鐘時(shí)亮

摘 要：本文主要探討類比法在中學(xué)物理中的運(yùn)用價(jià)值，分別從培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)造力、認(rèn)知能力和解釋疑難、啟發(fā)探索、實(shí)際運(yùn)用五個(gè)方面進(jìn)行了闡述。

關(guān)鍵詞：中學(xué)物理；類比法；運(yùn)用價(jià)值

【中圖分類號(hào)】 G633.7 【文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼】 B 【文章編號(hào)】 1671-8437（2016）01-0030-02

類比是以比較為基礎(chǔ)，通過(guò)比較找出不同或不相干事物之間的相似或相同屬性，然后以此為依據(jù)，把其中某一對(duì)象的有關(guān)屬性推移到另一對(duì)象中去。類比思維是以世界的物質(zhì)統(tǒng)一性為基礎(chǔ)，它立足于已有的知識(shí)把未知的東西和已知東西相類比。把陌生的對(duì)象和熟悉的對(duì)象相類比，從而進(jìn)一步發(fā)掘未知世界。許多物理概念都是在大量現(xiàn)象和事實(shí)的基礎(chǔ)上通過(guò)科學(xué)的抽象建立起來(lái)的，在這一抽象過(guò)程中，如果適時(shí)地運(yùn)用類比，將有利于學(xué)生對(duì)概念的形成和理解。類比法在中學(xué)物理教學(xué)實(shí)踐中運(yùn)用具體體現(xiàn)在哪些方面，本文就此做以下闡述。

1 類比法是引導(dǎo)學(xué)生發(fā)明創(chuàng)造的靈感起源

類比就是把具有一定相似性的兩個(gè)不同的事物進(jìn)行比較，從兩個(gè)事物的一個(gè)或數(shù)個(gè)相同點(diǎn)推想其他的相似屬性，從而對(duì)事物的未知屬性做出預(yù)測(cè)。在創(chuàng)新發(fā)明的過(guò)程中，我們需要的事物屬性是否可以從用來(lái)類比的事物中找到相同或相似屬性也就具有了理論依據(jù)。類比法是誘發(fā)靈感的主要方法之一，經(jīng)常有這樣的情況，研究者沉思于某一個(gè)課題在“山窮水復(fù)疑無(wú)路”的時(shí)候，突然由于某種信息的觸發(fā)，靈感頓起，于是“柳暗花明又一村”。正如開普勒所說(shuō)：“我珍惜類比勝于任何別的東西，他是我最可信賴的老師，他能揭示自然界的秘密”。1665年，正當(dāng)人們對(duì)自由落體和天體運(yùn)動(dòng)兩大問(wèn)題百思不得其解時(shí)，經(jīng)典力學(xué)創(chuàng)始人牛頓因蘋果下落打在他身上，激起了他科學(xué)思想的升華，發(fā)現(xiàn)了萬(wàn)有引力定律，正是這個(gè)思維方法使他闖出原來(lái)的思維的禁錮，開辟了科學(xué)新天地。

2 類比法是學(xué)生學(xué)習(xí)的重要認(rèn)知方法

應(yīng)用類比方法可以在兩個(gè)不同領(lǐng)域之間進(jìn)行知識(shí)的過(guò)渡。因此，人們常常把類比法譽(yù)為理智的橋梁，學(xué)習(xí)者要掌握科學(xué)的學(xué)習(xí)方法，要加強(qiáng)綜合分析能力的培養(yǎng)，學(xué)會(huì)抓事物本質(zhì)的、共性的、具有普遍規(guī)律的東西以實(shí)現(xiàn)認(rèn)識(shí)的飛躍，類比法就具有相當(dāng)積極的作用。

比如，從學(xué)習(xí)角度講借助重力場(chǎng)中的因果關(guān)系的類比，我們可以推出靜電場(chǎng)的一些性質(zhì)，即重力做功與路徑無(wú)關(guān)，所以，在重力場(chǎng)中可以引出重力勢(shì)能的概念，重力做正功，物體的重力勢(shì)能減少；重力做負(fù)功，物體的重力勢(shì)能增加……靜電場(chǎng)力做功與路徑無(wú)關(guān)。再如，學(xué)習(xí)歐姆定律時(shí)可以引入牛頓第二定律與之類比，可以使學(xué)習(xí)者靈活運(yùn)用學(xué)過(guò)的知識(shí)去解決問(wèn)題達(dá)到觸類旁通的目的，也只有這樣才能實(shí)現(xiàn)華羅庚所說(shuō)的學(xué)習(xí)上“少—多—少”過(guò)程中由多到少的飛躍。

3 類比法具有為學(xué)生解釋疑難的作用

近代科學(xué)家往往借助于一個(gè)已知事物或現(xiàn)象，對(duì)未知的事物或現(xiàn)象做出類比性解釋，這種解釋雖然不是嚴(yán)密的邏輯結(jié)構(gòu)，但它具有重要的啟發(fā)意義，往往會(huì)引起科學(xué)的突破性進(jìn)展。例如，伽利略在反駁托勒密的地心說(shuō)時(shí)，就是依據(jù)他用望遠(yuǎn)鏡發(fā)現(xiàn)木星的衛(wèi)星這一事實(shí)向人們證明宇宙可能還有其它中心，并以此作為類比物，解釋了哥白尼的太陽(yáng)為中心的行星系統(tǒng)。我們高中物理中最多的一類問(wèn)題即比值法定義物理量，學(xué)生很難理解為何就成正反比呢？如果我們這時(shí)立刻拿出密度的表達(dá)式或者學(xué)生熟知的歐姆定律來(lái)做類比，學(xué)生接受起來(lái)將毫無(wú)困難。

4 類比是學(xué)生進(jìn)行探索和發(fā)現(xiàn)的主要途徑

由事物之間的相似性而引起的類比推理，能啟發(fā)人們的思路，引起豐富的聯(lián)想，使人在百思不得其解的困境中通過(guò)類比物受到啟發(fā)，從而找到科學(xué)解釋的正確途徑。同時(shí)在類比過(guò)程中還能用已知的知識(shí)去解釋未知事實(shí)，探索未知領(lǐng)域，從而達(dá)到科學(xué)發(fā)現(xiàn)的目的。啟發(fā)作用和探索作用是聯(lián)系在一起的共同構(gòu)成科學(xué)發(fā)現(xiàn)的基本方法。例如，牛頓和笛卡爾把光與質(zhì)點(diǎn)類比，以質(zhì)點(diǎn)運(yùn)動(dòng)學(xué)的基本思路為線索，假定光是像粒子那樣運(yùn)動(dòng)的，這便是光的粒子假說(shuō)。但該假說(shuō)仍不能解釋光的干涉、衍射等現(xiàn)象?；莞沟热擞职压馔ㄗ鞅容^，假定光像波一樣傳播，這就是光的波動(dòng)假說(shuō)。由此可見(jiàn)，類比在提出假說(shuō)的過(guò)程中，能大大地啟發(fā)人們的思路，促使人們做新的探索。

5 類比具有模擬抽象、降低理解難度的作用

所謂模擬，就是根據(jù)研究對(duì)象即原形造出與其類似的模型，再根據(jù)模型來(lái)研究其功能、性質(zhì)和規(guī)律。在科學(xué)研究中由于種種條件的限制，對(duì)某些研究對(duì)象很難進(jìn)行實(shí)物研究，因此，必須通過(guò)模型來(lái)研究。模擬研究分為實(shí)物模型和理論模型，但不管哪類模型，都必須和原形具有可類比性。因此，只有當(dāng)我們?cè)谀撤N程度上確切知道這種相似性，模型實(shí)驗(yàn)才具有價(jià)值。

類比是學(xué)習(xí)、教學(xué)和科研的重要方法，也是立足于已有知識(shí)的基礎(chǔ)之上，進(jìn)一步認(rèn)識(shí)新事物或事物新方面的一種有效的試探。世界上的事物何其之多，怎樣才能抓住兩個(gè)事物進(jìn)行類比呢？這就需要我們對(duì)類比這種方法的涵義、特點(diǎn)、分類等有足夠的認(rèn)識(shí)，才能從繁雜的事物當(dāng)中選取合適的本像和類像，進(jìn)行正確的類比。而只有恰當(dāng)且正確的類比才能給我們帶來(lái)高效的學(xué)習(xí)、卓越的研究和富有魅力的創(chuàng)造活動(dòng)。

德國(guó)哲學(xué)家康德所說(shuō)：“每當(dāng)理智缺乏可靠論證的思路時(shí)，類比這個(gè)方法往往能指引我們前進(jìn)?！盵1]縱觀物理學(xué)史，無(wú)論是經(jīng)典物理學(xué)還是現(xiàn)代物理學(xué)，物理學(xué)家運(yùn)用類比方法取得重大建樹的不乏其例。對(duì)于類比法的局限性我們要有充分的認(rèn)識(shí)，任何事物都有兩面性，類比法同樣如此。我們要認(rèn)識(shí)它的本質(zhì)，認(rèn)真慎重地運(yùn)用類比這種方法去研究和學(xué)習(xí)物理學(xué)。只要我們辨證地看待和使用類比法，相信它會(huì)給我們的物理教學(xué)和物理研究帶來(lái)輝煌的成果。

參考文獻(xiàn)：

[1] 謝希德.科學(xué)思想和科學(xué)方法[M].上海：上?？茖W(xué)普及出版社，2001.