类比法在中学物理中的应用

本科学生毕业论文（设计）题目(中 文):类比法在中学物理中的应用(英 文):The Application of Analogy to Middle School Physics Teaching 姓 名学 号院 （系）专业、年级指导教师 II湖南科技学院本科毕业论文（设计）诚信声明本人郑重声明：所呈交的本科毕业论文（设计），是本人在指导老师的指导下，独立进行研究工作所取得的成果，成果不存在知识产权争议，除文中已经注明引用的内容外，本论文不含任何其他个人或集体已经发表或撰写过的作品成果。对本文的研究做出重要贡献的个人和集体均已在文中以明确方式标明。本人完全意识到本声明的法律结果由本人承担。 本科毕业论文（设计）作者签名： 年 月 日22 毕业论文（设计）任务书课题名称：类比法在中学物理中的应用学生姓名：系 别：专 业：指导教师： 湖南科技学院本科毕业论文（设计）任务书1、主题词、关键词： 中学物理、类比法、作用、应用、注意事项2、 毕业论文（设计）内容要求：1）、在对毕业论文的设计中，我们要保证论文的科学性，即要求论文内容的合理行和正确性。同时我们要积极主动地发挥自己的自主创新能力，使论文富有创新性，而最为重要的是在我们进行论文设计时，应尽可能多的阅读参考文献。2）、在毕业论文内容上的要求为：(1)请简单介绍国内外类比法在中学物理教学的现状；(2)请介绍类比法的概念、特征、分类；(3)请介绍类比法在中学教学中的作用；(4)请归纳和总结类比法在中学物理教学中的应用及其类比法的局限性；(5)论文应严格遵循撰写规范；(6)论文摘要和关键词应反映论文内容；(7)论文在内容和格式上的规范化与统一化；(8)论文应层次分明，数据可靠，文字简练，说理透彻，推理严整，立论正确；(9)论文结论简练概括，充分表达论文主旨。3、文献查阅指引：1.王占国,孙伟玉. 新课程改革背景下的高中物理教学探讨J. 科教文汇(上旬刊),2009,(03):190.2.杜恒军.新课程背景下物理教学的减“负”增“效”以类比法在初中物理教学中的应用为例J. 考试周刊. 2010(52)：221-2223. H.Hilscher:物理教学的低效率问题J.国际物理教育通讯，1989(4):35 4.史耀如. 一种创造性解题思维方法类比J. 中学物理教学参考,1995,(12):6-10 5.王溢然,束炳如类比M.1.郑州：河南教育出版社，1993：206.王青狮,何维杰,何伟光. 类比推理方法在物理学中的运用探讨J. 湖南大学学报(社会科学版),1999,(01):68-727.梁起凡. 由此及彼,类比辐射谈类比推理法与高中物理教学J. 现代阅读(教育版),2012,(08):1578.秦庆. 浅谈类比启发在物理教学中的应用J. 科学咨询(教育科研),2009,(10):79.9.李长华.类比法在物理学中的应用J. 淮北师范大学学报(自然科学版),2004,(4):93-9610.陈健,朱纯,朱云,刘慧娟. 物理学中的类比法及其功能研究J. 无锡教育学院学报,2006,(03):51-5311.倪忠楚.略论物理学中的类比思维J.常熟高专学报,2004,18(4):113-11412.乔万兴. 类比法在物理教学中应用的几点体会J. 中学物理,2011,(01):11-1213.梁桂珍. 类比法在中学物理教学中的运用J. 考试周刊,2012,(81):136-13714.1张金科. 用水流类比模型定性解释电流电压规律J. 湖南中学物理,2011,(09):66-67.15.李耕. 试析类比法在高中物理教学中的应用J. 内江师范学院学报,2001,(02):87-9016.张卫平. “类比法”的迁移在物理教学中的运用J. 西昌师范高等专科学校学报,2004,(02):76-7817邱清剧. 物理教学中类比法的应用J. 中国西部科技,2006,(17):86-87.4、毕业论文（设计）进度安排：1、2012年11月30日指导教师给学生下达任务书，2012年12月26日前完成开题。开题时间：2012年12月22日-26日2、第7周（2013.4.7-4.13）中期检查，指导教师填写好中期检查表。3、第9周拿出初稿。4、第11周，正式答辩前，学生根据自身完成的情况提出答辩申请，并填写“学生答辩申请及资格审查表”。5、第11周（2013年5月8日）学生毕业论文(设计)定稿，准备答辩；6、答辩时间：2013年5月18日-19日。教研室意见： 负责人签名： 注：本任务书一式三份，由指导教师填写，经教研室审批后一份下达给学生，一份交指导教师，一份留系里存档。湖南科技学院本科毕业论文（设计）开题报告书论文（设计）题目类比法在中学物理中的应用作 者 姓 名董远湘所属系、专业、年级 电子工程系 物理学专业 2009年级指导教师姓名、职称高海峡 讲师预计字数10000开题日期2012.12.24选题的根据：1）说明本选题的理论、实际意义2）综述国内外有关本选题的研究动态和自己的见解 1）本选题的理论、实际意义长期以来，许多中学物理教师在课堂教学的改革中做出了自己的努力和尝试，取得了很有价值的成果。但是从总体上说，当今的中学物理课堂教学，仍然是灌输式教学占绝对优势。随着国家新课程标准的全面实施，尤其是随着普通高中物理课程标准实验教材的面世，高中物理教学无论是在理念层面还是在操作层面，都将面临许多新的挑战。因此，高中物理教学如何才能适应新课程改革所提出的各项要求，就成了全体教师关注的焦点。目前，各个学校都在严格执行“三项规定”、“五个严格”，开齐、开足各类课程。相比以前，物理课时少了许多，物理老师纷纷感到课时不够，无法完成教学任务。专家对此提出了新形势下提高物理教学效益的策略：走“减负增效”之路，减课不减效，减量不减质，在课堂教学中要着眼“教什么、怎么教、为什么这么教”。那么中学物理教学如何减“负”增“效”，又应“教什么”呢？现行的物理课程标准明确要求教师引导学生经历科学探究过程，学习科学研究方法。科学方法作为物理认知活动的中介，是连接物理现象与物理知识的纽带，在物理理论的发展中起着桥梁作用。 2）国内外有关本选题的研究动态和自己的见解 在国内外，许多学者都对类比法这一研究方法的应用有较深入的研究，特别是在物理学领域，主要探讨论证了类比法在物理学研究和教学中的运用；集中体现在用类比法进行教学，用类比法进行推理和对知识进行类别复习；却少见从物理学理论的建立和发展这一角度，系统详论其重要性及应用的文章；虽然有些学者曾有所提及，但很大程度上都是一带而过。本课题将就这一方面的问题即类比法在物理教学中的重要性以及应用进行系统的讨论。本文的研究对类比法在中学物理教学有积极的促进作用以及对学生终身发展都具有重要的意义，希望能引起物理教学工作者对类比思维的重视，加强学生类比思维的培养，进而培养学生的创新能力。主要内容： 本文阐述了类比法是提高学生素质的有效方法，帮助学生融会贯通所学知识，加深对物理规律和概念的理解,提高分析解决问题的能力，特别是用已有知识去探索未知领域的能力。本文分析了类比的分类、特点，然后从多角度探讨了类比法在中学物理教学中的重要作用以及应用，最后探讨了类比法的局限性及注意事项，揭示了类比是一种或然性的推理。 本文主体将分为四个部分：第一部分介绍什么是类比推理方法；第二部分讨论类比法在中学物理教学的重要作用；第三部分探讨类比法在中学物理教学的应用；第四部分 探讨正确应用类比法的注意事项。研究方法： 本文采用文献调查法、理论联系实际、国内外研究对比、归纳总结等方法完成期限和采取的主要措施：完成期限: 1）2012年10月24日-2012年12月24日 根据任务书查阅资料，写好开题报告； 2）2012年12月30日-2013年1月8日 完成毕业论文初稿； 3）2013年1月8日-2012年1月9日 交给指导老师检查、修改; 4）2013年1月12日-2013年1月30日 完成论文修改,并交给老师检查 5）2013年5月1日-2013年5月8日 最终修改并定稿主要措施： 1） 在图书馆查阅、借阅各种相关书籍学术期刊； 2） 通过指导老师指引，查阅相关文献； 3） 网上搜索相关资料，与老师讨论相关问题； 4） 阅览室查阅相关资料； 5） 仔细研究并综合各种相关信息，展开论述。主要参考资料：1.王占国,孙伟玉. 新课程改革背景下的高中物理教学探讨J. 科教文汇(上旬刊),2009,(03):190.2.杜恒军.新课程背景下物理教学的减“负”增“效”以类比法在初中物理教学中的应用为例J. 考试周刊. 2010(52)：221-2223. H.Hilscher:物理教学的低效率问题J.国际物理教育通讯，1989(4):35 4.史耀如. 一种创造性解题思维方法类比J. 中学物理教学参考,1995,(12):6-10 5.王溢然,束炳如类比M.1.郑州：河南教育出版社，1993：206.王青狮,何维杰,何伟光. 类比推理方法在物理学中的运用探讨J. 湖南大学学报(社会科学版),1999,(01):68-727.梁起凡. 由此及彼,类比辐射谈类比推理法与高中物理教学J. 现代阅读(教育版),2012,(08):1578.秦庆. 浅谈类比启发在物理教学中的应用J. 科学咨询(教育科研),2009,(10):79.9.李长华.类比法在物理学中的应用J. 淮北师范大学学报(自然科学版),2004,(4):93-9610.陈健,朱纯,朱云,刘慧娟. 物理学中的类比法及其功能研究J. 无锡教育学院学报,2006,(03):51-5311.倪忠楚.略论物理学中的类比思维J.常熟高专学报,2004,18(4):113-11412.乔万兴. 类比法在物理教学中应用的几点体会J. 中学物理,2011,(01):11-1213.梁桂珍. 类比法在中学物理教学中的运用J. 考试周刊,2012,(81):136-13714.张金科. 用水流类比模型定性解释电流电压规律J. 湖南中学物理,2011,(09):66-67.15.李耕. 试析类比法在高中物理教学中的应用J. 内江师范学院学报,2001,(02):87-9016.张卫平. “类比法”的迁移在物理教学中的运用J. 西昌师范高等专科学校学报,2004,(02):76-7817邱清剧. 物理教学中类比法的应用J. 中国西部科技,2006,(17):86-87.指导教师意见： 指导教师签名： 教研室意见：签 名： 年 月 日开 题 报 告 会 纪 要时间 2012年12月24日地点三教104与会人员姓 名职务（职称）姓 名职务（职称）姓 名职务（职称）孔永红副教授谭美华讲师钟 锋讲师尹鑫桃讲师高海峡讲师会议记录摘要：1、你选这个题目有什么意义吗？答：随着国家素质教育的全面实施，尤其是随着普通中学物理课程标准实验教材的面世，中学物理教学无论是在理念层面还是在操作层面，都将面临许多新的挑战。类比法是一种科学方法，优点突出，生动形象，易于掌握，是中学物理教学的首选方法，具有非常重要的实际意义。2、你的这篇论文侧重点在哪？答：这篇论文主要是针对中学生普遍学物理难的现状，阐述类比方法的重要意义，然后从类比法在中学物理中的具体应用来说明学物理并不是那么难。3、你写这篇论文的初衷是什么？答：我写这篇论文是对自己实习过程的一些思考，针对一些学生学物理难及老师教物理难的具体情况而进行的探讨，旨在旨在引起物理教学工作者对类比思维的重视。会议主持人：记 录 人：年 月 日指导小组意见负责人签名： 年 月 日系部 意 见负责人签名：年月日注：此表由学生本人填写，一式三份，一份留系里存档，指导老师和本人各保存一份湖南科技学院毕业论文（设计）中期检查表毕业论文（设计）题 目类比法在中学物理中的应用学生姓名董远湘学 号200906001111系 别电子工程系专 业物理学指导教师高海峡检查日期2013.4.7指导教师检查情况记载及修改意见：1、论文初稿已经完成； 2、完成中期工作量，还存在不足。具体修改意见如下：1、论文格式按照学校的规范写，我已放入了模版，并进行了修改，以后在此基础上修改。2、论文的段落和提纲我已修改，请按要求进行补充。3、论文第二章节放到第一章节作为一小节，我已修改。4、论文第三章需增加些内容。5、引用的地方要用上标标出，在参考文献中体现出来，标号要按顺序；参考文献的格式，参看后面的说明进行。6、望仔细阅读，纠正文章中的细小的错误，包括标点符号的错误等，继续斟酌论文的逻辑性，连贯性，语句是否通顺等。7、总结部分再修改一下。8、完成致谢部分。签名： 注：此表用于指导教师在学生毕业论文（设计）初稿完成后对学生执行任务书情况进行中期检查时用，由指导教师填写。湖南科技学院毕业设计（论文）指导过程记录表毕业论文(设计)题目类比法在中学物理中的应用学生姓名董远湘学号200906001111专业班级物理学0901班指导教师高海峡职称讲师系（教研室）三教104指导过程记录指导内容记录(一)根据本人大学期间所学知识，指导老师帮助我选定论文题目-如何在中学物理课堂教学中开展情感教育，并且提出毕业论文的开题报书写格式要严格遵循湖南科技学院毕业论文书写规范。学 生 签 名： 201 年 月 日 指导教师签名： 201 年 月 日指导内容记录(二)老师对论文的研究方向进行了肯定，指导我写论文首先写好提纲并指导我如何查找资料。学 生 签 名： 201 年 月 日 指导教师签名： 201 年 月 日指导内容记录（三)第一次提交查询的资料时，老师比较满意，同时告诫我对于别人的成果可以在理解的基础上引用并标明出处，在写论文时要有自己特有的见解，在写论文同时要真正的有所收获。学 生 签 名： 201 年 月 日 指导教师签名： 201 年 月 日指导内容记录(四) 在老师的指导下，对论文写作进行了修改，如引用别人的材料要标明出处，阐述在中学物理课堂中开展情感教育的必要性，并指出要注重论文的科学性。学 生 签 名： 201 年 月 日 指导教师签名： 201 年 月 日指导过程记录指导内容记录(五) 毕业论文中期检查。老师肯定了我前期的工作，并就论文中涉及到的关于中学教学给与指导。学 生 签 名： 201 年 月 日 指导教师签名： 201 年 月 日指导内容记录(六) 检查论文初稿时，老师对论文的重要部分进行指导，英文参考资料中作者名、资料名称，页码等进行解释辅导，并指出论文写作要按照毕业论文撰写规范来撰写。学 生 签 名： 201 年 月 日 指导教师签名： 201 年 月 日指导内容记录(七) 再次检查论文，指导我引用别人的图画和公式要标明出处，否则会构成侵权。学 生 签 名： 201 年 月 日 指导教师签名： 201 年 月 日指导内容记录(八) 定稿前检查，高老师从前置部分到主题部分都作了很详细的检查。指出封面、各种表，字体和字号、英文摘要，参考文献，论文页面设置等存在的问题。保证论文排版整洁、美观，并对论文答辩PPT的制作提出意见和建议。学 生 签 名： 201 年 月 日 指导教师签名： 201 年 月 日答辩小组组长意见(对情况是否属实做出意见)组长(签名)： 201 年 月 日注：本表与毕业论文一起装订存档。湖南科技学院本科毕业论文（设计）评审表论文题目类比法在中学物理中的应用作者姓名董远湘所属系、专业、年级电子工程 系 物理学 专业 2009年级指导教师姓名、职称高海峡 讲师字 数14000定稿日期2013.5.8中文摘要 本文阐述了类比法是提高学生素质的有效方法，帮助学生融会贯通所学知识，加深对物理规律和概念的理解,提高分析解决问题的能力，特别是用已有知识去探索未知领域的能力。本文采用文献调查法、理论联系实际、国内外研究对比等方法从类比思维的概述着手，分析了类比的分类、特点，然后从多角度探讨了类比法在中学物理教学中的重要作用以及应用，最后探讨了类比法的局限性及注意事项，揭示了类比是一种或然性的推理，有时结论并不可靠。所以在物理教学中，应引导学生仔细分析比较，透过现象抓住与所研究的问题相对应的特征，选择恰当的类比对象，提高其结论的可靠程度，自觉地掌握和应用类比方法。本文的研究对类比法在中学物理教学有积极的促进作用以及对学生终身发展都具有重要的意义，旨在引起物理教学工作者对类比思维的重视。关键词（3-5个）中学物理、类比法、物理教学、应用英文摘要 In this paper, the author elaborates that analogy is an effective way to improve the quality of students. It helps them understand what they learn, consolidate their knowledge about the regularities and conceptions of physics, and thus enhance their ability to analyze and solve problems, especially that used for exploring unknown areas with learned knowledge. By researching documents, putting theories into practice and comparing the studies both at home and abroad, the author starts with the overview of analogical thinking, analyzes the classification and characteristics of analogy, and then probes into the importance of analogy and its application to physics teaching in middle schools. Also, the limits and some matters that need attention are discussed in the end, revealing that the conclusion is not always reliable for the method is possibly just a reasoning. Therefore, in the teaching, students are supposed to be guided to have careful analyses and comparison, to acquire relevant features through phenomena, and to choose appropriate objects for analogy, thus improving the reliability of the conclusion and obtaining this method and its application by themselves. The study of analogy contributes to the teaching of physics in middle schools and makes difference to students lifelong development. It aims to draw the attention from the educators to analogical thinking.关键词(3-5个)Middle School Physics; Analogy; Physics Teaching; Application 指导教师评定成绩评审基元评审要素评审内涵满分指导教师实评分选题质量25%目的明确符合要求选题符合专业培养目标，体现学科、专业特点和教学计划的基本要求，达到毕业论文（设计）综合训练的目的。10理论意义或实际价值符合本学科的理论发展，有一定的学术意义；对经济建设和社会发展的应用性研究中的某个理论或方法问题进行研究，具有一定的实际价值。10选题恰当题目规模适当，难易度适中；有一定的科学性。5能力水平40%查阅文献资料能力能独立查阅相关文献资料，归纳总结本论文所涉及的有关研究状况及成果。10综合运用知识能力能运用所学专业知识阐述问题；能对查阅的资料进行整理和运用；能对其科学论点进行论证。10研究方案的设计能力整体思路清晰；研究方案合理可行。5研究方法和手段的运用能力能运用本学科常规研究方法及相关研究手段（如计算机、实验仪器设备等）进行实验、实践并加工处理、总结信息。10外文应用能力能阅读、翻译一定量的本专业外文资料、外文摘要和外文参考书目（特殊专业除外）体现一定的外语水平。5论文质量35%文题相符较好地完成论文选题的目的要求。5写作水平论点鲜明；论据充分；条理清晰；语言流畅。15写作规范符合学术论文的基本要求。用语、格式、图表、数据、量和单位、各种资料引用规范化、符合标准。10论文篇幅10000字左右。5实评总分 成绩等级 指导教师评审意见： 指导教师签名： 说明：评定成绩分为优秀、良好、中等、及格、不及格五个等级，实评总分90100分记为优秀，8089分记为良好，7079分记为中等，6069分记为及格，60分以下记为不及格。评阅教师评定成绩评审基元评审要素评审内涵满分评阅教师实评分选题质量25%目的明确符合要求选题符合专业培养目标，体现学科、专业特点和教学计划的基本要求，达到毕业论文（设计）综合训练的目的。10理论意义或实际价值符合本学科的理论发展，有一定的学术意义；对经济建设和社会发展的应用性研究中的某个理论或方法问题进行研究，具有一定的实际价值。10选题恰当题目规模适当，难易度适中；有一定的科学性。5能力水平40%查阅文献资料能力能独立查阅相关文献资料，归纳总结本论文所涉及的有关研究状况及成果。10综合运用知识能力能运用所学专业知识阐述问题；能对查阅的资料进行整理和运用；能对其科学论点进行论证。10研究方案的设计能力整体思路清晰；研究方案合理可行。5研究方法和手段的运用能力能运用本学科常规研究方法及相关研究手段（如计算机、实验仪器设备等）进行实验、实践并加工处理、总结信息。10外文应用能力能阅读、翻译一定量的本专业外文资料、外文摘要和外文参考书目（特殊专业除外）体现一定的外语水平。5论文质量35%文题相符较好地完成论文选题的目的要求。5写作水平论点鲜明；论据充分；条理清晰；语言流畅。15写作规范符合学术论文的基本要求。用语、格式、图表、数据、量和单位、各种资料引用规范化、符合标准。10论文篇幅10000字左右。5实评总分 成绩等级 评阅教师评审意见： 评阅教师签名： 说明：评定成绩分为优秀、良好、中等、及格、不及格五个等级，实评总分90100分记为优秀，8089分记为良好，7079分记为中等，6069分记为及格，60分以下记为不及格。湖南科技学院本科毕业论文（设计）答辩记录表论文题目类比法在中学物理中的应用作者姓名董远湘所属系、专业、年级电子工程系 物理学专业 2009年级指导教师姓名、职称高海峡 讲师答 辩 会 纪 要时间2013年5月18日地点三教104答辩小组成员姓 名职务（职称）姓 名职务（职称）姓 名职务（职称）孔永红副教授谭美华讲 师钟锋讲 师尹鑫桃讲 师高海峡讲 师答辩中提出的主要问题及回答的简要情况记录：会议主持人：记 录 人：年 月 日答辩小组意见评语：评定等级： 负责人（签名）： 年 月 日系学位委员会意见评语：论文（设计）最终评定等级：负责人（签名）： 系部（公章） 年月 日校学位委员会意见评语：评定等级： 负责人（签名）： 年月 日目 录绪论11 类比推理方法的介绍31.1 类比法思维概述31.2 类比法在物理中的分类31.3 类比法的特征51.4 类比法对中学物理教学的重要作用62 类比在中学物理教学中的应用92.1 类比应用于比值定义的概念教学92.1.1 描述物体运动或工作状态特征的物理量92.1.2 对物质本身属性的物理量的定义92.2 类比应用于相关知识内容的教学102.2.1 质点和点电荷的类比102.2.2 机械能与内能的类比102.2.3 万有引力定律和库仑定律102.3 生活经验类比物理概念、规律112.4 类比在系统复习中的应用122.4.1 重力场与电场的类比122.4.2 电场和磁场的类比132.5 类比法在解题中的应用142.5.1 类比法求单一物理问题142.5.2 类比法求解综合问题153 如何正确运用类比方法163.1 正确对待类比的或然性163.2 积累丰富的知识163.3 选择恰当的类比对象163.4 防止机械类比173.5 防止滥用类比173.6 要有针对性17结论19参考文献20致 谢21类比法在中学物理中的应用摘 要本文阐述了类比法是提高学生素质的有效方法，帮助学生融会贯通所学知识，加深对物理规律和概念的理解,提高分析解决问题的能力，特别是用已有知识去探索未知领域的能力。本文采用文献调查法、理论联系实际、国内外研究对比等方法从类比思维的概述着手，分析了类比的分类、特点，然后从多角度探讨了类比法在中学物理教学中的重要作用以及应用，最后探讨了类比法的局限性及注意事项，揭示了类比是一种或然性的推理，有时结论并不可靠。所以在物理教学中，应引导学生仔细分析比较，透过现象抓住与所研究的问题相对应的特征，选择恰当的类比对象，提高其结论的可靠程度，自觉地掌握和应用类比方法。本文的研究对类比法在中学物理教学有积极的促进作用以及对学生终身发展都具有重要的意义，旨在引起物理教学工作者对类比思维的重视。【关键词】：中学物理、类比法、物理教学、应用The Application of Analogy to Middle SchoolPhysics TeachingAbstract In this paper, the author elaborates that analogy is an effective way to improve the quality of students. It helps them understand what they learn, consolidate their knowledge about the regularities and conceptions of physics, and thus enhance their ability to analyze and solve problems, especially that used for exploring unknown areas with learned knowledge. By researching documents, putting theories into practice and comparing the studies both at home and abroad, the author starts with the overview of analogical thinking, analyzes the classification and characteristics of analogy, and then probes into the importance of analogy and its application to physics teaching in middle schools. Also, the limits and some matters that need attention are discussed in the end, revealing that the conclusion is not always reliable for the method is possibly just a reasoning. Therefore, in the teaching, students are supposed to be guided to have careful analyses and comparison, to acquire relevant features through phenomena, and to choose appropriate objects for analogy, thus improving the reliability of the conclusion and obtaining this method and its application by themselves. The study of analogy contributes to the teaching of physics in middle schools and makes difference to students lifelong development. It aims to draw the attention from the educators to analogical thinking.【Key words】Middle School Physics; Analogy; Physics Teaching; Application绪论长期以来，许多中学物理教师在课堂教学的改革中做出了自己的努力和尝试，取得了很有价值的成果。但是从总体上说，当今的中学物理课堂教学，仍然是灌输式教学占绝对优势。随着国家新课程标准的全面实施，尤其是随着普通高中物理课程标准实验教材的面世，高中物理教学无论是在理念层面还是在操作层面，都将面临许多新的挑战。因此，高中物理教学如何才能适应新课程改革所提出的各项要求，就成了全体教师关注的焦点1。目前，各个学校都在严格执行“三项规定”、“五个严格”，开齐、开足各类课程。相比以前，物理课时少了许多，物理老师纷纷感到课时不够，无法完成教学任务。专家对此提出了新形势下提高物理教学效益的策略：走“减负增效”之路，减课不减效，减量不减质，在课堂教学中要着眼“教什么、怎么教、为什么这么教”。那么中学物理教学如何减“负”增“效”，又应“教什么”呢？现行的物理课程标准明确要求教师引导学生经历科学探究过程，学习科学研究方法。科学方法作为物理认知活动的中介，是连接物理现象与物理知识的纽带，在物理理论的发展中起着桥梁作用2。环顾全球的“物理教育”，物理学家、物理教学法专家、物理教师都在异口同声地惊呼：“世界范围内的物理教学效率低！3 ”在中国，普遍反映是：“物理难学！物理难教！”国内很多研究物理教法的知名教授为此也提出了很多的理论指导，以求改变现状，如：顾明远教授、阎金铎教授、查有梁教授、梁树森教授等。在阎金铎教授主编，查有梁教授著的物理教学论和梁树森教授著的物理学习论中，都有一种叫“类比方法”的阐述。 类比法是根据两个对象某些属性的相同推出它们的其它属性也可能相同的间接推理4。类比法通过比较两个或两个对象之间某些方面的相似或相同，将某特定对象已掌握的知识推移到新的对象上去；便于新知识的理解和掌握。其在物理学科学认知、理论建立过程中起着重要的作用。德国哲学家黑格尔曾给类比方法以高度评价：类比的方法应在经验科学中占很高的地位，而且科学家也曾按照这种推论方法获得很重要的结果。爱因斯坦说：在物理学上往往因为看出了表面上互不相关的现象之间相互一致之点而加以类推，结果竟得到很重要的进展5。荷兰物理学家惠更斯，就是用类比方法根据光也像声波那样能发生反射、折射，而提出光是一种波动的假说，为光的波动理论奠定了基础。法国物理学家德布罗意，用类比的方法根据光的波粒二象性而推论微观粒子也具有波动性，提出了物质波的概念。库仑从牛顿的万有引力定律中得到启发，把电荷之间的作用力类比万有引力，推论电力也像万有引力一样服从平方反比定律，从而总结出了库仑定律。实践表明，类比方法的正确使用，比单纯依靠实验数据，再通过归纳总结得出物理规律，大大节省了物理学理论创建的时间。在国内外，许多学者都对类比法这一研究方法的应用有较深入的研究，特别是在物理学领域，主要探讨论证了类比法在物理学研究和教学中的运用；集中体现在用类比法进行教学，用类比法进行推理和对知识进行类别复习；却很少见从物理学理论的建立和发展这一角度，系统详论其重要性及应用的文章；虽然有些学者曾有所提及，但很大程度上都是一带而过。本课题将就这一方面的问题即类比法在物理教学中的重要性以及应用进行系统的讨论。本文从类比思维的概述着手，阐述了类比的分类，详细分析了类比法的特点，然后从多个角度详尽探讨了类比法在中学物理教学的重要作用以及应用，最后严谨地探讨了类比法的局限性及注意事项。本文的研究对类比法在中学物理教学有积极的促进作用以及对学生终身发展都具有重要的意义，希望能引起物理教学工作者对类比思维的重视，加强学生类比思维的培养，进而培养学生的创新能力。1 类比推理方法的介绍物理学中研究的系统种类繁多，在研究中常会发现某些不同系统在一定范围内具有形式上的相似性。形式上的相似性包括数学表述上的相似(如库仑定律与万有引力定律) 和物理图象上的相似(如电场与磁场、电力线与磁力线)。人运用已知的现象和过程(包括物理学以外的现象和过程) 同未知的物理现象和过程相比较，找出它们的共同点、相似点或相联系的地方，然后以此为根据来推测未知的物理现象和过程也可能具有已知的现象和过程的某些特性或规律。这就是物理学研究中的类比推理方法。类比性的研究在于发现和探索这一相似性，从而利用已知系统的物理规律去寻找乃至表述未知系统的物理规律，在某些情况下甚至可以获得不同系统共同遵循的深层次的物理规律6。因此，类比法倍受物理学家和哲学家们的推崇。爱因斯坦就说过：“在物理学上往往因为看出表面上互不相关的现象之间相互一致之点而加以类推，结果竟得到很重要的进展。”哲学家AE 希斯甚至认为:“必须坚决地指出，类比是科学方法的基石。”71.1 类比法思维概述在逻辑学中，类比用下列公式表示：A 对象有特征(或属性)a、b、c、d；B 对象有特征(或属性)a、b、c，且a、b、c分别与a、b、c相同或相似；所以，B对象也可能具有与d相同或相似的d特征(或属性) 8。也就是说，类比是由两个或两类对象之间在某些方面的相似或相同，而推出它们在其他方面也可能相似或相同的一种逻辑思维方法，类比是以比较为基础，通过比较找出相似或相同点，然后，以此为根据，把其中某一对象的有关知识或结论推移到另一对象中去-类比的推理方法是以世界的物质一性为基础的，它立足于已有知识，把未知的东西和已知的东西相对比，把陌生的对象和熟悉的对象相对比，从而进一步发掘新的科学知识类比法的思维过程是从特殊过渡到特殊，其结论具有或然性，需经实践检验其思维过程9。1.2 类比法在物理中的分类物理学中常用的类比方法有很多，根据类比范围的不同，可分为自相似类比和它相似类比；根据类比方式的不同，可分为宏观与微观类比、定性与定量类比；根据类比内容的不同，又可分为相似现象类比、相似规律类比、相似方法类比等。 一、自相似类比所谓自相似类比，是指物理学本身所包含的内容之间的相似类比。例如，物理学中电与磁有着相似的公式和定律,这种相似性不但反映了自然界的对称美，而且也说明了电与磁之间的一种内在联系。法拉第正是从电与磁的对称性出发，由电能生磁大胆猜测磁能生电，经历了10 年的艰苦研究，终于发现了电磁感应现象，建立了电磁感应定律。二、它相似类比所谓它相似类比，是指物理学同物理学以外其它知识、内容的相似类比。作为自然科学基础的物理学，与众多其它学科之间有着密切的联系。在学习物理学时，将物理学内容与其它学科具有相似性的知识及日常生活中的经验、常识进行类比，可以启发学生的思维，变抽象为形象，加深对物理知识的理解和掌握，培养学生观察和分析事物的能力。三、宏观与微观类比宏观世界和微观世界在许多方面都存在着相似联系，在研究微观领域的物理问题时，与宏观领域熟悉的问题相类比，可以比较好地理解微观领域的问题。例如我们可以把原子中电子绕核的运动与地球绕太阳的运动进行类比，它们都有自转和公转，都存在自旋角动量和轨道角动量等特性，都遵守相似的规律，解题的方法也相似，只是应用的具体知识不同而已。 四、定性与定量类比定性类比：应用定性类比，可以对相似的物理规律有整体的把握。重力、弹性力、万有引力、电场力都是保守力，都可以引进相应的势能，并遵循类似的物理学规律，如：重力做功，重力势能减少；弹力做功，弹性势能减少；引力做功，引力势能减少；电场力做功，电势能减少等。定量类比：应用定量类比，可以较自然地引出一些新的物理定理或定律。机械振动与电磁振荡对应物理量的类比对应物理量的类比。五、相似现象类比通过相似现象的类比，便于理解相似的物理问题。例如，气体的三种迁移现象具有可类比性：热传导现象是由于气体各部分温度不均匀产生的，迁移的是气体分子热运动的能量；扩散现象是由于气体各部分密度不均匀产生的，迁移的是气体的质量；粘滞现象是由于气体各部分速度不均匀产生的，迁移的是气体分子定向运动的动量。六、相似方法类比通过相似方法的类比，便于处理相似的物理问题。例如，比值法是定义物理量时普遍采用的一种基本方法。物理学中像电场强度E、电势U、磁感强度B、电容C、电阻R等，都是量度物质本身属性的物理量，定义这些物理量的方法是类似的：利用它们在与外界作用时显示出的一些性质，通过比值法来间接定义。1.3 类比法的特征在物理学中，尽管类比的对象、内容、信息、过程、形式和结果有很多不同，但却有一些共同的特征。一、类比是一种从特殊到特殊的非完整逻辑过程类比一般是在两个或两类特殊事件之间进行的，且以两者之间的某些相同或相似属性为基础，但由于对被类比的其中一事物还缺乏足够的研究，无足够的信息，因此无法运用从特殊到一般(归纳)，再从一般到特殊(演绎)的完整的逻辑过程来探知新信息，在这种情形下，若能找到与新事物的已知属性相同或相似的已经熟悉的事物，我们便可把它作为参照对象，从它的其它属性推断出新事物的未知的与之相同或相似的属性。当然这仅仅是一种猜测，在物理学的发展史，有许多成功的例子，也有被实验事实否定了的例子。例如前面提及的惠更斯，他虽然通过光和声的类比，提出光是一种波动，但声波是纵波，所以他认为光波也是纵波，由于这一错误结论，使光波说不能解释光的偏振现象。1819年，菲涅耳通过研究光的偏振现象后提出光是一种横波，这才使光的波动说得以继续发展，而菲涅耳也被后人称为“物理光学的缔造者”。二、类比与联想结伴类比常常与联想结伴而行，丰富的联想是导致类比的重要因素，而丰富的联想又必须建立在丰富的知识和经验积累之上，一个知识贫乏、对新事物缺少研究的人是不可能有这种丰富想象的，更谈不上有丰富的类比思维能力。联想与类比不仅表现在从一个结论推想出另一个类似的结论，它还表现在由一种模式在已知事物的有效性，推想在另一个新事物中也有效。例如卢瑟福在他的原子结构一文中对原子模型的描述这样写道：“原子的全部正电荷集中在原子中心的一个非常小的区域内，电子则象行星一样围绕着原子核作椭圆运动。”显然是由微小的原子联想到巨大的太阳系，太阳系中行星围绕太阳旋转，那么原子中的核外电子电可能象行星一样围绕原子核旋转，经过他的联想、类比后，提出了行星原子模型。再如爱因斯坦所预言的“加速运动的物体应发射出以光速传播的引力波”就是通过和“加速运动的电荷会辐射电磁波”这一现象进行类比联想而得到的。所以可以这么说：联想和类比是一对孪生兄弟，类比中闪烁着联想的光辉，类比通过联想得以实现。三、类比结论的或然性 运用类比方法获得的结论往往是带有预测性的，由于它是一种从特殊到特殊的非完整的逻辑推理过程，因此类比结论或许是，或许不是，具有或然性。物理学众多理论发展的曲折性早就证实了这一点。所以类比结论的真实性必须要通过实践来检验，只有通过实践检验是正确的类比结论才能成为科学理论被肯定、推广和应用。四、类比的客观基础 类比推理的客观基础是物质世界的一些客体问存在着相同或相似性。在物理学中大量事物存在着这种相同或相似性，因而它们具有一些相同或相似的属性和表现形式，有了这种相同或相似