时间：2023-05-17 15:34:13
导语：在类比法的应用的撰写旅程中，学习并吸收他人佳作的精髓是一条宝贵的路径，好期刊汇集了九篇优秀范文，愿这些内容能够启发您的创作灵感，引领您探索更多的创作可能。
1、类比法的选用取决于教学内容和学情
教学内容决定教学方法，首先，高中物理中有些内容的客观难度决定了常规的讲授法不易取得较好的效果，物理概念和规律的理解、物理过程的分析、物理模型的构建等构成了高中物理中的诸多难点，突破教学中的难点，关键问题不是时间，而是方法，结合中学生的思维特点和生活经历，在讲授新的物理概念或规律时，用学生比较熟悉的现象、概念和规律去进行比较或类比，引导学生去理解和掌握新的知识，克服学生思维的缺陷，使难点得以突破，其次，学生往往靠直觉经验进行判断，“想当然”的推理，例如，学生常认为“滑动摩擦力一定对物体做功”、“重的物体下落快”等。而不能抓住事物的本质和解决问题的关键’，这与其知识体系中概念模糊、关系含混、内在一致性差的特点有关，对于物理公式习惯于生搬硬套，而不是理解意义根据具体问题灵活选用，例如，学过力学后，他们可以正确回答力与运动的关系，但对物体受力分析时常常不考虑运动状态，中学生虽具备一定的逻辑思维能力，但其思维的批判性和深刻性还较差，另一方面，仅凭课本内容让学生发挥想象去理解，学生会感到枯燥无味，兴趣不高。
所以，运用形象类比的方法突破教学难点，既省时、省力，使学生对物理概念有了较深刻的理解，可取得较好的教学效果，又实现了学生能力的培养。
2、类比法在不同教学内容中的应用和作用不同
2.1 概念教学中有助于生成
高中物理中，有相当一部分物理概念很抽象，学生难以想象更难以理解，如电场的概念绝不是一两节课就能建立，我在电场教学时拿一瓶香水藏在讲台上，问学生闻到什么?并让他们交换位置后再次回答香味有何不同?把电场类比为“气味场”，把检验电荷类比为“侦察员”，学生会很快理解电荷周围电场强弱的分布，明确了检验电荷是用来检验电场的。电场的强弱是由电场本身决定的，与“侦察电荷”的电量无关。
电动势的概念，课本的定义是：“电源的电动势，等于电源没有接入电路时两极间的电压”，而电动势的实质——电源把其它形式能转化成电能的本领，此定义难以达到让学生理解的目的，过去教材中把电动势比作因水泵而产生的水压；还有把电路比作小孩玩滑梯的循环路线来说明电动势，有人在教学中做了这样的类比和说明，电动势是电源把其它形式的能量转化成电能的本领，就象木匠能把木材做成家俱，缝衣师傅把布料做成衣服一样，都具有一种本领，木匠的这种本领已经具备，做家俱以后就把这种本领表现出来，就像电源接入电路时，电源把其它形式的能量转化成电能的本领表现出来一样，未接入电路的电源，这种本领未表现出来，大小保持不变，再加上实验，学生很快就对电动势的概念有了深一层的理解。
对“功是能量转化的量度”一句的理解是机械能～章学习的中心思想，我要求学生每算出多少功时都要想：哪里来?哪里去?然后类比说明，就像一间只有一扇门的房子，房子里有多少人我们在外边不能知道，但我们站在门口观察进出的人数就可知道房间里的人数在观察时间内变化了多少，算出功并不能知道一个物体有多少能量，但可以知道有多少能量发生了转化或转移。
用好类比法可以使许多物理概念教学的难点得到突破(如电容器与水容器的类比，由重力做功对比电场力做功，电场线与磁感线的类比)，还有利于巩固知识、强化知识的内在联系，对形成结构清晰、联系紧密的物理认知结构具有重要意义。
2.2 规律教学中有助于理解
由于物体受力特点的相似，平抛运动与带电粒子垂直进入电场中的偏转运动规律相似；卫星的运动与核外电子的运动相似，这些都是认知结构同化作用的体现，教学中可以大胆类比，启发思维，在《机械波形成》一课教学中，介质中各点的振动、各点振动之间的关系、各点与振源的关系、波形的变化等问题，学生往往考虑不全面容易出错，针对这些问题我并没有立即提问检查，而是把波的形成与“传染病”的转播进行类比，让学生说出每个被传染者的症状关系，发病的时间关系，与传染源的关系，然后安排学生活动，一列学生依次下蹲、起立演示波的传播，最后让学生回答机械波形成的相关问题，学生有了生活的对比，有了活动的感性认识，不只是记住了结论，而且理解了知识。
2.3 物理现象教学中有助于想象
物理现象在课堂中的展现一般是通过实验来实现的，像波的衍射现象、多普勒效应现象等，而有时演示实验效果并不理想，学生即使观察到了现象也不能理解其发生的条件或原理，我把波的传播类比为人在行走，人的腿越长(步幅越大)就越容易跨过路上的障碍或小坑，对比理解波长越长就越容易绕过障碍物进行传播，虽然不太准确，但对学生理解发生明显衍射的条件很有帮助，当一辆汽车响着喇叭从你身边疾驰而过时，喇叭的音调会发生变化，当汽车向你靠近时，音调会变高，而汽车远离你的时候音调会变低。这个现象学生都很熟悉，但为什么会产生多普勒效应?这个问题学生理解起来有一定的难度，因为声波是看不见摸不着的，很难定性解释这个效应，更不用说定量计算了，为此，可以借助以下的模拟实验进行类比：你站着不动时一列队伍每秒从你身旁经走过N个人，如果你与队伍反向而行每秒从你身旁走过的人数大于N，你与队伍同向行走且你的速度小于队伍速度，则每秒从你身旁走过的人数小于N，类比后再用波的传播来解释多普勒效应学生就容易接受，情景的想象是物理思维的基础，只有正确地想象才有正确的思路。
2.4 在图象学习中的应用有助于区别
图象是描述规律的一种重要方式，具有形象、直观的特点，振动图象和波的图象是非常相近的两个图象，形同意不同，差别在于横轴表示的物理量不同，这一差别，使两个图象的物理内容、物理意义完全不同，它们的意义可用一个形象的例子来比喻，振动图象是对一个人的录像，而波动图象是对许多人的照相，录像记录了不同时刻的动作表情；照片记录了同一时刻不同人的不同表情动作，这样学生就容易从本质上理解了两个图象的区别，等势线、等势面的图学生也一时难以理解，不能通过等势线的分布了解电场的分布，通过把等势线同地理的等高线类比，让学生思考怎样从等高线看地形分布，从而使学生明白等势线与场强分布的关系，只有清楚了图象的物理意义，才能从图象中得到正确的信息，便于形成用图象解决问题的思维习惯。
2.5 在解题方面的应用有助于能力提高
学生在学习物理的过程中，正确恰当地运用类比，不但可以帮助学生掌握所学的知识，还可以促进解题能力的提高，如可以把原子中电子绕核的圆周运动与人造卫星绕地球的圆周运动进行类比，它们遵守相同的向心力方程，解题的方法也相似，只是应用的具体知识不同，借助物体在重力场
中的平抛运动，类比带电粒子在静电场中的运动，发现两者规律相似，使学生对这两种场中的运动本质特征的认识有了新的高度，打点计时器纸带问题的分析与频闪照片的类比。与运动车辆漏油的类比，这样类比，既可以加强知识之间的联系，深化对知识的理解，也能提高学习的效率，促进思维方式的发展，例：一个人发现水中S处有一溺水者，溺水者离岸的距离SB＝10 m，而发现者在A处，A距B点的距离为20 m，此人在岸上跑动的速度为5m/s，而在水中的速度为1 m／s，发现者为尽快到达溺水者处，他应在何处下水?此题如用一般的运动知识分析求解，将会出现三角函数的复杂变换，难以求得答案，如通过类比把人的运动类比为光的传播，运用光的折射定律就非常容易解答。
通过类比，比出运动特征；通过类比，比出运动规律；通过类比，比出分析和解决问题的思路与方法。
2.6 在复习课中的应用有助于知识系统化
复习课的目的是归纳、整和、查漏、提升，利用前后知识的对比，像宏观与微观、矢量与标量、电场与磁场、少数与多数，按照知识的本质属性和内部结构关系，把所学知识的各个部分、因素、方面和层次的认识联结起来，使认知由表面特征的感性认识阶段上升到对内部本质属性及规律的理性认识，如对比：左手定则、右手定则、愣次定律，都是判断方向的方法，为什么不叫愣次定则而叫愣次定律?因为愣次定律不只是一种方法，它揭示了磁通量变化、感应电流方向、感应电流磁场之间存在的内在规律，并包含着此类问题中能量守恒的思想，运用类比的方法，展开丰富的联想，产生迁移，形成新的观点，使原有知识结构得到补充、改造和逐步完善，开阔学生的知识领域，提高思维的创造性，实现认识上的飞跃；运用类比的方法，加强知识间的纵向沟通，把新知识纳入原有认知结构中，避免了本质属性相近的知识孤立的存在于学生的头脑中，帮助学生贯通知识间的联系，使知识脉络纵横交融，形成系统的知识网络，逐步构建良好的认知结构。
3、进行类比应注意的问题
类比法具有两个特征，一是适用范围广，可以跨越各个种类进行不同类事物的类比，既可以比较本质的属性，又可以比较非本质的特征，二是具有较强的探索性和预测性，是各种逻辑推理中，最富有创造性的一种。
关键词：类比教学法；大学数学；应用
在数学教学过程中，类比教学法（以下简称“类比法”）是最重要、最基本的一种教学方法，即对有联系的知识，找出其相同点、相似点和不同点，以达到理解、掌握知识的目的。其中降元类比法、简化类比法、结构类比法和因果类比法是比较常见的数学类比法。在讲解三维空间的某些问题时可考虑利用降元类比法，用二维空间中的相似问题进行类比；当讲解一道比较难的题时，便可考虑利用简化类比法，可以先讲解一道跟原题类似但比原题简单的题目，使学员能从中受到启发，进而找到解决思路和方法；把特征命题的条件或者结论与已知的公式进行类比，然后经过适当代换解决问题的方法即为结构类比法；因果类比法是根据类比的两对象可能具有同种因果关系而进行推理的方法。
一、类比法在高等数学教学中的应用
高等数学的主要内容是一元、多元函数微积分，而多元函数微积分的许多概念、定理、性质和方法都是由一元函数微积分推广发展来的，如果在教学时对这部分知识采用类比法讲授，让学员用已学知识和新知识进行类比，将会发现学员能够更好地理解和掌握新知识，同时学员学习的积极性和主动性也明显提高，学员的类比思维也从中得到了培养。
比如路面连续这个概念，它指的是路面的高度没有急剧变化，或者说前进距离不大时，路面的高度变化也不大，这样学员就能自然了解连续的定义了。
二、类比法在概率论与数理统计教学中的应用
在讲解随机事件的关系运算时，由于事件是一个集合，因而事件间的关系与事件的运算就可按照集合论中集合之间的关系和集合运算来处理；事件运算的性质如交换律、结合律、分配律都可对照集合的相应性质进行类比学习。
三、类比法在线性代数教学中的应用
在学习矩阵概念的过程中，可用数的概念进行类比，因为矩阵是一个矩形数表。又由于学员已经掌握了数的加、减、乘、除等运算，因此在学习矩阵运算知识时，可采用类比的教学方法，使学员更好地理解矩阵的加、减运算，并得到关于矩阵加减法的运算规律。
对于分块矩阵的运算的学习，可先列出分块矩阵的加法、数乘、乘法运算方法，再让学员回忆矩阵的运算方法，并与之作比较，会发现两者的运算方式十分相似，这样能使学员更牢固地掌握矩阵和分块矩阵的运算方法。
四、运用类比法教学可培养学员的猜想能力和迁移推理的能力
1.运用类比法教学可培养学员的猜想能力
高等数学中，在讲解广义积分知识时，可把无穷级数的内容作为类比引出相关内容。举个例子，我们知道判断一个级数是否是正项级数，可利用比较判别法等。因此，对非负函数的广义积分的判断，可引导学员猜想，进而发现广义积分的比较判别法，同时学员的猜想能力也得到提高。
2.运用类比法教学可培养学员的迁移推理能力
空间解析几何中，在讲椭球面、双曲面及抛物面的概念时，可与平面解析几何中的椭圆、双曲线及抛物线进行类比教学；线性代数中，由二元、三元方程组的解法类比引入n元方程组的解法，即克莱姆法则。这样做，可让学生将原有知识进行迁移，展开丰富的联想，形成新的观点，同时也培养了学员的迁移推理能力。
把类比法应用于数学教学，能够活跃课堂气氛，提高教学效果，还能够使学员掌握类比的思维方法，有效培养学员分析问题和解决问题的能力。但是类比也不是万能的，不要盲目随意地用类比法进行教学，要用得恰当到位，才能最大化地发挥其积极作用。
参考文献：
【关键词】类比法;概率;教学
概率统计是现代数学的一个重要分支，它已被广泛地应用于医学、工程技术、经济管理等各个方面。但据调查得知，由于概率统计的概念较多，方法独特，工具杂加上教学时间短，使得学生在学习这门课程时普遍感觉概念太抽象以致思维难拓展、解题方法难掌握。 因此，如何引入好的教学方法从而提高此门课程的教学质量是当今教育工作者急于探讨的问题。
类比法是根据两个或两类事物在某些属性上相同或相似，从而推测它们在其他属性上也相同或相似的一种推理方法。著名数学家拉普拉斯说过：“在数学里发现真理的主要工具是归纳和类比。”可见它在数学学习中的重要性。在教学中可以让学生先回顾之前学过的知识，并由此引出新知识和新概念，再通过类比法来比较二者的共同点和不同点，从而起到化陌生为熟悉，化抽象为具体，化繁为简的作用，帮助学生贯通知识间的联系，使知识体系纵横交融形成系统的知识网络，从整体上掌握知识。下面我们将浅谈类比法在概率统计的概念教学和习题教学中的应用。
1 类比法在概念教学中的作用
匈牙利数学家玻利亚说：“类比是一个伟大的引路人。”类比作为一种思维方法，其侧重的不是逻辑性、确定性、严格性，而是创造性、猜测性、灵活性。概率统计中的许多概念都可以通过类比引出并揭示其本质。此外，我们可利用原有的认知结构借助类比法，有效地掌握新知识，并将这些知识有机系统地统一起来。
1.1 随机事件的关系运算与集合的关系运算的类比
由于事件可以看成由某些样本点构成的集合，因此可将二者类比学习。例如：集合A∪B表示其中任意一个元素x仅属于A或者仅属于B或者属于A和B的公共部分，我们可以形象地用韦氏图来表示。此时若将A和B看作是事件，则事件A∪B表示“事件A和事件B至少有一个发生”，记作A+B，即概率论中事件的和等同于集合论中集合的并集。同样的类比方法，我们可将集合论中集合的交集类比到概率论中事件的积中去。
在教学中可引导学生先回顾集合之间的各种关系运算，随之再引出相应的事件间的关系运算，最后归纳总结。此外，事件运算的性质如交换律、结合律、分配律均可对照集合的相应性质进行类比学习。
1.2 离散型随机变量与连续型随机变量的类比
表1
对于离散型随机变量，学生感觉较容易，但对于连续型随机变量，往往学生感觉抽象难理解。由于分布列在离散型随机变量中的地位与密度函数在连续型随机变量中的地位等同，因此对于离散型随机变量中的边缘分布列与联合分布列的关系可以过渡到连续型随机变量中边缘密度函数与联合密度函数的关系中去，此外诸如随机变量的独立性的充要条件以及期望与方差的计算均可轻松过渡。具体我们可通过“把连续的问题离散化”这种方法，实际是将对离散型随机变量中对分布列的求和变成对连续型随机变量中的密度函数求积分即可。表1我们将对其中的部分性质及计算作一个简要的类比。
1.3 一维随机变量与二维随机变量的降维类比
任何学习都是循序渐进的，一般来说低维空间的知识相对简单，容易被学生接受，所以最好的方法是从低维空间向高维空间过渡学习。降维类比法是将高维空间中的数学对象降低到低维空间中去观察，利用低维空间中数学对象的性质类比归纳出高维数学对象的性质。
我们知道一维离散型和连续型随机变量的分布函数分别为：
在研究二维离散型和连续型随机变量时，我们可用降维类比法得到其联合分布函数分别为：
通过上面的类比得知抽象的二维随机变量的分布函数与一维随机变量有着一致的表达式，从而大大降低了学习的难度。此外，二维离散型随机变量的联合分布列与连续型随机变量的密度函数的性质与计算均可借助一维随机变量的相关知识引入。
2 类比法在习题教学中的应用
类比法是解题的有力工具。在习题教学中，教师若常引导学生用类比思维去寻找解题的方法，会起到事半功倍的效果。我们首先可以利用条件、结论或者结构形式上的类似，联想与之类似的概念性质从中得到启发。例如，在概率统计中有这样一题：
已知连续型随机变量X的概率密度函数为fx=ae■ x>00 x≤0，求a。
分析：此题若由密度函数的性质■，通过积分可求得a=3。但是我们若通过与指数分布的密度函数fx=λe■ x>00 x≤0进行对比，可知a=3。这样在解题中不需要计算便可得到结果。
总之，类比法是创造性地表达思维的重要手段，在概率统计教学中有其特有的地位和作用。在概率论的类比法教学中，不仅要根据学生已有的知识提供恰当的类比对象，更为重要的是引导学生在类比中去发现目标对象与类比对象的本质区别，从而真正地认识和理解目标对象，否则则可能导致错误的理解与认识。事实上，类比法在概率统计教学中的应用远不止于上述几个方面，这里就不一一赘述。在概率论教学中若恰当应用类比法，可使学生将所学的知识条理化系统化，有利于提高学生分析问题与解决问题的能力，培养学生的创新意识和创新精神。
【参考文献】
（上接第165页）[1]G.波利亚.数学与猜想（第一卷）：数学中的归纳与类比[M].北京：科学出版社，1984.
类比法指对两个或两种的对象进行比较和研究，将这两者的共性和特性进行列举和分析，再通过对数据的总结和整理之后得出其中的某个或是某类对象理论和规律，并以此推断另一个或另一类的对象.然后，对它们之间的相通性和相似性进行研究的逻辑推理和研究方法.其实很多人都知道“知识迁移”是现代教育心理学的一个重要理论，其通过对所学习的知识和方法对未来的知识进行影响和产生作用.当然，这类影响和作用自然具有两面性，当其发挥积极作用时称之为正迁移，而起发挥消极作用则称之为负迁移.在高中物理教学过程中，这类相似性和共性往往会发生在不同的范围，例如其运算公式的相似性、实验模型具有相似性、常数的值近似等.因此，这类知识也常常运用类比法和迁移的理论进行学习，通过已知的系统将物理规律寻找未知系统的物理规律，促进知识的正迁移效果，尽量减少负迁移效果，对教学产生事半功倍的效果.
一、类比思维的意义
类比思维是用一种类比推理的方式灵活应用所学知识，将逻辑梳理清晰，在大脑中通过抽象的类比来实现对新事物的解答.它也是一种举一反三的能力，知道一件事物的实质，相应的根据彼此的相关性，可以推导出未知事物所具有的性质，关键在于要有联系已知的能力，类比法对未知做出判断.类比思维是具有创造性的，要求有较高的创新能力，来支持类比思维方式的形成，同时类比思维作为一种抽象的思维方式，它需要将抽象具体化形成形象的表达方式，将原本只观察表面看似毫无联系的两个事物联系起来，寻找出相似的特征，得到未知领域的新成果.
二、高中物理教学中类比法的简述
类比法，也就是通过两个或者两个以上类别的事物比较，让学生发现其中的相同点以及不同点，在此基础上，将其中的一个或者一类事物的知识体系推演到另一个类事物上，得出推论，论证这两类事物是相似还是相同，类比法属于这样一种逻辑推理和研究方法.知识迁移的概念来源于现代教育心理学，关于知识迁移已有的定义是人类已经形成的认知结构，包括：知识、技能、方法以及态度，这几个方面对学习新知识的影响.知识迁移符合唯物论辩证法中一切事物都普遍存在联系的观点，可以使一个人在已有知识的基础上构建新的知识，并使前后知识发生作用，产生积极或者消极地相互影响.这其中积极影响称为正迁移，消极影响称为负迁移.高中物理教学大纲中存在许多同一前提有不同问题，相似形式的教学内容，对于高中生来说不容易理解记忆，例如，物理公式、模型等.如果教师能够让学生学会类比法，运用迁移理论找到知识之间的相似性，去学习新的物理规律，可以减少学习独胆，提高学习效率.
三、高中物理教学中类比法的使用
共存类比指将两个或者两个以上的知识点，进行沟通联系的推理过程.一般来说，在引入新课时，学生感到学习困难的一个重要原因就是对已授知识遗忘较快，而对新授知识又难以完全理解，而有效运用共存类比法，组织“温故知新”，可以沟通新旧知识点，有效导引新课教学.
比如：学习电场“引入试探电荷以定义电场强度概念”时，考虑到有些学生一下子接触这样的抽象定义方法会有些“吃劲”，教学设计中可将电场和空气中的风进行类比，风是由于空气的流动所形成的，既看不见也摸不着，但是一种客观存在，“那么我们如何判断所感受风力的大小与方向呢？”，一般会借助“风中物体的受力情况”，比如观察风中小旗向哪个方向飘动，就可以判断出风力方向，又可以根据小旗在风中飘动的激烈程度，可以判断出风力的大小.而电场也是一样，它存在并迷漫于电荷周围，也是一种看不见摸不着的物质，我们如何定义电场的大小与方向呢？采用借助类似“小旗受力”检测的办法，如以放入电场中的试探电荷所受的静电力的大小和方向来定义场强强弱与方向，进而明确定义电场强度的研究思路.借助于此类比法，我们还可以对试探电荷作出进一步的约束，如“我们可不可以用一面非常大的旗子的受力来判断风力的大小和方向呢？”，“不行，如果旗子非常大，由于旗子本身的存在，就会改变原来所在位置处风力的流向与大小”，由此类比，我们同样要对试探电荷作出科学约束等等.
学习物理过程中，这一类方法的运用很多，例如：学生很难理解电势能这一抽象概念，我们可以用重力势能进行类比，又如弹性势能、动能的研究方法可以和重力势能的研究方法加以类比，再如定义电容器电容时可以运用水容器进行类比等等，使学生在学习新概念时，能对一些从没见到过的知识少一分恐惧，多一份亲近.共存类比法究其实质就是将一些抽象的原理、概念变得具体、形象、简单.所以，它在高中物理教学中的应用十分普遍.
四、类比法在开发学生创造性思维中的应用
关键词：类比法；创新能力；高中物理
知识可能遗忘，但方法终身受用。类比法是通过比较两个物理量得出新的理论设想或加深对新知识的理解和记忆。类比法是人们熟知的几种逻辑推理中最富创造性的。歌德曾说：“每当理论缺乏可靠论证的思路时，类比这个方法往往指引我们前进。”科学史上很多重大发明、发现就起源于类比。类比法是一种“从特殊推到特殊的科学方法”，在物理教学中有着广泛的应用。
一、类比法可以加快对新知识的理解和记忆
二、类比法可以提高解题能力和创新能力
物理学中有些运动，特点非常相似，我们可以通过类比，用熟悉的运动规律求解和分析新的运动。如，带电粒子在电场中的偏转与平抛运动相似，我们就可以用求解平抛运动的方法分析带电粒子的偏转。再如，核外电子绕核运动的规律与卫星绕中心天体的运动相似，我们就可以根据卫星的运动特征来理解玻尔原子能级。类比法还可以实现物理理论的创新和突破。如，奥斯特发现了电流的磁效应即电生磁的现象后，法拉第就想，既然电能生磁，那么磁能否生电呢，通过十年的不懈努力，发现了电磁感应现象。再如，我们知道自然界存在单独的正电荷、负电荷，电和磁有很多相似之处，那么是否也有磁单极子存在呢，这个想法也是通过类比得出来的。
三、将生活实际与物理规律类比，可以加强感性认识
如，将电容器的电容与杯子装水的本领进行类比，将机械波的形成类比集体表演，将电流类比水流，电压类比水压，电源类比抽水机等等，可以让学生非常清晰直观地想象出那些看不见、摸不着的东西的特点。
关键词:联想 类比 移植法 物理教学 应用
中图分类号:G633.7 文献标识码:A 文章编号:1672-3791(2011)09(a)-0204-02
联想―类比―移植是创造性思维的一种重要形式,它是创造性思维的核心,学生学会这种方式对解决物理问题是得益非浅的。本文从日常生活中的过山车现象直接切入课题――物体圆周运动的应用,进而提炼出物体作圆周运动的物理模型及物理模型在解决物理问题中的应用。让学生依据已有的物理知识,通过分析、联想、讨论、总结,研究学习解决实际物理问题的方法。让学生经历学习中的探究过程,体验科学研究方法,倡导学生主动参与解决物理问题的方法,培养学生“由此思彼”的连动思维和创造能力。
1贴近生活提炼出物理模型,产生联想
在游乐场我们可以看到过山车在作竖直平面内的圆周运动,而坐在过山车中的人在最高点不掉下来是什么原因。引入――物体在光滑圆环内作竖直平面内的圆周运动。
1.1 提出问题
物体在最高点不掉下来的条件是什么？
教师展示课件:物体运动的速度的不同而使得物体在不同的点掉下来(图1)。
通过受力分析及约束力的条件得:
学生依据已学过知识,得出。
1.2 产生联想
教师提出:我们在学习中还遇到过哪些类似的物理问题？
学生可以自然地联想出轻绳一端拴一小球在竖直平面内作完整的圆周运动,人造卫星围绕地球作圆周运动等。
1.3 解决问题
例:长为L的轻绳一端固定在O点,另一端拴一个质量为m的小球,在最低点以水平速度v0抛出小球,使小球在竖直平面内做圆周运动,试证明:若小球能通过最高点,v0的最小值应为。
问题的分析:物体要做完整的圆周运动,绳子必须绷紧,亦就是要受到力的约束――T≥0,因此在最高点必有:
而在整个运动过程中由于拉力不做功,机械能守恒,取最低点作为零势能面(图2)。
从而得出:mg・2L+mv2/2=mv02/2
证明:
有
mg・2L+mv2/2=mv02/2
得v0≥,所以最小值为v0=
证明过程由学生自己完成。
1.4 小结
在学生能得出比较完整的物理模型并能解决简单的物理问题之后,应有意识地引导学生产生丰富的联想的方法,去探究怎样把已学习的物理知识应用到新的物理情景中的方法,从而提高学生的思维能力,创造能力,解决问题的能力。
2类比
2.1 提出问题
可由教师直接提出,也可由学生在联想的基础上提出,教师总结成几条进行讨论(图3)。
a.加一竖直向下的匀强电场,小球带电量为q,所受电场力是重力的3/4倍。
b.电场的方向改为水平方向,小球带电量为q,所受电场力是重力的3/4倍。
2.2 探究类比的方法
在a中,比前题只是多受一个电场力并且电场力的方向与重力方向相同,只要把重力mg改成mg+qE=mg+3mg/4=7mg/4。
在b中,比较a电场力的方向发生了改变,因此合力的方向亦发生了改变,所以要充分的认识到绳子最易松弛的位置不在最高的点。我们应重新找到绳子最易松弛的点,由于重力与电场力大小和方向都是不变的,所以它们的合力大小与方向也是不变的,引导学生找到重力和电场力合力方向指向圆心的点,则该点就是绳子最易松弛的的点,这样我们把上例中的mg改为。
2.3 解决问题
解题过程可由学生自己完成,但要注意引导学生这里有电场做功,不能应用机械能守恒定律,而要应用动能定理(图4)。
(1)对最高点进行受力分析,列出方程:
得出v0≥。
(2)找出重力与电场力的合力指向圆心点。
tgθ=qE/mg=3/4θ=37°F=mg/cos37°=5mg/4。
重力与电场力合力指向圆心,列出方程:
得出v2≥5gL/4
应用动能定理,列方程:
－F・L(1+cosθ)=mv2/2－mv02/2
解出v0≥
2.4 小结
在类比中一定要抓住问题的本质属性,把问题所反映的全体对象揭示出来,使学生利用这个基本物理模型的知识,应用到新的情景中去。这里塑造了一个竖直平面由轻绳系拴住物体作圆周运动所必须遵守条件的物理模型,让学生身临其境,充分发挥了学生的联想、类比能力,使学生体会到由此及彼、触类旁通的感受,从而提高了学生的创新思维能力。
3移植
3.1 提出问题
如图5所示,一半径为R的绝缘圆形轨道竖直放置,圆轨道最低点与一条水平轨道相连,轨道都是光滑的,轨道所在空间存在水平向右的匀强电场,从水平轨道上的A点由静止释放一质量为m带正电的小球,为使小球刚好在圆轨道内做圆周运动,求释放点A距圆轨道最低点B的距离S。已知小球受到的电场力大小等于小球重力的3/4倍。
3.2 分析讨论
要使小球刚好在竖直平面内做圆周运动,必须使小球受到重力与电场力的合力指向圆心的点能做圆周运动,则小球能做完整的圆周运动,因此首先把这个点找出来,亦即要受力分析,找出与竖直方向夹角θ＝arctgF/mg=37°,然后列出方程求解。
3.3 模型移植,解决问题(图6)
tgθ=qE/mg=3/4,θ=37°
得出S=23R/6
3.4 小结
把学习的主动权交还给学生,即激发了学生的探求欲望和成就感,又教会了学生一种学习方法和创新思维,这种学习潜能的培养,不仅有助于学生的解题能力的提高,而且对我们今后进一步学习深造和参加实践活动产生深远的影响,使得学生终生受益。
4应用扩展
(1)单摆中“g”的改变问题。
(2)由平抛运动到带电粒子在电场中的偏转问题。
(3)万有引力作用下的圆周运动到库仑力作用下的圆周运动,电子轨道变化。
还有许多问题让学生自己去总结。
5结语
分析问题产生联想―类比找出物理问题的基本模型―移植从某个已掌握的物理模型过度到新的环境中去―解决问题,本文从实践到理论再回到实践,符合物理学的研究方法。从学生的角度看它是从生活到物理,再回到应用物理解决生活中的问题,能使学生领会到物理学的科学探究方法和学习方法。在教学过程中留有空间,让学生充分发挥想象思维,拓展学生解决问题的思路,培养学生创新思维的能力。
参考文献
因此，在电势教学中可以充分利用类比法，从力、功、能等多个角度，把学生不熟悉的电场与较为了解的重力场进行对比，促进学生对电势及相关概念理解，让学生认识电场、了解电场，进而学会描述电场的特性和规律，从而学会应用电场知识解决实际问题.
〖=D(〗一、用类比法引入“电势差”的概念〖=〗
在学习电势的概念之前，学生已经学习了电场力的性质的描述，了解到重力场对放入其中的有质量的物体有重力的作用，电场对放入其中的电荷有电场力的作用.重力加速度的大小和方向反应重力场的强弱和方向，而电场强度的大小则反应电场的强弱和方向.电场的种类较多，各有各的特点，其中与重力场最相似的是匀强电场.为了便于类比，课堂教学时，可以把重力场和方向竖直向下的匀强电场进行对比.
如图1，将质量为m的物体放在重力场中的点A处，撤去除重力以外的其他力，物体将向点B运动；如图2，将电量为q的正电荷放在匀强电场中的点A，撤去除电场力以外的其他力电荷将向点B运动.
图1
图2
提问：撤去除电场力以外的其他力电荷将从点A向点B运动，这说明点A、点B是不同的，那么点A和点B有什么不同呢？对比物体在重力场的运动，试着作出解释.
经过一番思考和讨论，有的学生会得到这样一个结论：重力场中物体从A向B运动，因为A、B间有高度差，电场中电荷由A向B运动，说明电场中A、B两点间也有差别.
“怎么来表示这种差别呢？”教师讲述：高度差使重力场中物体从A向B运动，使电荷从电场中A向B运动的这种差别，可叫做电场中的高度差，简写为“电高差”.汉语中“势”里本身就有“高”的含义，如“地势”、“权势”、“趋炎附势”、“仗势欺人”等，因此“电高差”可以说成“电势差”.电势差是一个十分抽象的概念，通过类比，让初学者了解到电场中的电势差，类似重力场中的高度差，这应该是一次成功的体验.
〖=D(〗二、用类比法得到“电势”的定义〖=〗
电场中A、B两点间有电势差，如何求这种差值呢？重力场中的高度差可用直尺来测量，电场中的电势差一开始当然没有相应的仪器来测量，在重力场中还可以怎样求高度差呢？
这里有一个共同点可以给我们启示，物体在重力场中，从A运动到B，重力做正功；正电荷在电场中，从A运动到B，电场力做正功.重力场中A、B间的高度差H等于重力做功与重力的比值，通过类比得到：电场中A、B间的电势差U等于可以用电场力做功与电荷电量的比值来表示，从而得到U=W/q的表达式.
重力场中某点与高度零点间的高度差为该点的高度， 电场中某点与零电势点间的电势差，叫做该点的电势.
〖=D(〗三、用类比法引入“电势能”的概念〖=〗
【关键词】：初中物理 类比法 应用
引言
类比法是指由一类事物所具有的某种属性，可以推测与其类似的事物也应具有这种属性的推理方法。这种方法是根据事物的形态、属性、结构、功能以及理论的原则、形式、方法、内容，在已有知识的基础上，为进一步认识事物的一种有效的试探性的判断方法。类比法在初中物理学的应用非同小可，具体可以从以下几个方面进行探讨分析：
1类比法在初中数学教学中的引入
在电压教学中，教材采用了水路模型与电路模型类比的方法引入了电压的概念。在电压这个问题上，主动着手是有些困难的，但是通过水压的方法，引导学生去学习更好。在教学时，要引导学生分析水流形成的原因，水压即是水管中形成水流的原因，这就是分析电路中“电压是形成电流的原因”的基础所在。然后将水压与电压的图示进行分析，找出对应关系，如水轮对灯泡、水泵开关对电源开关、水流对电流等，从而更加了解到水的流动是因为存在水压，也就是说电荷的定向运动是存在电压的缘故。我们就可以做假设性总结，“水压”是形成水流的原因，“电压”则是形成电流的原因，而电源就是相应于水泵开关，是提供电压的装置。这样的教学使学习更加方便，同时能拓宽学生的想象力，使学生能做到举一反三。
2类比方法的初中数学教学中的应用
（1）用电流产生的效应大小来研究电流的大小就是利用类比法。电流有热效应、磁效应和化学效应，都和电流有关。要研究电流大小，就可以通过研究电流产生的效应大小的方法来探讨。用电流大小来比作水流大小、研究电源的使用，引入抽水机等都可以算是类比法。
（2）在学习分子之间存在引力与斥力时，我们不能凭空想象，那就用学过的知识来解决这一问题，采用类比方法。用弹簧来制作一个存在斥力和引力的模型，把两个小球类比为两个分子，一根弹簧连接两个小球，类比分子间的引力与斥力。没有外力作用的情况下，在弹簧上的两个小球受到的力是相等的，两小球之间保持力的平衡。也就是说分子分子时的情况也是一样的，两个分子和两个物体相似，都是存在着斥力和引力，当斥力大于引力时，弹簧是拉伸的，相反，弹簧就是压缩的。
（3）初中物理中压强、密度等概念均采用了类似比值法定义的。大气对浸在它里面的物体产生的压强叫大气压强，简称大气压或气压。1654年格里克在德国马德堡作了著名的马德堡半球实验，有力证明了大气压强的存在，这让人们对大气压有了深刻的认识，但大气压到底有多大人们还不清楚。11年前意大利科学家托里拆利在一根1米长的细玻璃管中注满水银倒置在盛有水银的水槽中，发现玻璃管中的水银大约下降了24厘米后就不再下降了。这24厘米的空间无空气进入，是真空。托里拆利据此推断大气的压强就等于水银柱的长度，这就是著名的托里拆利实验，密度的定义也是类似如此。
（4）分子动能和势能与物体的动能和势能类比的方法。首先学习的是物体的动能和势能，而且分子是比较抽象的东西。分子动能从宏观上看是和物体的质量、摩尔质量和温度有关。从微观上看是与分子个数和平均动能有关。故用物体的来类比。再如，在研究“影响电阻大小的因素”的实验中。根据探究的思路首先进行猜想“影响电阻大小的因素”有哪些？因为电阻较抽象，在这里学生往往不敢猜想，此时教师可以用类比法来引导学生：电阻就好像是我们行走在雨雪交加的大路上，我们行走的难易程度也就可以类比成电阻的大小，若是路很长，我们也就越难走到尽头等等。电阻的大小还和材料的横截面积、长度，是否加入材料有关，也就相类比于道路的泥泞程度。
通过上述例子可以发现，类比法在物理教学中非比寻常。把物理知识与实物模型相类比，把抽象事物赋予间接的直观形象，把研究对象具体化，可使学生抓住知识的本质特征，对知识有更全面、更深刻理解和把握。如在学习“电磁感应现象”时，由于学生对这种抽象的事物没有深入了解，想象的空间也很欠缺，在教学时，就把磁感线类比成生活中我们用的棉线，导体类比于一把刀，当刀子切断棉线时就说导体在做切割磁干线运动。这样学生就容易理解和掌握这种抽象难懂的东西了。再如上面提到的分子间的关系用弹簧来类比，影响电阻大小的因素长度、横截面积和材料与道路来类比，把气体、液体、固体分子结构和体积、形状与学生放学、课间、上课的三种形态相类比等。然而类比法也是存在一些不足，在应用中也要注意。
3类比法的缺陷与差异所在
惠更斯应用具有创造性的思维方法一类比法，才确信光也“像声音一样”，是以“波的形式来传播的”。类比法的成功在于它很好地把抽象具体化，使同学们更好地接受。但是事物都具有两面性，万事都不是两全的，类比法也是如此，在其成功之后也有些缺陷，进行类比的对象这是因为进行类比的两个对象，除了有相似的一面以外，还有差异的一面，类比法无法解释这些差异，也就有时会误导学生，如果不注意这种差异，由类比法得出的这种结论就会减低或完全失去价值。
文章编号：1671-489X（2016）10-0080-03
1 前言
所谓类比教学法，就是利用类比方式进行教学，即在教学过程中把新知识与记忆中结构相类似的旧知识联系起来，通过类比，从已知对象具有的某种性质推出未知对象具有的相应性质，从而寻找解决问题的途径[1]。在计算机网络教学中有不少采用类比教学的案例，比如：孙兴华等人利用对讲机、内线电话和外线电话来类比网络基本设备中集线器、交换机和路由器的使用，利用跨国公司向各分公司发送公函类比OSI参考模型[2]；杨兆华利用列车专线、专列非专线、非专列非专线运输方式来类比三种数据交换技术[3]；师春灵利用校门门禁系统类比网关，利用学号中各位数字表示学院、专业、年级、序号来类比IP地址结构；等等[4]。
以上教学案例中，类比教学仅仅用来解释一个概念或者比较几种相关技术，能够辅助学生理解一些抽象的或者深奥的概念，但很难帮助学生去建立计算机网络课程完整的知识框架，在提高学生分析具体问题、解决实际问题的能力上也是有限的。那么，有没有可能从学生日常生活中寻找一种与计算机网络体系结构接近的模型，从这个模型入手，学生可以探究与建构计算机网络知识体系，促进充分联想和主动思维，巩固抽象概念并强化记忆？结合教学实践和反思，笔者发现借用物流作业可以开展贯穿整个计算机网络课程的类比教学。
2 类比教学法在计算机网络课程教学中的应用案例
类比物流系统与因特网的组成 物流系统的边缘部分由面向客户服务的网点组成，核心部分由连接不同区域的转运中心组成，如图1所示。因特网的边缘部分由连接到因特网上的主机组成，核心部分由连接不同网络的路由器组成，如图2所示。
1）类比物流系统和因特网的边缘部分。物流系统的边缘部分是业务网点，负责指定的服务范围内所有客户的收件、派件。因特网的边缘部分是面向用户的主机，该主机内的进程发送和接收数据都交由主机来完成。
2）类比物流系统和因特网的核心部分。物流系统的核心部分是各级转运中心，负责区域内所有网点的快件集散。根据所负责快件的范围，转运中心可分为不同级别，有负责跨省区、跨市区快件集中和分发任务的高级别的转运中心，也有仅负责周边一两个城市快件集中和分发任务的较低级别的转运中心。因特网的核心部分是路由器（Router），用于连接多个逻辑上分开的网络。一般将连接家庭或ISP内小型企业客户的路由器称为接入路由器，将连接企业或校园许多终端系统的路由器称为企业级路由器，将实现企业级网络的互联的路由器称为骨干级路由器。当数据从一个网络中的主机传输到另一个网络中的主机时，要通过路由器的存储转发功能来完成。
类比物流作业与计算机通信的过程 随着电子商务和物流行业的快速发展，当前大学生对网购并不陌生，课堂上可以通过引入图3这张快件跟踪查询记录，让学生分析和讨论图中快件流转过程，导入物流作业与计算机通信的类比教学。
快件流转涉及4个要素和7个环节，其中4个要素为客户、业务网点、转运中心和网路，7个环节为收件、交件入仓、集中、分拨、转运、分拨和取件派件，具体流程如图4所示。
计算机网络中数据流转同样涉及4个基本要素和7个主要环节，其中4个基本要素为网络终端设备、局域网、网络互连设备和传输媒体，7个主要环节为数据产生、数据封装、数据发送、数据接收、路由选择、转发数据和数据交付，具体流程如图5所示。
无论是物流作业还是计算机网络通信，都不是严格的按照上面7个环节顺序执行的，尤其是中间的路由选择（分拨）和转发数据（转运）环节可能在一次传输中不被执行或者被多次执行。更为科学地反映了物流作业和计算机通信的过程。对比图这4个流程图，学生对局域网内数据传输和路由器的路由选择与转发分组会有更科学的理解。
类比物流系统与计算机网络的体系结构 系统论指出，要建立、运行、管理和维护一个复杂的系统，可以将系统的结构分成几个相互区别又相互关联的层次，通过各个层次的有机联合完成系统的运作。物流作业和计算机通信都采用了分层结构的体系思想。
关于物流系统结构的划分，相关研究从设计和建立物流系统的角度将物流系统划分为4个层次：物质基础层、知识决策层（或者智能枢纽层）、业务运作层和应用层[5]。也有研究将物流系统体系结构分为用户子系统、配送子系统、运输子系统、包装子系统和车载子系统等5个部分。仔细分析可以发现物流系统5个子系统的划分与计算机网络五层协议体系结构的划分具有高度的一致性，可以进行较好的类比教学，二者的对应关系可以用图8表示。
3 计算机网络课程运用类比教学法的注意点
在课堂教学实践中，类比教学使用得好能促进教学，反之会影响教学，甚至会混淆学生对知识的理解。笔者总结借用物流作业开展贯穿整个计算机网络课程的类比教学时要注意以下几点。
一是类比要恰当，不能局限于二者表面相似性，更不能望文生义。比如：不去分析物流作业与计算机通信的实际过程，仅从字面上将物流系统中的用户与计算机网络中的主机用户进行类比，那么学生就会误认为计算机通信的真正端点是主机而不是主机中的进程。
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