类比法在物理学发展中的作用

类比法在物理学发展中的作用

学号：B10120108 姓名：孙璐

物理学是研究物体运动的一般规律的自然科学，物理学的知识包罗万象，揭示的规律抽象而深奥，因此物理学的教学应该重在物理思想方法的教学，教给学生研究物理的一般方法，才能真正培养学生的能力。研究物理学的方法是多种多样的，类比法是人们认识客观事物的一种创造性的思维形式，是解决信息迁移问题的常用方法。

所谓类比，就是根据对象之间在某些方面的相同或相似，推出它们在其他方面也可以能相同或相似的一种科学思想方法，是选择两个对象或事物对它们某些相同或相似性进行考察比较。类比推理，就是根据两个对象之间在某些方面的相同或相似，推论出它们在其他方面也可能相同或相似的一种方法。类比法是通过两个（类）对象之间某些相同或相似来解决其中一个对象需要解决的问题。其关键是寻找恰当的类比对象。

在我们学习一些十分抽象地看不见、摸不着的物理量时，由于不易理解，我们就拿出一个大家能看见的且与之很相似的量来进行对照学习，这样将一类事物的某些相同方面进行比较，以另一事物的正确或谬误证明这一事物的正确或谬误就是类比法。如电流的形成和电压的作用是通过以熟悉的水流的形成和水压是水管中形成了水流进行类比，从而得出电压是形成电流的原因的结论。学生在学习电学知识时，在老师的引导下，联想到水压迫使水沿着一定的方向流动，使水管中形成了水流；类似地，电压迫使自由电荷做定向移动使电路中形成了电流。抽水机是提供水压的装置；类似地，电源是提供电压的装置。水流通过涡轮时，消耗水能转化为涡轮的动能；类似地，电流通过电灯时，消耗的电能转化为内能和光能。

一、类比在新授课中的应用 1、通过类比，加深对规律的理解

库仑在研究电荷间的作用力时也是通过与万有引力类比而发现库仑定律的，劳厄谈此问题时曾说过：“库仑假设两个电荷之间的作用力与电量成正比，与它们之间的距离的平方成反比，这纯粹是牛顿定律的一种类比。”但是进一步比较会发现：①库仑定律公式和万有引力公式在表面上非常相似，表述的都是力；②万有引力公式计算的只能是引力而不是排斥的力，库仑定律公式既可以计算引力也可以计算排斥的力；③电子和质子间的万有引力比它们间库仑力（静电力）小得多，因此在研究微观带电粒子间的相互作用时主要考虑静电力而忽略万有引力。通过类比，容易让学生认可库仑定律，同时可以加深学生对万有引力定律的理解。

2、通过类比，促进对抽象知识的理解

在教授带电粒子在匀强电场中的偏转时，因为学生学习过的平抛运动中的物体的运动比较具体，通过实验和对闪光照片的研究，学生对平抛运动中的物体的认识比较深刻，知道处理平抛运动的问题时，一般将其分解水平方向的匀速直线运动和竖直方向的自由落体运动，其根据是物体只受重力，水平方向不受力作用而做匀速直线，竖直方向没有初速度做自由落体运动。由于带电粒子摸不着看不见，学生难以形成具体的印象。如果我们将带电粒子进入匀强电场时的运动情况和受力情况与做平抛运动的物体的运动情况和受力情况进行比较，由于带电粒子所受的重力和电场力相比可以忽略，可以认为带电粒子只受电场力，而电场力和带电粒子的初速度也是垂直的，因此带电粒子的运动和平抛物体的运动性质是一样的。我们把这类运动可以称为类平抛运动。因此我们可以用平抛运动的规律来解决此类问题。

3、通过类比，加深对新知识的理解

在学习磁场时可以与电场相类比，如：⑴场的产生，静电场是由静止的电荷在其周围空间产生的特殊物质，静磁场是由磁体在其周围空间产生的特殊物质；⑵场的描述，①定性描述，②定量描述，⑶场的性质，电场对放入其中的电荷有力的作用，且正负电荷在同一点受力方向相反 ，磁场对放入其中的通电导线（磁场方向和电流方向不平行）有力的作用，力的方向与磁场方向和电流方向都垂直，磁场对进入其中的运动电荷（磁场方向和运动方向不平行）有力的作用，且正负电荷在同一点沿同一方向运动是受力方向相反 。

二、类比在释疑和解题中的应用

类比不光在课堂教学中有广泛的应用，在回答学生的疑问和习题教学中还有更广阔的空间。如生物习题中有这样一道题：海水深处红藻较多，原因是紫光在海水中前进的深度大。学生就有疑问：物理老师上课时不是说，光在空气中传播，由于红光的波长较长，传播的距离远，特别是在大雾的天气时现象更加明显，因此交通路口的禁行标志是红灯。这一题的答案应该是红光在海水中前进的深度大才对呀？针对这种疑问，我问他们，红光的波长较长，在空气中传播的距离远，是什么原因？进一步提示，这里考虑的是各种色光的衍射本领，而在海水中传播时，就象子弹穿入木材一样，应该考虑光的穿透本领，我们知道，子弹的动能越大，在同一木材中进入的深度就大，同样，光子的能量越大，其进入海水的深度也就越大。

类比，可以是新旧知识的类比。物理概念的建立、物理规律的认识总是以学生已有的知识经验和思维水平为基础的，学生的学习过程也总是由浅入深、由具体到抽象，因此通过新旧知识的类比，可以加快学生对新知识的理解，促进学生对新规律的认识，进而加速学生的学习进程。

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