类比法在物理教学中的应用

类比法在物理教学中的应用

【摘要】一是厘清类比教学的理论基础；二是掌握类比教学的基本类型；三是勤于类比教学的实践；四是警惕类比教学的常见误区。

【关键词】类比；理论基础；基本类型；实践；常见误区。

类比是逻辑学中的一种推理形式,目前它被当作一种具体的方法运用于自然学科的教学中。

本人通过自身十多年的教学实践，深切地体会到：若要想在物理教学中成功地进行类比教学,应着重做好四个方面的工作。一是厘清类比教学的理论基础；二是掌握类比教学的基本类型；三是勤于类比教学的实践；四是警惕类比教学的常见误区。

一、厘清类比教学的理论基础

所谓类比,就是借助于两类不同本质事物之间的相似性,通过比较将一种已经熟悉或掌握的特殊对象的知识推移到另一种新的特殊对象上去的推理手段。也就是说如果两个对象存在相同或相似特征,则二者之间可进行类比。由于自然界不同领域的不同过程都处在广泛的联系中,都具有一些共同特征或相似的表现形式,因而作为反映自然界不同领域或不同运动形式的自然学科的教学,有着类比的客观基础。不仅如此,人类的认识也是从已知到未知的,因而类比教学也有其牢固的心理学基础。

(一)有意义学习理论。现代教学理论认为,学生是一个能动的主体而不是一个被动的容器,教学只有充分调动学生学习的主动性,

使他们积极地参与到教学过程中来,学习才是有意义的而不是机械的,教学才能更好地促进学生的发展。那么,到底什么是有意义的学习?怎样才能做到有意义地学习?美国教育心理学家奥苏伯尔对此作了较为科学的回答。

在各门自然学科中,概念尤其是基本概念的学习至关重要,学生也感到最难学,因为它们都是对自然现象概括和间接的反映。特别是那些极为微观或宏观、抽象、复杂的概念,诸如物理中的重力势能、电磁感应,化学中的化合分解、原子结构,地理中的凝结、天体运动,生物中的光合作用、有丝分裂等,教师们教学时感到尤为棘手。而类比则能为教师提供一种有效的概念教学策略。因为通过类比,能使学生在已知基础上由熟悉到陌生、由浅入深、由直观到抽象地进行有意义的学习,即有联系地掌握概念,而不是死记硬背。

(二)激活理论。按照有意义学习理论,新知识的习得是新知识与认知结构中原有有关观念相互作用的结果。但实际情况是,学生虽具备有关观念,新知识的学习却仍然是机械的,习得的概念仍是孤立的。针对这种情况,激活理论解释说,贮存在人脑中的观念其活动水平是不同的。在一定时期,大量的观念保持在长时记忆中,处于静止状态,只有少量观念处于激活状态。那些处于激活状态的观念事实上也就是我们正在思考着的观念。激活理论进一步认为,一定的观念被激活以后,它的活动才可能扩散到与它相关的观念上去。也就是说贮存在长时记忆中的原有知识,只有被提取到短时记忆中,它才能与新知识发生相互作用。

显然,根据有意义学习理论,两类比对象的相似性是学生有意义

学习、类比教学有效的基础。而激活理论则进一步说明,这种有意义学习,是通过类比激活学生原有的观念来进行的。

二、掌握类比教学的基本类型

(1)正向类比推理:通常意义上的类比推理,即从原熟知领域(类象)到新领域(本象)的正向类比。

(2)逆向类比推理:是相对于正向类比推理而言的,是指起初依靠正向类比推理建立起来(或依靠正向类比推理便于建立)的新领域,后来又获得了独立的长足的发展(如依靠其他推理:归纳、演绎推理)它反过来又可对原熟知领域进行类比推理,并带来启示。

正向、逆向类比推理探究可以交替进行,相辅相成,从而使得物理教学不断深化。其中相似关系的重整化处理又是类比推理流程的关键。随着类比推理的深入,需要进一步相似关系重整化(即:引申和重新构造)来提供平台。巧用正逆类比推理,能够很好地激活物理教学。

三、警惕类比教学的常见误区

类比教学法在物理教学中的灵活运用,要求我们时刻警惕类比教学法的常见误区。

首先是“万能化”误区

类比教学法的应用虽十分广泛，但并不是物理教学中的万能法宝，遇到教学中的难题,不能一门心思地总去想怎样类比。有许多教学问题的解决,选择其它教学方法会更佳。我们更珍视类比,又要

跳出类比，去探索丰富的物理教学艺术,踏入物理教学的广阔天地。其次是“复杂化”误区

类比教学的目的是实现思维的简捷化,有效降低教学的难度和复杂程度，要求选择的类比事物要构造简明、原理清晰,不可复杂化。例如,用自来水供水系统来类比电源和电压,本应是十分妥贴的,但系统对于中学生来说过于复杂,故不可直接采用。现行课本是将它简化、明晰化后使用的。

最后还有“绝对化”误区

世上没有绝对相同的两类事物。完整的类比教学,不仅要注重分析比较两类事物的相似之处,以得出正确的结论,必要时还应注意

区别两类事物的不同之处,避免学生形成“完全相似”的错误认识,消除后患。例如,“我们就生活在大气‘海洋’的底层”这一形象的类比,沟通了大气压强与液体压强的相似之处,学生由此能迅速

理解大气压强产生的原因。但同时也埋下了用液体压强公式p=ρgh 求大气层厚度的隐患。要在适当的时候对大气的“海洋”与水的“海洋”的不同之处加以区别。类比往往通过与熟悉知识的比较，揭示新旧知识之间的关系，快速吸收新的知识，化难为易，事半功倍，所以说类比又是一种非常有效的学习手段。在中学教材中可用来类比的素材很多，只要我们让学生掌握类比推理的思想方法，那么他们的创造能力、思维水平一定会得到提高。因此，在物理课堂中通过类比法构建物理教学新模式，可以激发学生的兴趣，增加学生的求知欲，启发学生的思维，体验物理规律的发现过程，了解物理学

的研究方法，培养学生的创新精神，推进新课程改革。