類比法在中學(xué)物理教學(xué)中的應(yīng)用_物理論文

1、類比法在中學(xué)物理教學(xué)中的應(yīng)用_物理論文文章摘要： 幾年來的教學(xué)實(shí)踐使我們認(rèn)識(shí)到在物理教學(xué)中傳授知識(shí)固然重要，而掌握方法可受益終身因此在教學(xué)中有意的滲透或傳授物理學(xué)的研究方法，使學(xué)生受到物理學(xué)研究方法的熏陶和訓(xùn)練，使學(xué)生自覺不自覺地逐步掌握和運(yùn)用這些方法物理學(xué)研究方法種類很多，下面我就談一談?lì)惐确ㄔ谥袑W(xué)物理教學(xué)中的應(yīng)用類比法是根據(jù)兩個(gè)（兩類）對(duì)象之間在某些方面的相同或相似，而推出它們在其他方面也可能相同或相似的邏輯推理方法根據(jù)事物屬性之間的關(guān)系，類比法常用的有性質(zhì)類比、關(guān)系類比、協(xié)變類比1性質(zhì)類比是指對(duì)象各個(gè)屬性之間的關(guān)系僅僅在于它們都是同一對(duì)象的屬性例1在勻速圓周運(yùn)動(dòng)一節(jié)教學(xué)中，在建立勻速圓周

2、運(yùn)動(dòng)的概念時(shí)，可通過與勻速直線運(yùn)動(dòng)的概念類比，由學(xué)生總結(jié)出勻速圓周運(yùn)動(dòng)的概念建立線速度的概念時(shí)，可與勻速直線運(yùn)動(dòng)的定義進(jìn)行類比，從而總結(jié)出線速度的定義例2 人們依據(jù)聲現(xiàn)象的一些特性與光現(xiàn)象特性進(jìn)行類比（見表1）例3 表1聲現(xiàn)象具有：光現(xiàn)象具有直線傳播直線傳播反射反射折射折射干涉干涉波動(dòng)的特性？所以光可能也具有波動(dòng)的特性這一結(jié)論被后來的研究和實(shí)驗(yàn)所證實(shí)例3“多普勒效應(yīng)”最初是關(guān)于聲音傳播的定律，多普勒把光和聲進(jìn)行了類比，指出“多普勒效應(yīng)”不僅適用于聲波，也適用于光波哈勃等天文學(xué)家根據(jù)“多普勒效應(yīng)”解釋了天文學(xué)上的“紅移現(xiàn)象”進(jìn)而得出宇宙大爆炸理論例4在磁場概念的引入中，教材中首先列出電場和磁場的

3、相似屬性，如電荷之間有相互作用力，磁極與磁極之間也有相互作用力，電荷是同性相斥而異性相吸，磁極也是同名磁極相斥而異名磁極相吸，然后進(jìn)行一系列類推：電荷周圍存在電場，誰知磁極周圍可能存在磁場；電荷間的作用力需電場傳遞，誰知磁極間的相互作用力可能也要靠磁場傳遞，電場是一種物質(zhì)，推知磁場也是一種物質(zhì)例5在討論繞地球運(yùn)行的衛(wèi)星在不同軌道上運(yùn)行時(shí)，機(jī)械能的大小關(guān)系，可以與原子核外電子繞原子核做圓周運(yùn)動(dòng)時(shí)機(jī)械能的大小進(jìn)行類比（見表2）取無限遠(yuǎn)處引力勢能為零，即r越大，衛(wèi)星或原子核外電子的機(jī)械能絕對(duì)值越小，也就是負(fù)的越小，機(jī)械能越大2關(guān)系類比它是根據(jù)兩個(gè)對(duì)象各自屬性之間可能具有的相同因果關(guān)系而進(jìn)行的類比推理

4、例1牛頓發(fā)現(xiàn)的萬有引力定律，把天體力學(xué)與地上的力學(xué)統(tǒng)一起來，實(shí)現(xiàn)了物理學(xué)發(fā)展史上的第一次大綜合，這其中就要應(yīng)用關(guān)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(yuǎn)，如果速度足夠大，則石頭可能繞地球運(yùn)轉(zhuǎn)而不落向地面，搖動(dòng)系著繩子的石頭，則石頭可做圓周運(yùn)動(dòng)；而天上的月亮能作圓周運(yùn)動(dòng)，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(dǎo)致萬有引力定律的發(fā)現(xiàn)3協(xié)變類比它是根據(jù)兩個(gè)（或兩類）對(duì)象可能具有的屬性之間的某種協(xié)變關(guān)系（定量的函數(shù)關(guān)系）的類比推理例1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(dòng)性，所以實(shí)物料子也具有粒子性和波動(dòng)性：所以實(shí)物粒子也可

5、能具有方程式Ehv，hmv，此數(shù)學(xué)關(guān)系式被1927年的電子衍射實(shí)驗(yàn)所證實(shí)例2庫侖在電磁學(xué)研究中從牛頓的萬有引力定律公式Fm1m2r2中，聯(lián)想到電荷之間的相互作用力也應(yīng)遵從Fq1q2r2這一基本的電作用規(guī)律，于是就把庫侖力的定量關(guān)系類比于萬有引力公式，而得出Fq1q2r2例320世紀(jì)初，盧瑟福及其助手為了探索原子結(jié)構(gòu)的奧秘，曾經(jīng)做了著名的a粒子散射實(shí)驗(yàn)，發(fā)現(xiàn)原子的結(jié)構(gòu)同太陽系十分相似（見表3）所以，原子也可能由電子環(huán)繞原子核構(gòu)成盧瑟福于1911年提出了原子結(jié)構(gòu)的“太陽系模型”假說例4根據(jù)彈簧的動(dòng)力學(xué)方程Fkx和單擺的動(dòng)力學(xué)方程FmgxLkx的協(xié)變關(guān)系，由于彈簧振子的運(yùn)動(dòng)是簡諧運(yùn)動(dòng)，推知單擺的運(yùn)動(dòng)也是簡諧運(yùn)動(dòng)以上是我在教學(xué)中用到類比法的一些例子，在物理教學(xué)中運(yùn)用類比方法可以引導(dǎo)學(xué)生自己獲