类比法在中学物理教学中的运用价值思考

钟时亮

摘 要：本文主要探讨类比法在中学物理中的运用价值，分别从培养学生的创造力、认知能力和解释疑难、启发探索、实际运用五个方面进行了阐述。

关键词：中学物理；类比法；运用价值

【中图分类号】 G633.7 【文献标识码】 B 【文章编号】 1671-8437（2016）01-0030-02

类比是以比较为基础，通过比较找出不同或不相干事物之间的相似或相同属性，然后以此为依据，把其中某一对象的有关属性推移到另一对象中去。类比思维是以世界的物质统一性为基础，它立足于已有的知识把未知的东西和已知东西相类比。把陌生的对象和熟悉的对象相类比，从而进一步发掘未知世界。许多物理概念都是在大量现象和事实的基础上通过科学的抽象建立起来的，在这一抽象过程中，如果适时地运用类比，将有利于学生对概念的形成和理解。类比法在中学物理教学实践中运用具体体现在哪些方面，本文就此做以下阐述。

1 类比法是引导学生发明创造的灵感起源

类比就是把具有一定相似性的两个不同的事物进行比较，从两个事物的一个或数个相同点推想其他的相似属性，从而对事物的未知属性做出预测。在创新发明的过程中，我们需要的事物属性是否可以从用来类比的事物中找到相同或相似属性也就具有了理论依据。类比法是诱发灵感的主要方法之一，经常有这样的情况，研究者沉思于某一个课题在“山穷水复疑无路”的时候，突然由于某种信息的触发，灵感顿起，于是“柳暗花明又一村”。正如开普勒所说：“我珍惜类比胜于任何别的东西，他是我最可信赖的老师，他能揭示自然界的秘密”。1665年，正当人们对自由落体和天体运动两大问题百思不得其解时，经典力学创始人牛顿因苹果下落打在他身上，激起了他科学思想的升华，发现了万有引力定律，正是这个思维方法使他闯出原来的思维的禁锢，开辟了科学新天地。

2 类比法是学生学习的重要认知方法

应用类比方法可以在两个不同领域之间进行知识的过渡。因此，人们常常把类比法誉为理智的桥梁，学习者要掌握科学的学习方法，要加强综合分析能力的培养，学会抓事物本质的、共性的、具有普遍规律的东西以实现认识的飞跃，类比法就具有相当积极的作用。

比如，从学习角度讲借助重力场中的因果关系的类比，我们可以推出静电场的一些性质，即重力做功与路径无关，所以，在重力场中可以引出重力势能的概念，重力做正功，物体的重力势能减少；重力做负功，物体的重力势能增加……静电场力做功与路径无关。再如，学习欧姆定律时可以引入牛顿第二定律与之类比，可以使学习者灵活运用学过的知识去解决问题达到触类旁通的目的，也只有这样才能实现华罗庚所说的学习上“少—多—少”过程中由多到少的飞跃。

3 类比法具有为学生解释疑难的作用

近代科学家往往借助于一个已知事物或现象，对未知的事物或现象做出类比性解释，这种解释虽然不是严密的逻辑结构，但它具有重要的启发意义，往往会引起科学的突破性进展。例如，伽利略在反驳托勒密的地心说时，就是依据他用望远镜发现木星的卫星这一事实向人们证明宇宙可能还有其它中心，并以此作为类比物，解释了哥白尼的太阳为中心的行星系统。我们高中物理中最多的一类问题即比值法定义物理量，学生很难理解为何就成正反比呢？如果我们这时立刻拿出密度的表达式或者学生熟知的欧姆定律来做类比，学生接受起来将毫无困难。

4 类比是学生进行探索和发现的主要途径

由事物之间的相似性而引起的类比推理，能启发人们的思路，引起丰富的联想，使人在百思不得其解的困境中通过类比物受到启发，从而找到科学解释的正确途径。同时在类比过程中还能用已知的知识去解释未知事实，探索未知领域，从而达到科学发现的目的。启发作用和探索作用是联系在一起的共同构成科学发现的基本方法。例如，牛顿和笛卡尔把光与质点类比，以质点运动学的基本思路为线索，假定光是像粒子那样运动的，这便是光的粒子假说。但该假说仍不能解释光的干涉、衍射等现象。惠更斯等人又把光同波作比较，假定光像波一样传播，这就是光的波动假说。由此可见，类比在提出假说的过程中，能大大地启发人们的思路，促使人们做新的探索。

5 类比具有模拟抽象、降低理解难度的作用

所谓模拟，就是根据研究对象即原形造出与其类似的模型，再根据模型来研究其功能、性质和规律。在科学研究中由于种种条件的限制，对某些研究对象很难进行实物研究，因此，必须通过模型来研究。模拟研究分为实物模型和理论模型，但不管哪类模型，都必须和原形具有可类比性。因此，只有当我们在某种程度上确切知道这种相似性，模型实验才具有价值。

类比是学习、教学和科研的重要方法，也是立足于已有知识的基础之上，进一步认识新事物或事物新方面的一种有效的试探。世界上的事物何其之多，怎样才能抓住两个事物进行类比呢？这就需要我们对类比这种方法的涵义、特点、分类等有足够的认识，才能从繁杂的事物当中选取合适的本像和类像，进行正确的类比。而只有恰当且正确的类比才能给我们带来高效的学习、卓越的研究和富有魅力的创造活动。

德国哲学家康德所说：“每当理智缺乏可靠论证的思路时，类比这个方法往往能指引我们前进。”[1]纵观物理学史，无论是经典物理学还是现代物理学，物理学家运用类比方法取得重大建树的不乏其例。对于类比法的局限性我们要有充分的认识，任何事物都有两面性，类比法同样如此。我们要认识它的本质，认真慎重地运用类比这种方法去研究和学习物理学。只要我们辨证地看待和使用类比法，相信它会给我们的物理教学和物理研究带来辉煌的成果。

参考文献：

[1] 谢希德.科学思想和科学方法[M].上海：上海科学普及出版社，2001.