從類比到創(chuàng)新的跨越

王岳

【摘要】類比法又叫類比推理，是科學(xué)的研究方法之一。創(chuàng)新學(xué)習(xí)是適應(yīng)時(shí)代發(fā)展要求的一種學(xué)習(xí)方式，是當(dāng)前新課程改革倡導(dǎo)的學(xué)習(xí)方式之一。本文著重探討在高中物理教學(xué)活動(dòng)中如何充分利用類比的思想與方法，培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新精神，有效地促進(jìn)了學(xué)生的自主創(chuàng)新學(xué)習(xí)能力的發(fā)展。

【關(guān)鍵詞】類比法 新課程 創(chuàng)新 精神

【中圖分類號(hào)】G633.7 【文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼】A 【文章編號(hào)】2095-3089（2017）18-0097-02

類比是一種推理方法，即由熟悉的問題的結(jié)論，運(yùn)用類比推理的方法，對(duì)新問題做出猜想性的結(jié)論，或由處理熟悉問題的方法聯(lián)想處理新問題的方法。廣泛地運(yùn)用類比，可以開拓思路，引起聯(lián)想，形成猜想，找到解題途徑。類比是物理研究中最基本的創(chuàng)新形式，也是創(chuàng)新思維的最基本方法，通過類比法可以培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新精神。

一、通過類比法在物理學(xué)研究上的重要貢獻(xiàn)，激發(fā)學(xué)生的探索精神

物理學(xué)的發(fā)展告訴我們，很多關(guān)鍵時(shí)刻，科學(xué)家巧妙地運(yùn)用了類比推理，提出科學(xué)假說，從而獲得巨大成功。通過對(duì)物理課程的學(xué)習(xí)，使學(xué)生感受到類比法在物理學(xué)發(fā)展進(jìn)程中的重要作用，從而可以激發(fā)學(xué)生的求解與大膽探索的欲望。

例如，電磁理論的學(xué)習(xí)，讓學(xué)生知道正是科學(xué)家們對(duì)類比法巧妙應(yīng)用，使得電磁學(xué)理論不斷的得以發(fā)展與完善。“電力平方反比定律”是人類建立宏偉壯觀的電磁理論大廈的第一塊基石。人們?cè)缇桶l(fā)現(xiàn)，帶電粒子之間存在著力的相互作用，如帶電的物體對(duì)棉布、毛皮或紙屑有吸附能力。18世紀(jì)英國(guó)化學(xué)家普里斯特列（Priestley）猜測(cè)，這個(gè)力應(yīng)類似于兩個(gè)質(zhì)點(diǎn)之間的萬(wàn)有引力，即與距離的平方成反比，與它們的電荷量成正比。法國(guó)物理學(xué)家?guī)靵觯–oulomb）贊同普里斯特列的這一猜想，并于1784年利用自己首創(chuàng)的扭秤實(shí)驗(yàn)證明了兩個(gè)帶電質(zhì)點(diǎn)之間的靜電力與它們之間的距離的平方成反比。通過與萬(wàn)有引力的對(duì)比，庫(kù)侖又認(rèn)為兩個(gè)帶電質(zhì)點(diǎn)之間的靜電力與它們的電荷量的乘積成正比，后來他間接地證明了這個(gè)假定的正確。

物理學(xué)發(fā)展史的學(xué)習(xí)激發(fā)了學(xué)生的求知欲望與探索精神，一句“江山代有人才出，各領(lǐng)風(fēng)騷數(shù)百年”更是激發(fā)了學(xué)生對(duì)未來物理學(xué)的探索欲望。

二、在物理教學(xué)中運(yùn)用類比方法，可培養(yǎng)學(xué)生思維的創(chuàng)造性

在學(xué)習(xí)一些十分抽象地看不見、摸不著的物理量時(shí)，由于不易理解，我們就引導(dǎo)學(xué)生把能看見的且與之很相似的量來進(jìn)行對(duì)照學(xué)習(xí)。

例如，學(xué)習(xí)靜電場(chǎng)一節(jié)內(nèi)容中，由于“電場(chǎng)”概念比較抽象，學(xué)生往往難以理解。教學(xué)中可以先讓學(xué)生認(rèn)識(shí)課本對(duì)該概念的提法，再讓學(xué)生體現(xiàn)該提法與舊概念中的那個(gè)概念可以進(jìn)行類比理解。從而引導(dǎo)學(xué)生用力學(xué)中所學(xué)“重力場(chǎng)”類比“電場(chǎng)”。這樣學(xué)生就可以把新、舊知識(shí)進(jìn)行類比理解，從而更好地掌握新概念。如此類比，相當(dāng)于在新、舊知識(shí)間或者與學(xué)生熟悉的生活經(jīng)驗(yàn)中架起了一座橋梁，讓學(xué)生能夠從已掌握的舊知識(shí)或已有的生活概念中順利地接受和理解新知識(shí)，大大降低了教學(xué)難度，達(dá)到更好的教學(xué)效果。

三、引導(dǎo)學(xué)生應(yīng)用類比方法解答物理習(xí)題，增強(qiáng)學(xué)生思維的靈活性和創(chuàng)新精神

教材在研究帶電粒子在勻強(qiáng)電場(chǎng)中的偏轉(zhuǎn)問題時(shí)，也是采用類比法將其稱為類平拋運(yùn)動(dòng)來處理的。因此在處理習(xí)題、分析某些問題時(shí)，我們也可以應(yīng)用類比法建立模型，尋找規(guī)律，巧妙的處理看似復(fù)雜的問題或陌生的過程，往往讓人有“柳暗花明又一村”的感覺.

例如，如圖1所示，斜面長(zhǎng)為L(zhǎng)，傾角為θ、質(zhì)量為M的斜面頂端上，有一質(zhì)量為m、邊長(zhǎng)為l的正方形小物塊由靜止開始下滑，若不計(jì)一切摩擦，求小物塊由頂端剛滑到底端過程中斜面在水平面上滑行的位移.

本題如果用常規(guī)的解法是：對(duì)M、m進(jìn)行受力分析，分別求出加速度，根據(jù)它們兩者之間的力與位移的關(guān)系利用運(yùn)動(dòng)學(xué)公式求出。但是這樣顯然用的時(shí)間較多而且容易出錯(cuò)，如果借助模型求解就方便多了，從分析可知：這是一個(gè)人船模型，利用人船模型的結(jié)論解決這道題就變得很容易了。

解析：設(shè)末狀態(tài)物塊和斜面對(duì)地的速度分別為v、V，以斜面的運(yùn)動(dòng)方向?yàn)檎较颍蓜?dòng)量守恒得：MV-mv =0

可見，用類比的方法求解物理問題，可以用已知模型的物理規(guī)律求解不熟悉的物理問題，拓展了思維，也簡(jiǎn)化了解題過程。

由此可以發(fā)現(xiàn)，利用類比方法得出一些新穎的解題方法，無疑對(duì)學(xué)生創(chuàng)新思維的培養(yǎng)有極大的推動(dòng)作用。

四、類比法的注意問題

類比方法能使教學(xué)新穎、活躍，又能潛移默化地使學(xué)生受到物理方法教育，激發(fā)學(xué)生的探索精神。但是，類比方法是由個(gè)別到個(gè)別或一般到一般的不完全歸納推理。因?yàn)橐阎南嗨茖傩院屯瞥龅南嗨茖傩灾g不一定有必然的聯(lián)系，所以從兩個(gè)對(duì)象之間在某些屬性方面的相似或相同，并不能得出它們?cè)谀承傩苑矫姹厝幌嗨苹蛳嗤慕Y(jié)論。可見，運(yùn)用類比方法得出的結(jié)論不一定都是可靠的。

類比推理得到的結(jié)論的可靠程度是由相比較的兩個(gè)對(duì)象所共有的性質(zhì)和推出的性質(zhì)之間的聯(lián)系決定，只有類比的相同屬性多，類比屬性與類推屬性有本質(zhì)聯(lián)系或聯(lián)系密切，則類比所得結(jié)論就比較可靠；否則，可靠程度就小。

因此，正確應(yīng)用類比方法的關(guān)鍵是，既要選擇適當(dāng)?shù)念惐葘?duì)象，又要抓住事物的本質(zhì)聯(lián)系作為推理的依據(jù)，同時(shí)還要在分析、綜合的基礎(chǔ)上比同比異，方能得到較為可靠的推論，從而實(shí)現(xiàn)從類比到創(chuàng)新的跨越。

參考文獻(xiàn)：

[1]《中學(xué)物理》2009、11《理科教學(xué)探究》 方涌 陳啟平.

[2]《考試研究》2002年第3期 《物理高考“新題”的解題策略》 郁建石.