎，對促進經(jīng)濟與社會的發(fā)展具有重要作用。物理學的研究方法對于探索自然現(xiàn)象具有普遍意義。類比方法是一種重要的物理思維方法，它可以使知識條理化，把抽象的知識形象化，把復雜的問題簡單化；它能幫助學生融會貫通所學的知識，提高學生分析、解決問題的能力，同時能較好的培養(yǎng)學生的邏輯思維和創(chuàng)新能力。因此，在教學中有意識的滲透或傳授類比方法，使學生受到熏陶和訓練，使學生自覺不自覺地逐步掌握和運用類比方法，為以后的終身學習奠定良好的方法基礎。

一、類比方法及其常見分類

1、什么是類比法

類比法是通過兩個或兩類研究對象進行比較，找出它們之間相同點和相似點，并以此為根據(jù)把其中某一個或某一類對象的有關知識和結論，推移到另一個或另一類對象上，從而推論出它們也可能有相同或相似的結論的一種邏輯推理和研究方法。其結論必須由實驗來檢驗，類比對象間共有的屬性越多，則類比結論的可靠性越大。

與其它思維方法相比，類比法屬平行式思維的方法。與其它推理相比，類比推理屬平行式的推理。無論那種類比都應該是在同層次之間進行。亞里士多德在《前分析篇》中指出：“類推所表示的不是部分對整體的關系，也不是整體對部分的關系?！鳖惐韧评硎且环N或然性推理，前提真結論未必就真。要提高類比結論的可靠程度，就要盡可能地確認對象間的相同點。相同點越多，結論的可靠性程度就越大，因為對象間的相同點越多，二者的關聯(lián)度就會越大，結論就可能越可靠。反之，結論的可靠性程度就會越小。此外，要注意的是類比前提中所根據(jù)的相同情況與推出的情況要帶有本質(zhì)性。如果把某個對象的特有情況或偶有情況硬類推到另一對象上，就會出現(xiàn)“類比不當”或“機械類比”的錯誤。

2、類比法的特點

類比法的作用是“由此及彼”。如果把“此”看作是前提，“彼”看作是結論，那么類比思維的過程就是一個推理過程。古典類比法認為，如果我們在比較過程中發(fā)現(xiàn)被比較的對象有越來越多的共同點，并且知道其中一個對象有某種情況而另一個對象還沒有發(fā)現(xiàn)這個情況，這時候人們頭腦就有理由進行類推，由此認定另一對象也應有這個情況。現(xiàn)代類比法認為，類比之所以能夠“由此及彼”，之間經(jīng)過了一個歸納和演繹程序即：從已知的某個或某些對象具有某情況，經(jīng)過歸納得出某類所有對象都具有這情況，然后再經(jīng)過一個演繹得出另一個對象也具有這個情況?，F(xiàn)代類比法是“類推”。

類比法的特點是“先比后推”?！氨取笔穷惐鹊幕A，“比”既要共同點也要“比”不同點。對象之間的共同點是類比法是否能夠施行的前提條件，沒有共同點的對象之間是無法進行類比推理的。

3、類比法分類

根據(jù)不同的標準，類比法可以分為以下不同類型：

⑴根據(jù)類比中對象的不同，類比可分為個別性類比、特殊性類比和普遍性類比等類型 ⑵根據(jù)類比中的斷定不同，類比可分為正(肯定式)類比、負(否定式)類比和正、負(肯定否定式)類比等類型

⑶根據(jù)類比中的內(nèi)容不同，類比可分為性質(zhì)類比、關系類比、條件類比等類型 ⑷根據(jù)類比中的前提和結論中的對象不同，類比可分為同類類比和異類類比等類型。同類類比又可分為“以己推人”式類比、“以人推己”式類比、“以人推人”式類比、“以物推物”式類比等類型；異類類比又可分為“以人推物”式類比、“以物推人”式類比等類型。⑸根據(jù)思維方向，類比可分為單向類比、雙向類比和多向類比等類型。

⑹根據(jù)結論的可靠程度，類比可分為科學類比和經(jīng)驗類比等類型。此外，根據(jù)對象的多少，類比還可分為完全類比和不完全類比等類型。

二、類比法在物理學史上的作用

物理學史上，常用的類比方法有等效類比、關系類比、協(xié)變類比、模型類比、對稱類比等。類比被譽為科學活動中的“偉大的引路人”，在很多關鍵時刻，科學家巧妙地運用了類比推理，提出科學假說，從而獲得巨大成功?？档略f過：“每當理智缺乏可靠論證的思路時，類比這個方法往往指引我們前進”。法拉第了解到奧斯特發(fā)現(xiàn)電流能產(chǎn)生磁場后，就很自然地進行了逆向思考和對稱類比推理，通過探索、研究、實驗，終于發(fā)現(xiàn)磁場中獲得電流的方法，使電磁學得到突飛猛進的發(fā)展。麥克斯韋不僅注意到物理現(xiàn)象、定律之間以及物理現(xiàn)象、定律與其他事物之間的局部相似性，而且考慮到數(shù)學形式的類比，運用協(xié)變類比法，他創(chuàng)造性地建立了電磁學方程，建立了完整的電磁場理論。

三、類比法在中學物理教學中的作用

學生往往習慣于形象思維，缺乏抽象思維和邏輯推理能力，因此對抽象的物理概念難于接受和理解。在教學中運用類比方法可以引導學生自己獲取知識；有助于提出假說，進行推測，有助于提出問題并設想解決問題的方向；類比可激發(fā)學生探索的意向，引導學生進行探索，使學習成為學生自覺積極的活動，發(fā)展學生的思維能力。

類比方法在中學物理教學中的具體作用主要有以下幾個方面：

1、降低初、高中物理教學 “臺階”的作用

初中物理教學基本上是建立在形象思維基礎上的，它以生動的自然現(xiàn)象和直觀的實驗為依據(jù)，從而使學生通過形象思維獲得知識。初中物理中的大多數(shù)問題看得見、摸得著。進入高中后，物理教學便從形象思維向抽象思維領域過渡，其知識性、邏輯性、抽象性和應用性都要強，學生在學習時感到難以適應。大多數(shù)學生感覺由初中到高中物理學科的跨度比較大，存在著“臺階”問題。其中高中物理采用了較多抽象思維和邏輯推理的方法，是這個臺階存在的重要原因之一。

在教學中做好新舊知識的同化可以減少學生學習的困難。教師應當在備課時細致捉摸高中教材所研究的問題跟初中教材曾研究的問題，在言語、方法、思維特點等方面進行類比，找出存在的差別和內(nèi)在的聯(lián)系，明確新舊知識之間的聯(lián)系與差異，確定課堂教學中如何啟發(fā)與指導，使學生能利用舊知識來同化新知識，順利的達到知識的遷移。

教學難點的突破，是教學中的一個重要環(huán)節(jié)。其突破方法是：先依托已經(jīng)掌握的一些基本的物理模型，如兩小球的碰撞模型、人船模型、爆炸模型等，然后再把將待研究的問題與類似的已知規(guī)律的物理模型或物理過程進行比較，找出其“相當”的物理量，然后直接套用有關公式，使問題順利解決決。因此，運用類比法解決物理問題時，經(jīng)?？梢院喕蠼膺^程。例 在學習電場強度E=F/q這個概念時，可以先復習部分電路的歐姆定律，對公式R=U/I，在初中時，學生已經(jīng)知道R與U并不成正比，與I也不成反比，它是物體本身的一種屬性，給導體加電壓的目的是為了檢測其電阻阻值的大小，對電阻即使不加電壓，它對電流的阻礙作用也是一樣存在的；電場中某點電場強度E是確實存在的一種物質(zhì)，與在該點有沒有引入檢驗電荷、檢驗電荷的電性、電量等無關，它是由產(chǎn)生這個電場的電荷決定的。通過這樣類比，把學習電場強度的方法與學習電壓的方法進行同化，使學生容易接受新知識。

2、提高課堂教學效益的作用 不同的物理知識之間有許多相同或相似的特征，他們遵守著相同或相似的物理規(guī)律，對它們的研究所采用的物理方法也受其特征的制約。在中學物理知識在中，電磁學知識有一相同特征是其抽象性，因此在學習這部分知識時，常用它們與力學知識之間的相似性，采取類比法進行教學，可以收到事半功倍的效果。

在平常的物理學習中，學生往往會覺得物理知識看得懂，也聽得懂，但做起題來就是容易出錯。究其原因，學生缺乏知識的系統(tǒng)化，所學的知識是零散的，沒有融會貫通，所以學習效果并不好。如果在平時的課堂教學中，要有意識的運用類比方法。如，彈簧的串聯(lián)1/K=1/K1+1/K2，電容器的串聯(lián)1/C=1/C1+1/C2，電阻的并聯(lián)1/R=1/R1+1/R2，電阻的串聯(lián)R=R1+R2，彈簧的并聯(lián)K=K1+K2，電容器的并聯(lián)C=C1+C2。把它們聯(lián)系起來，形成知識體系，對學生的學習就能起到事半功倍的作用。還有象v—t圖象的面積為位移、F—t圖象的面積為沖量、P—V圖象的面積為氣體做功、U—I圖象的面積為電流做功的功率，機械波—電磁波—光波---物質(zhì)波的類比等等。運用類比法把相關的物理知識聯(lián)系起來，可以幫助學生理解、記憶、掌握這些相關知識，從而提高課堂教學效益。

3、培養(yǎng)學生的類比思維、提高創(chuàng)新能力的作用

高、初中教材提供了很多利用類比的素材，教師在教學中應不失時機地引導學生對新知識進行恰當?shù)念惐?，抓住知識系統(tǒng)中同類要素的聯(lián)系，按照知識本身的結構規(guī)律通過類比遷移，不僅可以使學生以快速的獲取知識，深刻地領會和掌握知識，而且還能使學生產(chǎn)生一種對問題的敏感性，迅速抓住問題的要害，找出解決問題的途徑，這對于學生形成思維能力、提高素質(zhì)都有很大的作用。

為了使教育面向未來，培養(yǎng)適應未來變革的人才，在加強基礎知識教學的同時，要培養(yǎng)學生善于從自然界或者已有知識中，尋找與創(chuàng)造對象相類似的東西，加以模擬，并創(chuàng)造出新的東西來。

在運用類比方法培養(yǎng)學生的創(chuàng)新能力時，首先要讓他們了解類比方法在物理學的發(fā)展過程中經(jīng)常起著啟示、探索、開路和創(chuàng)新的作用，許多新概念、新規(guī)律、新理論的提出借助于類比。如：盧瑟福通過α粒子散射實驗知道：在原子中有一個僅占原子體積小部分(約十萬分之一)但卻具有絕大部分質(zhì)量（99.97%）的核,而核外電子只有極小的質(zhì)量；這種模型與太陽作為太陽系的核心，它占有太陽系總質(zhì)量的99.87%，但體積卻只占有大陽系空間的極小部分，而且原子核與電子之間的吸引力，以及大陽與行星之間的萬有引力，都遵從與距離的平方成反比的規(guī)律。于是他運用類比方法把原子內(nèi)部的情況和太陽系的結構進行類比，太陽系是由處于核心的太陽和環(huán)繞它運行的一系列行星構成的，因此，盧瑟福于1911年提出了原子是由電子環(huán)繞帶正電荷的原子核組成的這樣一個原子核結構的行星模型假說。

通過類比，介紹知識的新領域，提出新的問題，把創(chuàng)造性思維的培養(yǎng)和開發(fā)引向科學的前沿。高中教材在介紹磁單極子的內(nèi)容時，就采用了類比的方法：帶電體周圍有電場；磁體周圍有磁場；同種電荷互相排斥，異種電荷互相吸引，這是它們的相似之處。但它們又不完全相似，在電現(xiàn)象里有電荷，正負電荷可以單獨存在，在磁現(xiàn)象里有沒有磁荷？磁單極子是否存在？科學研究的新課題就是這樣通過類比提出來的，提出來后再通過實驗來尋找，通過實驗來驗證。

類比法可使知識條理化，它能分清概念和規(guī)律之間的相似和差異，從而發(fā)展知識的“空缺”，指引了研究的方向。門捷列夫元素周期表就是通過分析歸納抓住各元素的質(zhì)量排列和電荷數(shù)排列，把它們的物理性質(zhì)和化學性質(zhì)作類比，從而發(fā)現(xiàn)了“空缺”，再有目的、有方向地尋找這些“空缺”對應的元素，并且獲得了巨大的成功。我們的中學物理最后介紹了基本粒子，現(xiàn)在基本粒子已達到幾百種，這些基本粒子是不是同一層次，什么是它們排列的主線，它們之間存在著什么規(guī)律，可以建立什么樣的模型和理論，這正是當代科學家進攻的前沿陣地之一，這些問題的解決，類比法自然要發(fā)揮它的巨大作用

一種思維能力的形成單有了解是遠遠不夠的，它要經(jīng)過反復的運用、訓練才能形成。因此，在教學中要挖掘素材，指導學生注意抓住相關現(xiàn)象的本質(zhì)特征，教會學生用類比的方法進行思考，并用類比方法解決問題，學生經(jīng)過一定的熏陶、訓練之后，一般都能較好的掌握類比方法，并由此提高創(chuàng)新能力。創(chuàng)新能力的培養(yǎng)主要是培養(yǎng)學生的創(chuàng)造性思維。創(chuàng)造性思維能力主要包括發(fā)散思維、收斂思維、靈感思維、直覺思維、形象思維等。

四、類比方法的局限性

類比是一種重要的推理方式，是人們認識新事物或有所新發(fā)現(xiàn)的重要思維方式。但類比不是一種嚴密的推理，類比推理的結果是否正確，還需要經(jīng)過實驗來驗證。自然界中的各種事物既存在著相似性也存在著差異性，而不同事物之間差異性的存在卻恰恰限制了類比的范圍，所以由類比所得的結論不一定都是可靠的。這是因為：①事物之間的統(tǒng)一性和差異性是類比推理的客觀基礎，同一性提供了類比的根據(jù)，而差異性則限制了類比的結論。根據(jù)相似屬性進行類比推理時，推出的屬性如果正好是它們的差異性，類比的結論就會產(chǎn)生錯誤。②類比的邏輯根據(jù)是不充分的，類比是以對象之間的某些相似性為依據(jù)的，從兩個對象之間在某屬性方面的相似或相同，并不能得出它們在其它屬性方面也必然相似或相同的結論，因為相似性和推出的屬性之間不一定有必然的聯(lián)系。而類比推理是允許在不知道它們之間是否有必然聯(lián)系的前提下進行的。因此，同樣是運用類比推理得出的結論，有的可以是對的，有的可以是錯的。

經(jīng)驗告訴我們，掌握的相似屬性越多，推出的結論的可靠性越高，而相似屬性越是本質(zhì)的屬性，則類比推出的結論可靠性越高。所以自然界的各種事物存在的相似性是人們運用類比進行推理的客觀依據(jù)，一個物理理論不僅要能夠反映客觀事物的定性關系，還能夠反映它們的定量關系，不僅能夠概括描述客觀事物現(xiàn)已存在的已知東西，還能夠預言未知的東西，也就是說定量化與可演繹是一個成熟的物理理論不可缺少的方面。數(shù)學方程就具有定量與可演繹特征，因此解決物理問題必須用數(shù)學方法，沒有數(shù)學方法就沒有物理理論的科學表達，成熟的物理理論要用數(shù)學方程來表達。而同一個數(shù)學方程可以描述差別很大的不同的物理過程，這是一個數(shù)學公式的普遍性。因此，不同事物的屬性，數(shù)學方程式及其定量描述上有相似的地方，才可以比較；根據(jù)其相以的部分，推知其未知部分可能也是相似的，若超出方程式限制范圍進行類比得到的結論就不一定可靠了。

五、恰當運用類比方法進行教學

1、運用共存類比

簡單共存類比是以簡單關系為推理中介的類比思維。這種類比最簡單，在引入新課時運用得最多，學生最容易接受。在高中物理教材中，引入磁場概念時便運用了簡單共存的類比思維。

我在教學中，充分發(fā)揮教材的這一方法，結合學生的實際情況進行教學。首先，把電場與磁場有關的相似屬性列出：如電荷與電荷之間有相互作用力，磁極與磁極之間也有同名磁極相斥、異名磁極相吸的現(xiàn)象；這樣由電荷周圍存在電場，可以類比推出磁極周圍也應存在磁場；由電荷間作用力不能直接發(fā)生，需要電場傳遞，可以類比推出磁極間相互作用力也不能直接發(fā)生，傳遞磁極間的相互作用也要靠一種場--磁場；由電場是一種物質(zhì)，可推知磁場也是一種物質(zhì)。

2、運用因果類比

因果類比是根據(jù)相類比的兩個對象各自屬性之間可能具有相同的因果關系而進行的類比推理。在“電流的形成”的教學中，我用“水流的形成”相類比，推出“電流的形成”。我先說一句俗語的上句：“人往高處走 ?? ”學生就很自然地接著說：“水往低處流?！蔽荫R上引導學生思考：怎樣才能形成水流呢？經(jīng)過學生的思考和討論，得出：水流的形成是由于水有高度差（水往低處流）。我笑著說：“別忘了還應該要有水！”于是學生得出結論：形成水流的條件是有水和高度差。接著，我用水流跟電流類比，推出電流形成的條件，過程如下：

教師：水流可以說是水的定向移動，而電流是電荷的定向移動，它們之間很類似。形成水流的第一個條件是要有水，電流呢？

學生：要有電荷。（此處運用了簡單共存類比）

教師：確切地說，是要有自由電荷。那么，自由電荷在什么情況下會定向運動呢？ 學生：受到電場力。

教師：對！自由電荷在什么地方會受到電場力呢？ 學生：電場。

教師：在電路中，電池的兩極間有電壓，即有電勢差。當導體的兩端與電池的兩極接通時，它的兩端就有了電壓，導體中就有了電場。這樣，導體中的自由電荷在電場力的作用下定向移動，形成了電流。所以，跟水流的形成相類比，形成電流的另一個條件是什么？

學生：還要有電勢差（電壓）。這樣，通過水流的形成跟電流的形成相類比，抓住主要的特征，由此及彼，由因到果，類推出電流形成的條件，學生既容易理解，又不容易遺忘。

3、運用對稱類比

對稱類比是根據(jù)兩個對象屬性之間的對稱關系進行的類比?？陀^世界中也確實存在著許多的對稱關系（例如：物體形狀或幾何形體的對稱性、正負電荷與南北磁極的對稱性、粒子與反粒子的對稱等），這也是進行對稱類比的基礎。在電磁感應的教學中，我列出電與磁的對應的特征：正負電荷與磁南北磁極相對應；電荷的相互作用與磁極的餓相互作用相對應；電場與磁場相對應。接著提出一個問題：電流有磁效應，也就是說“電”可以生“磁”，那么，“磁”可不可以生“電”呢？根據(jù)電跟磁的對稱性，學生很自然地想到：“磁”應該也可以生“電”！。

4、運用性質(zhì)類比

是指對象各個屬性之間的關系僅僅在于它們都是同一對象的屬性．

例

“多普勒效應”最初是關于聲音傳播的定律，多普勒把光和聲進行了類比，指出“多普勒效應”不僅適用于聲波，也適用于光波．哈勃等天文學家根據(jù)“多普勒效應”解釋了天文學上的“紅移現(xiàn)象”進而得出宇宙大爆炸理論．

例 人們依據(jù)聲現(xiàn)象的一些特性與光現(xiàn)象特性進行類比

聲現(xiàn)象具有： 直線傳播 反射 折射 干涉 波動的特性

光現(xiàn)象具有 直線傳播 反射 折射 干涉 ？

所以光可能也具有波動的特性．這一結論被后來的研究和實驗所證實．

5、運用關系類比

它是根據(jù)兩個對象各自屬性之間可能具有的相同因果關系而進行的類比推理． 例 牛頓發(fā)現(xiàn)的萬有引力定律，把天體力學與地上的力學統(tǒng)一起來，實現(xiàn)了物理學發(fā)展史上的第一次大綜合，這其中就要應用關系類比的方法，高山上用力拋出的石頭，初速度越大，則拋出越遠，如果速度足夠大，則石頭可能繞地球運轉(zhuǎn)而不落向地面，搖動系著繩子的石頭，則石頭可做圓周運動；而天上的月亮能作圓周運動，也可能象石頭一樣是受向心力作用，而這一向心力就是月亮與地球間的引力，從而導致萬有引力定律的發(fā)現(xiàn)．

6、運用協(xié)變類比

協(xié)變類比也稱數(shù)學相似類比，它根據(jù)兩個對象可能具有屬性之間的某種協(xié)變關系（定量的函數(shù)關系）進行的類比推理。也就是說：兩個對象有若干屬性相同或相似，并且在兩者數(shù)學方程式相同或相似的情況下，推論在其他方面的屬性也相同或相似。德布羅意在1924年提出物質(zhì)波公式的推理過程：光具有粒子性和波動性，所以實物料子也具有粒子性和波動性：所以實物粒子也可能具有方程式E＝hv，λ＝h／mv，此數(shù)學關系式被1927年的電子衍射實驗所證實；庫侖在電磁學研究中從牛頓的萬有引力定律公式F∝m1m2／r中，聯(lián)想到電荷之間的相互作用力也應遵從F∝q1q2／r2這一基本的電作用規(guī)律，于是就把庫侖力的定量關系類比于萬有引力公式，而得出F∝q1q2／r。

例如：圖線教學中，V–t圖線下的面積表示位移，F(xiàn)–t圖線下的面積表示沖量，I–t圖線下的面積表示電量，P–V圖線下的面積表示功，F(xiàn)–S圖線下的面積表示功。通過這些圖線的類比，學生們對圖線的物理意義有了深刻的認識。如果要求電容器的帶電量，我們可以作電容器的放電電流I隨時間t的變化規(guī)律圖線，再由圖線面積求電量Q。在恒定電流一章中有兩個U–I圖，一個是對定值電阻兩端電壓隨流經(jīng)它的電流的變化規(guī)律的描述，遵循部分電路歐姆定律，導體電阻不同則圖線斜率不同；另一個是全電路中，路端電壓隨整個電路的總電流變化的規(guī)律。它們的研究對象不同，變化規(guī)律不同，物理意義也不同。通過類比能較好地弄清它們的使用條件和變化規(guī)律，使用起來也不會出現(xiàn)差錯

2六、運用類比法值得注意的幾個問題

1.正確對待類比推理的或然性

“任何比喻都是蹩腳的。”類比方法跟比喻方法很類似，也存在著不足的地方：由類比所得出的結論都具有一定的或然性，有時會出現(xiàn)錯誤。從兩個對象之間在某些方面的相同或相似，并不一定得出它們在其他屬性方面也必然相同或相似的結論。我運用類比方法時都注意到這個問題。

2.通俗不俗，科學嚴謹

選做類比的材料應當通俗，盡可能利用學生已有的知識，熟知的事物。但是，類比的材料不能太庸俗了，要和思想教育協(xié)調(diào)，取材要適合國情。例如，有的國外教材，以賭場里賭徒們的輸贏類比機械能守衡，雖然十分形象，也很貼切。但是這個類比對我國來說是低級庸俗的，不宜采用。通俗易懂與科學嚴謹是辨證統(tǒng)一的關系。通俗而不易懂，易懂而不嚴謹就失去了科學性。這里指得是相對某一層次、學生的某一認識階段的科學性，這里說的嚴謹，其中包括類比格式的嚴謹，要求相類比的兩個事物間相似點一一對應，而且要對應得當，類比推理才有說服力。

3.防止機械類比

應用類比的首要問題就是研究兩類事物的可比性，即使是兩個可以進行類比的事物，也不可能所有屬性處處相似，點點對應。它們之所以是兩個事物，必存在差異性。在進行類比時，有時要告訴學生兩事物間哪些方面可比，哪些方面不可比，避免機械類比的錯誤。對本身就比較直觀，與生活聯(lián)系較緊的物理概念與物理現(xiàn)象等，沒有必要非用類比，用了反倒顯啰嗦，沖淡主題，使教學重點得不到突出。

4.要有針對性

教學中類比要用得好、用得巧，必須具有針對性。即：（1）針對不同的學生選用不同的類比材料。例如，教師比喻說：二極管的單向?qū)щ娦跃拖笞赃x商廠入口處的門，許進不許出。城市的學生可能明白，可農(nóng)村的學生卻不知道自選商場是怎么回事。（２）要針對物理教學內(nèi)容和目的。如果教學內(nèi)容比較抽象，呆板。適于運用一些較輕松活潑的類比。如果教學內(nèi)容具有較嚴密的邏輯性，與前面的知識有些必然的聯(lián)系，運用類比比較合適（如重力場和電場的類比）；在進行單元或總復習時運用系統(tǒng)類比將會收到較好的效果。（３）要針對課堂氣氛。在課堂教學中，如果學生的注意力都很集中．他們對教師所授知識能順利接受，此時用不用無關緊要。用多了，用得不當，反而會產(chǎn)生負作用，影響學習效果。如果教師發(fā)現(xiàn)課堂上多數(shù)學生精神疲憊，就應當采用一些風趣幽默的類比來活躍氣氛，振奮學生的精神。運運用類比方法主要是為了教給學生一種物理思維的方法和接受、理解知識的一種方式。實踐證明，恰當?shù)剡\用類比，物理課堂會更有氣氛，學生的學習的興趣會很濃，更重要的是學生對所學的知識不容易遺忘，而且學會“舉一返三”、“觸類旁通”。

結 論

綜上所述，類比方法類比法是借助于事物之間的相似性,通過比較將已經(jīng)掌握的知識推移到新的研究對象的學習方法，在物理教學中運用類比方法可以引導學生自己獲取知識；有助于提出假說，進行推測，有助于提出問題并設想解決問題的方向，類比可激發(fā)學生探索的意向，引導學生進行探索，使學習成為學生自覺積極的活動，學生自覺不自覺地逐步掌握和運用類比方法，較好的培養(yǎng)了學生的邏輯思維和創(chuàng)新能力，為以后的終身學習奠定基礎。

參考文獻：

1、夏艷紅，類比法在物理教學中的應用，《山西廣播電視大學學報》2004年02期

2、劉慶賀，類比在初中物理教學中的應用，中學物理教學參考2005．7

3、寧蘊玉，中學物理教學中注重加強科學方法的教育，教育理論與實踐2005.8

4、滑文革，研究性學習導論，吉林教育出版社2001.8

5、李祖超，創(chuàng)造性思維與創(chuàng)新教育，物理教學2004.6

6、李長華;類比法在物理學中的應用[J];淮北煤炭師范學院學報(自然科學版);2004年04期;94-97

7、曹肇基;類比在核物理中的應用 [J];大學物理;2001年12期

第三篇：國培論文-----淺談類比法在初中物理學習中的應用

淺談“類比法”在初中物理學習中的應用

內(nèi)容摘要：“掌握一種科學方法勝過解答十個問題”。對科學方法的學習和考查體現(xiàn)著一種新的教學理念，通過科學方法的學習使學生養(yǎng)成良好的思維習慣，在解決問題時能嘗試運用各種物理學研究方法，不斷提高科學素質(zhì)。物理新課程提出三維教學目標，其中過程與方法是主要目標之一，要落實三維教學目標，教師必須認真分析教材，充分挖掘教學內(nèi)容中蘊含的物理學方法要素。

關鍵詞：類比、遷移、深化和理解

類比法是指由一類事物所具有的屬性，可以推出與其類似事物也具有這種屬性的思考和處理問題的方法。在物理教學中就是把抽象的難于理解的物理概念、規(guī)律同學生已經(jīng)熟悉的物理概念、規(guī)律或其他生活現(xiàn)象進行類比.若我們在物理學中能注意將一些相互之間存在聯(lián)系的相關知識和一些雖然不存在直接聯(lián)系，但在結構或分析方法上存在相似的知識靈活、合理的運用類比法對比遷移學習，一定能收到事半功倍的效果。下面談談它在教學中的運用。

一、應用類比法學習和掌握測量儀器或儀表的使用類知識

在初中物理教材中用到的測量儀器和儀表很多，它們在使用時大都存在著很多相同或相似之處，如刻度尺、量筒、溫度計、彈簧測力計等常用測量儀器和電流表、電壓表等儀表在使用前都需要先觀察其單位、測量范圍、最小刻度（分度值）等物理量。故在學習了刻度尺的使用后，再學習其它常用測量儀器或儀表的使用方法是就可以通過學生自己看書和觀察這些儀器或儀表，通過類比自己找出使用這些儀器或儀表前應觀察的物理量。又如在使用各種儀器或儀表測量過程中對視線和記錄數(shù)據(jù)的要求，使用各種儀器或儀表時應注意的的事項，彈簧測力計、電流表、電壓表的校零等，都存在相同或相似之處。若在學習過程中能靈活、恰當?shù)剡\用類比法通過對比遷移學習和掌握這些知識，不僅能收到事半功倍的教學效果，更有利于培養(yǎng)我們應用類比思想自學知識的能力。

二、應用類比法學習各種物理量的物理意義和定義相似的物理概念及相應表達式

初中物理教材中涉及的速度、電流、功率、密度和壓強等物理量都是通過比較“單位時間”、“單位面積或單位體積”上另一物理量的大小來表示其物理意義和定義的。故在學習掌握了“速度”的物理意義、定義方法和物理表達式后，再學習上述其它幾個物理量時都可以應用類比法進行自學和深化理解。這樣不僅能幫助我們輕松自如的掌握這些知識，而且對培養(yǎng)我們的發(fā)散思維和知識遷移能力都會大有益處。

三、應用類比法學習和深化理解相同模式的物理公式中各物理量之間的比例關系

初中物理內(nèi)容中涉及到的模式相同的物理公式很多，如速度公式、功率公式和歐姆定律表達式等都與數(shù)學模型“C=a/b”的表達形式相同，并且除“ρ=m/v”和“v=s/t”等公式需附加條件外，其它公式都完全符合“C=a/b”模型中各量之間的比例關系。故在學習這些公式中各物理量之間的比例關系時，除“ρ=m/v”等需附加條件的公式要特別記住和正確理解外，其它公式都可以類比數(shù)學模型“C=a/b”中各量之間的比例關系進行討論和分析。

四、應用類比法學習和深化理解表達形式相似的單位名稱的物理意義

由于一些物理量及表達式的表達模式相同或相似，故其單位名稱在讀法和表達形式上也存在相同或形似之處。如速度的單位“m/s”、壓強的原始單位“n/㎡”、功率的原始單位“J/s”等的讀法和物理意義都可以在學習了速度單位后通過類比遷移學習其它單位的讀法及物理意義。這樣既有利于我們對已有知識的復習、鞏固和深化理解，更有利于培養(yǎng)和提高我們的自學能力。

五、應用類比法學習意義相關的的物理概念

在初中物理學習中我們經(jīng)常遇到“兩個概念在一系列屬性上存在著相同或相似，而且已知其中的一個概念還具有其它屬性”的相關概念。在學習這類物理概念時，我們可以根據(jù)已學過概念的定義來源、定義內(nèi)容及影響因素等通過類比兩個概念的共同和不同點，自己嘗試著 出將要學習的物理概念內(nèi)容和其它應掌握的知識。如在學習“分子動能、分子勢能和內(nèi)能”等有關能的概念及影響因素時，可以在復習從宏觀上定義的動能、勢能和機械能等概念的基礎上，通過與以前學過的這些相關概念進行類比，總結歸納出分子動能、分子勢能和內(nèi)能等物理概念的內(nèi)涵及影響因素，并在此基礎上進一步理清這兩種能量的區(qū)別與聯(lián)系，從而加深對這些相關概念的理解應用。在《電和磁》一章中，探究“電生磁”和“磁生電”產(chǎn)生的條件時，學生往往會容易混淆。教師要引導學生在探究過程中找出兩種現(xiàn)象的異同，明確兩種現(xiàn)象的共同點是導體都要放入磁場中；區(qū)別是“電生磁”的條件是給導體通電，結論是導體在磁場中運動，而“磁生電”的條件是導體在磁場中做切割磁感線運動，結論是導體中產(chǎn)生電流。兩者的條件和結論恰好相反。教學中，采用類比法讓學生比較異同，在對比兩種現(xiàn)象形成過程的同時，得出“差異產(chǎn)生于因果關系”的結論，抓住了問題的關鍵，促進了學生的理解和運用。

六、通過類比聯(lián)想學習和深化理解抽象的物理概念或規(guī)律

類比聯(lián)想是指由一事物引起的和諸事物在形態(tài)性質(zhì)上形似的另一事物的一種相似性聯(lián)想。初中物理教材中有不少概念或規(guī)律因為不能通過直接觀察或?qū)嶒灚@得，故在學習和掌握這類概念或規(guī)律時往往感到很抽象。如電源的作用、電壓的概念和影響電阻大小的因素等概念或規(guī)律，看不見也摸不著。若我們在分析和理解這些概念或規(guī)律時與我們“能直接觀察到的抽水機的作用、水壓模擬實驗和水渠對水流的影響”等物理現(xiàn)象進行類比聯(lián)想，一定能對幫助我們理解和掌握這些抽象物理概念和規(guī)律產(chǎn)生異想不到的作用。還可以這樣類比學習電流、電壓、電阻。水在水管中沿著一定的方向流動，水管中就有了水流；電荷在電路中沿著一定方向移動，電路中就有了電流。水在水管中流動時，水管兩端必須要有一定的壓力差，簡稱“水壓”；同樣，電荷在電路中定向流動時，電路兩端也需要電壓。水在水管中流動會受到阻力，同樣，電荷在導體中定向移動也會受到阻力，導體對電流的阻礙作用叫電阻。看見，提出“電壓（電動勢）”、“電流”和“電阻”的概念，受了水流的啟發(fā)，運用了類比的方法。再如聲音在空氣中傳播類比水波提出了聲波。發(fā)聲體振動產(chǎn)生的聲波跟水波的傳播相似，用一支鉛筆不斷輕點水面，水面就會形成一圈一圈的水波，不斷向遠處傳播,因此聲音以波的形式傳播著。還有再學習分子運動論時，應用了理想化模型法把組成物質(zhì)的分子設想成球形；用類比方法把分子之間既有引力又有斥力，想象成被彈簧連著的小球。當分子間的距離小時，作用力表現(xiàn)為斥力；當分子間的距離稍大時，作用力表現(xiàn)為引力。

綜上所示，類比法是借助于事物之間的相似性，通過比較將已經(jīng)掌握的知識推移到新的研究對象的學習方法，在物理教學中應用類比法可以引導學生自己獲取知識；有助于提出假設，進行推測，有助于提出問題并設想解決問題的方向；類比法可以激發(fā)學生探索的意向，引導學生進行探索，是學習成為學生自覺積極的活動；學生逐步掌握類比法并加以應用，可以較好地培養(yǎng)學生的邏輯思維和創(chuàng)新能力，為以后的終身學習奠定基礎。

參考文獻：王較過《初中物理中的科學方法》

第四篇：《控制變量法在初中物理教學中的應用》

“控制變量法”在初中物理教學中應用

毛甸子學校 姜麗

一、研究背景

控制變量法，指的是當研究多個因素之間的關系時，往往先要控制其它幾個因素不變，集中研究其中一個因素變化所產(chǎn)生的影響。

而在我們初中物理教學研究領域中，會經(jīng)常運用控制變量法。例如在學生剛剛接觸物理的時候，教科書就開始介紹這種方法的使用了。學生剛剛邁入速度的學習，就要求掌握控制時間相同，比較路程；或者控制路程相同，比較時間。以及后來學習聲音的特性，研究響度，音調(diào)的因素；影響蒸發(fā)的因素；阻力對物體運動的影響...我們都要運用到控制變量法。它是我們進行科學研究、解決問題的重要方法和手段，是學生探究學習中必須掌握的基本方法、技能。

二、研究目標

進行“控制變量法在初中物理教學中應用”的課題研究，有助于達到以下幾點目標：

1、依據(jù)現(xiàn)代教育學和教育心理學的理念、新課程理念，控制變量法，它遵循學生的心理特點和認知規(guī)律，指導學生的學習方法能夠抓實學生的基礎，使學生可以不斷學習，善于總結。

2、而教師則可以以求真、務實的態(tài)度，扎實的工作，夯實學校的教育科研基礎，促進學校內(nèi)涵的發(fā)展，提高教師的專業(yè)水平。在教學過程中，也是教師能力提升的過程。研究控制變量法對教師的教學能力是又一次的提高。

3、符合中學生的心理特點和學生的認知規(guī)律，有助于激發(fā)學生的學習興趣，優(yōu)化了教學過程，提高教學效率。學生是課堂的主人，掌握了一定的學習方法，可以讓學生對物理的學習充滿樂趣，更熱愛學習物理。

4、重視德育教育，并注意培養(yǎng)學生創(chuàng)新精神和實踐能力。有利于發(fā)揮學生的主觀能動性，便于提高學生的觀察能力、實驗能力、思維能力和自學能力，是現(xiàn)代教育的必然趨勢。學習不僅僅是為了考試而學習，更重要的是適應新時代的生存環(huán)境。熱愛物理，熱愛生活。掌握更多的方法，讓學生對生活更加熱愛，掌握生活的技巧。體現(xiàn)出教育的社會化。在探究過程中控制變量法是一種主要的研究方法，深入研究控制變量法在初中物理教學中的應用有助于更好的開展探究性教學，提高學生運用科學探究的方法，主動去獲取知識發(fā)現(xiàn)科學理論的探究能力，從而形成科學概念。

三、研究對象、方法

課題研究對象：初中學生，主要實驗對象為八年級學生。

課題研究方法：采用行動研究法、調(diào)查法、實驗法等方法來進行研究。從學生對控制變量怎樣運用的培養(yǎng)方法上側重研究。

1、運用群體優(yōu)化法，課題組成員分工負責研究內(nèi)容，有分有合。

2、調(diào)查法：通過聽課、問卷調(diào)查等手段搞清目前初中物理課堂教學現(xiàn)狀。

3、資料法：利用圖書館和校園網(wǎng)，查閱有關資料，借助前人的理論和經(jīng)驗，指導我們的實驗研究，為課題研究提供豐富詳盡的背景資料，并更新了課題組成員的教育觀念。

4、經(jīng)驗總結法：重視資料積累，及時撰寫階段性小結。積極參加市級教研活動，論文、教案評比活動；在校內(nèi)開展公開課觀摩學習。邊實踐邊研究邊總結。

四、研究內(nèi)容及措施

（一）課題研究的主要內(nèi)容

1、教師學習有關控制變量法在初中實驗教學中應用的理論文章，課題研究成功與否，與課題研究成員的素質(zhì)有很大的關系。為提高課題研究人員的素質(zhì)，盡快掌握教育研究方法，我們將組織成員認真學習課題研究方案、自學相關理論知識。掌握控制變量法在初中物理教學中的特點、要求與優(yōu)勢。從而恰當?shù)氖褂每刂谱兞糠ㄟM行教學。使教師在理論的高處對任務型教學有了一個全新的認識，從而使研究在教學理論的指導下進行，避免盲目性。

2、讓學生學習如何在實驗探究中使用控制變量法進行研究，從而讓學生掌握這種科學的研究方法，并應用于未來的實際生活中。學習是為了更好的生存。學習方法使人更加的聰慧，使人的發(fā)展更遠。

3、把課題小組的研究活動與物理教研組的教研活動結合起來。每半學期課題組各成員安排一次“控制變量法”實驗公開課。討論這節(jié)課的成功和不足之處，各成員每人至少提出一項建議。這種比較實際的方式，有利于課題組成員的互相學習，互相切磋，共同研究，共同提高。

4、將“控制變量法”理論運用于實驗課堂教學的實踐中，從而取得一些經(jīng)驗，來提高學生的成績，在理論和實踐中，形成“控制變量法”實驗教學理念。運用于教學，學生運用于學習與生活當中。

（二）課題研究的措施 1、9月～10月：準備階段

（1）研討、制訂課題，組織實驗研究小組，確定實驗班。（2）召開課題研討工作啟動分工會議，收集資料，進行理論學習。（3）擬定試驗研究方案。2、11月：調(diào)查階段。采用問卷調(diào)查法和對話調(diào)查法，對學生為什么不會運用、不善運用進行調(diào)查，并進行分析和思考；對學生進行關于控制變量運用的問卷和訪談，了解學生對控制變量運用態(tài)度、看法。3、12月～1月：實施階段。根據(jù)制定方案，進行實證性調(diào)查和研究；每一種同時，進行實驗的比較，尋找原因；采用行動研究的方法。此過程是這個過程中最為關鍵的環(huán)節(jié)。掌握學生的學習狀態(tài)，學生對此方法的掌握情況以及應用情況尤為重要。這是學生能力提升的過程，學習一種方法，更為關鍵的是將它應用與學習與生活當中。檢驗控制變量法的學習成果最為重要的就是觀察學生的學習方法。4、3月～4月：總結階段。收集和整理研究資料，分析和研究實驗情況，總結和提煉研究成果，寫一份有設計、有實施、有案例的關于學生物理探究教學中應重視和加強控制變量法的運用的論文和一份調(diào)查報告。

五、研究成果

通過近半年的課題研究，課題組各成員的教學理念和教學方法得到了更新，教學能力和教學水平得到了提高，可以說教師與課題研究同步成長。學生的學習興趣、學習方法、動手能力得到了發(fā)展。通過問卷調(diào)查，學生對“控制變量法”已有一定的認識，有些同學能應用“控制變量法”來分析解決生活中的一些問題。經(jīng)過課題的研究，有效地促進了教學質(zhì)量的提高，學生的綜合素質(zhì)得到了很大提高，個性特長得到了充分發(fā)揮。

六、研究反思

（一）通過“控制變量法”在物理教學中的應用分析和研究，培養(yǎng)了學生分析問題的能力，學生的學習動機和學習興趣等非智力因素得到有效的開發(fā)；通過對實驗方案的設計和實驗操作，學生的科學探究能力得到一定的發(fā)展；

（二）“控制變量法”運用到物理教學，也對教師提出了更新、更高的要求，教師在課前需花大量的時間和精力對教學的目的、內(nèi)容和活動的形式等因素

充分考慮，且在課堂中要善于實驗激活課堂氣氛，關注學生實驗設計及操作技能，創(chuàng)設平等和諧的師生關系。

（三）作為基礎教育的初中物理教學，我們要結合學生的年齡特點和物理學科的特點，遵循認知規(guī)律，盡力激發(fā)創(chuàng)造性思維的火花，為學生營造創(chuàng)新氛圍，讓學生在自主學習中掌握學習方法，熱愛學習。而教學不是唱獨腳在戲，離開“學”，就無所謂“教”，也就是說，教師必須確立學生的主體地位，樹立“一切為了學生的發(fā)展”的思想。教師千萬不能過高地估計自己學科的價值，而且也不能僅把學科價值定位在本學科上，而應定位在對一個完整的人的發(fā)展上。

（四）新課程教學標準中明確提出：廣大教師要學會轉(zhuǎn)變傳統(tǒng)工作方式，重新構建教學結構，轉(zhuǎn)變自身的角色定位，成為鼓勵學生學習的促進者與合作者；而學生也要轉(zhuǎn)變以往的學習方式，從“要我學”變?yōu)椤拔乙獙W”，并在學習的過程中感受到成功的樂趣，提高自身的學習能力.因此，如何提高課堂教學的效率，是廣大物理教師不斷追求的目標。

七、個人介紹

姜麗 女 1990年5月20 物理教師 現(xiàn)從教于八年級物理教學

第五篇：初中物理教學中式教學應用

淺議初中物理教學中探究式教學的應用隨著時代的進步、科技的發(fā)展，今天的教育，不僅僅是培養(yǎng)知識型人才，更重要的是培養(yǎng)人才的能力與思想。為此，我們必須更新教學觀念，改變以往過于強調(diào)接受學習、死記硬背、機械訓練的現(xiàn)狀，引導學生主動參與、樂于探究、勤于動手，培養(yǎng)學生搜集和處理信息的能力、獲取新知識的能力、分析和解決問題的能力，以及交流與合作的能力。而要實現(xiàn)這一目標，教師必須做一個有心人，要做教育教學的研究者與實踐者。經(jīng)過幾年的實踐，我更感到探究

式教學在物理教學中有以下作用：

創(chuàng)設情境。激發(fā)探究1 物理是一門實驗學科，通過創(chuàng)設一些奇特、新穎、有趣的實驗引入教學，會使教學有意想不到的收獲。實驗心理學認為，創(chuàng)設實驗隋境與實驗教學效果具有密切的相關性，其本質(zhì)在于視覺形象與特定意義的結合；從而有效地引起學生的視覺追求，激活思維，強化記憶。物理實驗的事實表明只有當學生被教師設計的實驗情境所感

染，或者思維進入預定情境之中時，實驗才能取得預期的效果。實驗往往會讓學生感到出乎意料，能順應學生“好奇、好動、好玩、好勝”的心理，刺激學生感官，激發(fā)學生的學習興趣。實驗產(chǎn)生的新信息要遵循學生已有的認知結構，引發(fā)學生的注意，喚起學生的思考。如學習《大氣壓強》時，先做瓶“吞”雞蛋、覆杯實驗以及利用可口可樂瓶制作的氣球?qū)嶒?。這些實驗現(xiàn)象使學生不解：“瓶口小，雞蛋怎么進去的呢？水為什么不會流出來呢？氣球為什