時(shí)間：2023-06-19 09:24:15
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中圖分類號(hào)：G633.7文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：B文章編號(hào)：1672-1578（2016）11-0276-02
隨著新課改的不斷深入，初中教學(xué)越來越受到社會(huì)的關(guān)注，物理作為初中教學(xué)中一門重要的學(xué)科，對(duì)于學(xué)生今后的發(fā)展具有重要影響，應(yīng)當(dāng)著力提高物理教學(xué)的質(zhì)量。在傳統(tǒng)的教學(xué)理念以及教學(xué)方式難以跟上現(xiàn)代教育發(fā)展的情況下，初中物理教學(xué)必須緊跟教育發(fā)展的潮流，探尋更加科學(xué)合理的教學(xué)方式來提高教學(xué)效率，而類比法在初中物理教學(xué)中可以起到非常明顯的作用，值得在初中物理教學(xué)中廣泛應(yīng)用。
1.初中物理教學(xué)過程中類比法應(yīng)用的現(xiàn)狀分析
1.1學(xué)生的主體地位沒有受到重視。傳統(tǒng)的應(yīng)試教育觀念的束縛下，物理教師的教學(xué)觀念一時(shí)難以轉(zhuǎn)變，固守傳統(tǒng)的教學(xué)觀念和教學(xué)方法，單向式地向?qū)W生傳授知識(shí)理論，將自己視為教學(xué)的中心，沒有充分尊重學(xué)生的主體地位，使得學(xué)生在簡短的課堂上難以消化吸收大量的知識(shí)內(nèi)容，加上本來物理知識(shí)的理解就非常具有邏輯性和推理性，久而久之，那些理解能力稍差的學(xué)生，他們的自信心受到嚴(yán)重打擊，逐漸失去物理學(xué)習(xí)的興趣[1]。物理教師盡管在教學(xué)的過程中會(huì)用到類比法試圖去活躍課堂氛圍，但是初中生處于青春期，叛逆心理很強(qiáng)，要想重新讓學(xué)生燃起物理學(xué)習(xí)的興趣，難度可想而知。
1.2學(xué)生自身未能正確認(rèn)識(shí)和理解物理教學(xué)。雖然初中生面臨著中考的壓力，但是就當(dāng)前的教學(xué)現(xiàn)狀來講，中考對(duì)于他們而言并不會(huì)產(chǎn)生實(shí)質(zhì)性的影響。因此，學(xué)生在日常的物理學(xué)習(xí)過程中不能端正自己的思想，對(duì)物理學(xué)習(xí)不能形成正確認(rèn)識(shí)。很多學(xué)生都認(rèn)為，以后將會(huì)文理分科，不一定會(huì)接觸物理學(xué)習(xí)，只要將其他語數(shù)外幾門重要學(xué)科學(xué)習(xí)好了就能保證自己在學(xué)習(xí)成績上不會(huì)掉隊(duì)，這造成了物理教學(xué)質(zhì)量的下降，類比法的應(yīng)用在某些時(shí)候并沒有起到非常明顯的教學(xué)效果。
2.初中物理教學(xué)過程中類比法的應(yīng)用
2.1在知識(shí)理論教學(xué)過程中引入類比法。初中物理教學(xué)不同的研究對(duì)象有著不同的特征，甚至很多時(shí)候一個(gè)研究對(duì)象從不同的角度去看，也會(huì)得到不同的結(jié)果[2]。尤其在初中物理教學(xué)過程中，許多的公式理論都是用一些字母進(jìn)行闡述的，學(xué)生剛開始接觸對(duì)于一些公式理論本來就難以理解，再加上一些他們認(rèn)為復(fù)雜的字母參雜其中，似乎理解起來難度更大。因此，初中物理教師在教學(xué)過程中，應(yīng)當(dāng)將涉及到的公式因素以類比的形式形象化和具體化，讓學(xué)生理解起來比較順暢，并且加深記憶。例如，在講解到串聯(lián)電路電壓規(guī)律的時(shí)候，教師可以這樣講解，從而使得學(xué)生可以理解起來更容易。串聯(lián)電路電壓的規(guī)律：U總=U1+U2（分壓），如圖1，L1、L2分別類比為甲、乙兩位同學(xué)，電源相當(dāng)于一個(gè)物體的重量，U總=U1+U2（分壓）類似于甲、乙兩位同學(xué)分擔(dān)這個(gè)物體的重量。
又比如在講解到杠桿原理的有關(guān)知識(shí)是，可以用具體的任務(wù)形象加速學(xué)生對(duì)杠桿原理有關(guān)定義的理解，如圖2。
2.2在物理解題時(shí)的過程中應(yīng)用類比法。物理知識(shí)的學(xué)習(xí)，既有理論知識(shí)的學(xué)習(xí)，也有實(shí)踐操作的練習(xí)，將學(xué)習(xí)到的理論知識(shí)應(yīng)用到實(shí)際問題的解決過程中才能做到理論和實(shí)踐相結(jié)合。但是學(xué)生在進(jìn)行實(shí)際問題解決的過程中，可能因?yàn)閷?duì)于一些基本概念的理解還不夠透徹，導(dǎo)致解題的過程非常艱難，還經(jīng)常容易出現(xiàn)一些知識(shí)概念理解的錯(cuò)誤。因此，物理教師在對(duì)應(yīng)用題進(jìn)行講解的時(shí)候，一定要跟學(xué)生強(qiáng)調(diào)涉及到的理論知識(shí)，讓學(xué)生今后可以更從容地面對(duì)解題。例如，在講解到凸透鏡成像規(guī)律的應(yīng)用題時(shí)，學(xué)生可能對(duì)凸透鏡成像規(guī)律涉及到的概念理解不到位，造成解題時(shí)出現(xiàn)錯(cuò)誤，為了更好地讓學(xué)生在解題時(shí)有一個(gè)清晰的思路，教師可以這樣向?qū)W生闡述凸透鏡成像規(guī)律的有關(guān)知識(shí)概念。如圖3，物相當(dāng)于甲同學(xué)，像相當(dāng)于乙同學(xué)進(jìn)行拔河比賽，凸透鏡的位置相當(dāng)于中點(diǎn)。
（1）當(dāng)u=2f時(shí)，v=2f，成倒立、等大的實(shí)像（如下圖）
甲、乙兩位同學(xué)進(jìn)行拔河比賽，為了保證比賽的公平性，甲、乙兩位同學(xué)力量是等大的（等大的實(shí)像），距離中點(diǎn)相等（u=v=2f）。
（2）當(dāng)u>2f時(shí)，f
當(dāng)乙同學(xué)的力量比甲同學(xué)的力量?。s小的實(shí)像），此時(shí)甲同學(xué)遠(yuǎn)離中點(diǎn)，乙同學(xué)靠近中點(diǎn)（u>2f，f
（3）當(dāng)f
當(dāng)乙同學(xué)的力量比甲同學(xué)的力量大（放大的實(shí)像），此時(shí)甲同學(xué)靠近中點(diǎn)，乙同學(xué)遠(yuǎn)離中點(diǎn)（f
3.結(jié)語
總而言之，初中物理教學(xué)對(duì)學(xué)生的影響非常重要，要想學(xué)生今后在學(xué)習(xí)上有很好的發(fā)展，就必須著力提高初中物理教學(xué)的質(zhì)量，提高學(xué)生的物理學(xué)習(xí)意識(shí)，而類比法是一個(gè)十分適用于初中物理教學(xué)的方法，應(yīng)當(dāng)充分利用，提高教學(xué)效率，促進(jìn)物理教學(xué)事業(yè)的發(fā)展。
隨著信息技術(shù)教育的不斷深入和發(fā)展，在高中階段信息技術(shù)已成為必修課、會(huì)考科目。由于信息技術(shù)科是一門應(yīng)用操作類學(xué)科，發(fā)展也非常迅速，沒有固定的教學(xué)模式，如何上好這門課程就成為了一個(gè)值得我們探討的問題?，F(xiàn)代心理學(xué)表明好奇心、求知欲和創(chuàng)造力是緊密聯(lián)系的。如何培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)造力，這是值得我們探討的。筆者在平時(shí)信息技術(shù)課的教學(xué)中采用類比的方式引導(dǎo)學(xué)生參與，在一定程度上能夠幫助學(xué)生理解掌握知識(shí)，提高教學(xué)效果，增強(qiáng)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣。
比如計(jì)算機(jī)開機(jī)，內(nèi)存可存儲(chǔ)信息；斷電，內(nèi)存中的信息消失。最恰當(dāng)?shù)谋扔骶褪墙淌抑械暮诎?。上課前，黑板是空的，上課時(shí)教師在上面寫下許多信息，下課了黑板上的內(nèi)容就被值日生擦掉了，以便下一節(jié)課再次使用。黑板上有重要的內(nèi)容，我們都會(huì)及時(shí)地記到本上，需要時(shí)可翻閱。書本正像是磁盤。所以我們上課時(shí)記筆記就和常說的 “ 存盤 ” 是類似的。教師如何安排和書寫板書、何時(shí)引用教案、何時(shí)囑咐我們記筆記 ---- 這就是如果我們有興趣就可以深入了解的 “ 內(nèi)存管理 ” ，于是學(xué)生就很輕松地記住了該知識(shí)點(diǎn)。
比如在講解“資源管理器”時(shí)，可以作如下內(nèi)容的對(duì)比。計(jì)算機(jī)中的文件其實(shí)與現(xiàn)實(shí)中的文件只是形式的不同，本質(zhì)上是一樣的，它們都是信息的載體。同樣，目錄（或文件夾）類似檔案袋，磁盤類似于文件柜。在現(xiàn)實(shí)生活中，我們要填寫許許多多的表格，尤其是學(xué)生每逢畢業(yè)時(shí)。這些表格其實(shí)就是文件。填好后，它們被分班裝在檔案袋中，這些檔案袋又被分類存放在文件柜的特定位置上。關(guān)上文件柜的門，里面就存放了大量的信息。如果文件很重要，我們會(huì)把它們放在特制的柜子中，并把柜子加鎖甚至加上密碼裝置，這就成了保險(xiǎn)箱。那么兩者都牽涉到文件管理，我們來看一下：啟動(dòng)資源管理器，我們就相當(dāng)于打開了文件柜的門。傳統(tǒng)文件柜的分格、分層結(jié)構(gòu)在這里變成了資源管理器窗口左邊的樹形結(jié)構(gòu)。用鼠標(biāo)到處點(diǎn)一點(diǎn)，并注意資源管理器窗口右邊相應(yīng)的變化。我們發(fā)現(xiàn)：資源管理器大于或等于文件柜。因?yàn)橘Y源管理器比文件柜功能更強(qiáng)大，使用更直觀更方便；驅(qū)動(dòng)器相當(dāng)于文件柜的某一層。文件夾相當(dāng)于文件袋。它們看起來模樣都差不多，所以也都有容器的功能。正如大文件袋可以裝小文件袋、小文件袋可以和文件混放在一個(gè)更大的文件袋中一樣，文件夾中也可以有文件夾，某一文件夾也可同一些文件混在一起放在另一個(gè)文件夾中。計(jì)算機(jī)的文件管理的層次結(jié)構(gòu)這樣就了然于胸了。
比如文件的操作：文件放的位置不妥，可用鼠標(biāo)拖到我們認(rèn)為合適的地方；文件不要了，我們可以刪除，配合類似于廢紙簍的回收站，還可以“撿回來”；我們可以用專用軟件把計(jì)算機(jī)中的文件加密，無關(guān)的人打開文件就會(huì)看到所謂的 “亂碼”，這和現(xiàn)實(shí)中的記載重要信息的密碼文件一樣的。電影中地下工作者用藥水把紙上的文字隱去或把文件藏在文件柜的夾層中不讓人發(fā)現(xiàn)，在計(jì)算機(jī)中最簡單的方法就是把文件賦予隱藏屬性，一般人是找不到的。如果設(shè)置了開機(jī)密碼，那么我們存儲(chǔ)大量文件的計(jì)算機(jī)就相當(dāng)于一個(gè)保險(xiǎn)柜了。
再比如在環(huán)球信息網(wǎng)上檢索信息：利用搜索引擎查找網(wǎng)站和網(wǎng)頁可以使用分類導(dǎo)向法和關(guān)鍵字查找法。可以比作是在圖書館查找圖書：我們可以按照所查圖書的類別一步一步的細(xì)化直至找到圖書就非常類似于分類導(dǎo)向法。我們也可以按照書名的筆畫或拼音找到圖書就類似于關(guān)鍵字查找法。每一種查找方式各有優(yōu)缺點(diǎn)：通過類別細(xì)化查找比較慢，但能夠查到相關(guān)、相近的其他書籍，對(duì)大范圍查找經(jīng)常用到；書名查找比較快，但不能查到相關(guān)或相近的其他圖書，便于準(zhǔn)確查找；因特網(wǎng)上使用搜索引擎也是一樣的。這樣同學(xué)們就能比較容易的掌握使用搜索引擎的方法。
教學(xué)內(nèi)容決定教學(xué)方法，首先，高中物理中有些內(nèi)容的客觀難度決定了常規(guī)的講授法不易取得較好的效果，物理概念和規(guī)律的理解、物理過程的分析、物理模型的構(gòu)建等構(gòu)成了高中物理中的諸多難點(diǎn)，突破教學(xué)中的難點(diǎn)，關(guān)鍵問題不是時(shí)間，而是方法，結(jié)合中學(xué)生的思維特點(diǎn)和生活經(jīng)歷，在講授新的物理概念或規(guī)律時(shí)，用學(xué)生比較熟悉的現(xiàn)象、概念和規(guī)律去進(jìn)行比較或類比，引導(dǎo)學(xué)生去理解和掌握新的知識(shí)，克服學(xué)生思維的缺陷，使難點(diǎn)得以突破，其次，學(xué)生往往靠直覺經(jīng)驗(yàn)進(jìn)行判斷，“想當(dāng)然”的推理，例如，學(xué)生常認(rèn)為“滑動(dòng)摩擦力一定對(duì)物體做功”、“重的物體下落快”等。而不能抓住事物的本質(zhì)和解決問題的關(guān)鍵’，這與其知識(shí)體系中概念模糊、關(guān)系含混、內(nèi)在一致性差的特點(diǎn)有關(guān)，對(duì)于物理公式習(xí)慣于生搬硬套，而不是理解意義根據(jù)具體問題靈活選用，例如，學(xué)過力學(xué)后，他們可以正確回答力與運(yùn)動(dòng)的關(guān)系，但對(duì)物體受力分析時(shí)常常不考慮運(yùn)動(dòng)狀態(tài)，中學(xué)生雖具備一定的邏輯思維能力，但其思維的批判性和深刻性還較差，另一方面，僅憑課本內(nèi)容讓學(xué)生發(fā)揮想象去理解，學(xué)生會(huì)感到枯燥無味，興趣不高。
所以，運(yùn)用形象類比的方法突破教學(xué)難點(diǎn)，既省時(shí)、省力，使學(xué)生對(duì)物理概念有了較深刻的理解，可取得較好的教學(xué)效果，又實(shí)現(xiàn)了學(xué)生能力的培養(yǎng)。
2、類比法在不同教學(xué)內(nèi)容中的應(yīng)用和作用不同
2.1 概念教學(xué)中有助于生成
高中物理中，有相當(dāng)一部分物理概念很抽象，學(xué)生難以想象更難以理解，如電場的概念絕不是一兩節(jié)課就能建立，我在電場教學(xué)時(shí)拿一瓶香水藏在講臺(tái)上，問學(xué)生聞到什么?并讓他們交換位置后再次回答香味有何不同?把電場類比為“氣味場”，把檢驗(yàn)電荷類比為“偵察員”，學(xué)生會(huì)很快理解電荷周圍電場強(qiáng)弱的分布，明確了檢驗(yàn)電荷是用來檢驗(yàn)電場的。電場的強(qiáng)弱是由電場本身決定的，與“偵察電荷”的電量無關(guān)。
電動(dòng)勢的概念，課本的定義是：“電源的電動(dòng)勢，等于電源沒有接入電路時(shí)兩極間的電壓”，而電動(dòng)勢的實(shí)質(zhì)——電源把其它形式能轉(zhuǎn)化成電能的本領(lǐng)，此定義難以達(dá)到讓學(xué)生理解的目的，過去教材中把電動(dòng)勢比作因水泵而產(chǎn)生的水壓；還有把電路比作小孩玩滑梯的循環(huán)路線來說明電動(dòng)勢，有人在教學(xué)中做了這樣的類比和說明，電動(dòng)勢是電源把其它形式的能量轉(zhuǎn)化成電能的本領(lǐng)，就象木匠能把木材做成家俱，縫衣師傅把布料做成衣服一樣，都具有一種本領(lǐng)，木匠的這種本領(lǐng)已經(jīng)具備，做家俱以后就把這種本領(lǐng)表現(xiàn)出來，就像電源接入電路時(shí)，電源把其它形式的能量轉(zhuǎn)化成電能的本領(lǐng)表現(xiàn)出來一樣，未接入電路的電源，這種本領(lǐng)未表現(xiàn)出來，大小保持不變，再加上實(shí)驗(yàn)，學(xué)生很快就對(duì)電動(dòng)勢的概念有了深一層的理解。
對(duì)“功是能量轉(zhuǎn)化的量度”一句的理解是機(jī)械能～章學(xué)習(xí)的中心思想，我要求學(xué)生每算出多少功時(shí)都要想：哪里來?哪里去?然后類比說明，就像一間只有一扇門的房子，房子里有多少人我們?cè)谕膺叢荒苤?，但我們站在門口觀察進(jìn)出的人數(shù)就可知道房間里的人數(shù)在觀察時(shí)間內(nèi)變化了多少，算出功并不能知道一個(gè)物體有多少能量，但可以知道有多少能量發(fā)生了轉(zhuǎn)化或轉(zhuǎn)移。
用好類比法可以使許多物理概念教學(xué)的難點(diǎn)得到突破(如電容器與水容器的類比，由重力做功對(duì)比電場力做功，電場線與磁感線的類比)，還有利于鞏固知識(shí)、強(qiáng)化知識(shí)的內(nèi)在聯(lián)系，對(duì)形成結(jié)構(gòu)清晰、聯(lián)系緊密的物理認(rèn)知結(jié)構(gòu)具有重要意義。
2.2 規(guī)律教學(xué)中有助于理解
由于物體受力特點(diǎn)的相似，平拋運(yùn)動(dòng)與帶電粒子垂直進(jìn)入電場中的偏轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)規(guī)律相似；衛(wèi)星的運(yùn)動(dòng)與核外電子的運(yùn)動(dòng)相似，這些都是認(rèn)知結(jié)構(gòu)同化作用的體現(xiàn)，教學(xué)中可以大膽類比，啟發(fā)思維，在《機(jī)械波形成》一課教學(xué)中，介質(zhì)中各點(diǎn)的振動(dòng)、各點(diǎn)振動(dòng)之間的關(guān)系、各點(diǎn)與振源的關(guān)系、波形的變化等問題，學(xué)生往往考慮不全面容易出錯(cuò)，針對(duì)這些問題我并沒有立即提問檢查，而是把波的形成與“傳染病”的轉(zhuǎn)播進(jìn)行類比，讓學(xué)生說出每個(gè)被傳染者的癥狀關(guān)系，發(fā)病的時(shí)間關(guān)系，與傳染源的關(guān)系，然后安排學(xué)生活動(dòng)，一列學(xué)生依次下蹲、起立演示波的傳播，最后讓學(xué)生回答機(jī)械波形成的相關(guān)問題，學(xué)生有了生活的對(duì)比，有了活動(dòng)的感性認(rèn)識(shí)，不只是記住了結(jié)論，而且理解了知識(shí)。
2.3 物理現(xiàn)象教學(xué)中有助于想象
物理現(xiàn)象在課堂中的展現(xiàn)一般是通過實(shí)驗(yàn)來實(shí)現(xiàn)的，像波的衍射現(xiàn)象、多普勒效應(yīng)現(xiàn)象等，而有時(shí)演示實(shí)驗(yàn)效果并不理想，學(xué)生即使觀察到了現(xiàn)象也不能理解其發(fā)生的條件或原理，我把波的傳播類比為人在行走，人的腿越長(步幅越大)就越容易跨過路上的障礙或小坑，對(duì)比理解波長越長就越容易繞過障礙物進(jìn)行傳播，雖然不太準(zhǔn)確，但對(duì)學(xué)生理解發(fā)生明顯衍射的條件很有幫助，當(dāng)一輛汽車響著喇叭從你身邊疾馳而過時(shí)，喇叭的音調(diào)會(huì)發(fā)生變化，當(dāng)汽車向你靠近時(shí)，音調(diào)會(huì)變高，而汽車遠(yuǎn)離你的時(shí)候音調(diào)會(huì)變低。這個(gè)現(xiàn)象學(xué)生都很熟悉，但為什么會(huì)產(chǎn)生多普勒效應(yīng)?這個(gè)問題學(xué)生理解起來有一定的難度，因?yàn)槁暡ㄊ强床灰娒恢?，很難定性解釋這個(gè)效應(yīng)，更不用說定量計(jì)算了，為此，可以借助以下的模擬實(shí)驗(yàn)進(jìn)行類比：你站著不動(dòng)時(shí)一列隊(duì)伍每秒從你身旁經(jīng)走過N個(gè)人，如果你與隊(duì)伍反向而行每秒從你身旁走過的人數(shù)大于N，你與隊(duì)伍同向行走且你的速度小于隊(duì)伍速度，則每秒從你身旁走過的人數(shù)小于N，類比后再用波的傳播來解釋多普勒效應(yīng)學(xué)生就容易接受，情景的想象是物理思維的基礎(chǔ)，只有正確地想象才有正確的思路。
2.4 在圖象學(xué)習(xí)中的應(yīng)用有助于區(qū)別
圖象是描述規(guī)律的一種重要方式，具有形象、直觀的特點(diǎn)，振動(dòng)圖象和波的圖象是非常相近的兩個(gè)圖象，形同意不同，差別在于橫軸表示的物理量不同，這一差別，使兩個(gè)圖象的物理內(nèi)容、物理意義完全不同，它們的意義可用一個(gè)形象的例子來比喻，振動(dòng)圖象是對(duì)一個(gè)人的錄像，而波動(dòng)圖象是對(duì)許多人的照相，錄像記錄了不同時(shí)刻的動(dòng)作表情；照片記錄了同一時(shí)刻不同人的不同表情動(dòng)作，這樣學(xué)生就容易從本質(zhì)上理解了兩個(gè)圖象的區(qū)別，等勢線、等勢面的圖學(xué)生也一時(shí)難以理解，不能通過等勢線的分布了解電場的分布，通過把等勢線同地理的等高線類比，讓學(xué)生思考怎樣從等高線看地形分布，從而使學(xué)生明白等勢線與場強(qiáng)分布的關(guān)系，只有清楚了圖象的物理意義，才能從圖象中得到正確的信息，便于形成用圖象解決問題的思維習(xí)慣。
2.5 在解題方面的應(yīng)用有助于能力提高
學(xué)生在學(xué)習(xí)物理的過程中，正確恰當(dāng)?shù)剡\(yùn)用類比，不但可以幫助學(xué)生掌握所學(xué)的知識(shí)，還可以促進(jìn)解題能力的提高，如可以把原子中電子繞核的圓周運(yùn)動(dòng)與人造衛(wèi)星繞地球的圓周運(yùn)動(dòng)進(jìn)行類比，它們遵守相同的向心力方程，解題的方法也相似，只是應(yīng)用的具體知識(shí)不同，借助物體在重力場
中的平拋運(yùn)動(dòng)，類比帶電粒子在靜電場中的運(yùn)動(dòng)，發(fā)現(xiàn)兩者規(guī)律相似，使學(xué)生對(duì)這兩種場中的運(yùn)動(dòng)本質(zhì)特征的認(rèn)識(shí)有了新的高度，打點(diǎn)計(jì)時(shí)器紙帶問題的分析與頻閃照片的類比。與運(yùn)動(dòng)車輛漏油的類比，這樣類比，既可以加強(qiáng)知識(shí)之間的聯(lián)系，深化對(duì)知識(shí)的理解，也能提高學(xué)習(xí)的效率，促進(jìn)思維方式的發(fā)展，例：一個(gè)人發(fā)現(xiàn)水中S處有一溺水者，溺水者離岸的距離SB＝10 m，而發(fā)現(xiàn)者在A處，A距B點(diǎn)的距離為20 m，此人在岸上跑動(dòng)的速度為5m/s，而在水中的速度為1 m／s，發(fā)現(xiàn)者為盡快到達(dá)溺水者處，他應(yīng)在何處下水?此題如用一般的運(yùn)動(dòng)知識(shí)分析求解，將會(huì)出現(xiàn)三角函數(shù)的復(fù)雜變換，難以求得答案，如通過類比把人的運(yùn)動(dòng)類比為光的傳播，運(yùn)用光的折射定律就非常容易解答。
通過類比，比出運(yùn)動(dòng)特征；通過類比，比出運(yùn)動(dòng)規(guī)律；通過類比，比出分析和解決問題的思路與方法。
2.6 在復(fù)習(xí)課中的應(yīng)用有助于知識(shí)系統(tǒng)化
復(fù)習(xí)課的目的是歸納、整和、查漏、提升，利用前后知識(shí)的對(duì)比，像宏觀與微觀、矢量與標(biāo)量、電場與磁場、少數(shù)與多數(shù)，按照知識(shí)的本質(zhì)屬性和內(nèi)部結(jié)構(gòu)關(guān)系，把所學(xué)知識(shí)的各個(gè)部分、因素、方面和層次的認(rèn)識(shí)聯(lián)結(jié)起來，使認(rèn)知由表面特征的感性認(rèn)識(shí)階段上升到對(duì)內(nèi)部本質(zhì)屬性及規(guī)律的理性認(rèn)識(shí)，如對(duì)比：左手定則、右手定則、愣次定律，都是判斷方向的方法，為什么不叫愣次定則而叫愣次定律?因?yàn)殂洞味刹恢皇且环N方法，它揭示了磁通量變化、感應(yīng)電流方向、感應(yīng)電流磁場之間存在的內(nèi)在規(guī)律，并包含著此類問題中能量守恒的思想，運(yùn)用類比的方法，展開豐富的聯(lián)想，產(chǎn)生遷移，形成新的觀點(diǎn)，使原有知識(shí)結(jié)構(gòu)得到補(bǔ)充、改造和逐步完善，開闊學(xué)生的知識(shí)領(lǐng)域，提高思維的創(chuàng)造性，實(shí)現(xiàn)認(rèn)識(shí)上的飛躍；運(yùn)用類比的方法，加強(qiáng)知識(shí)間的縱向溝通，把新知識(shí)納入原有認(rèn)知結(jié)構(gòu)中，避免了本質(zhì)屬性相近的知識(shí)孤立的存在于學(xué)生的頭腦中，幫助學(xué)生貫通知識(shí)間的聯(lián)系，使知識(shí)脈絡(luò)縱橫交融，形成系統(tǒng)的知識(shí)網(wǎng)絡(luò)，逐步構(gòu)建良好的認(rèn)知結(jié)構(gòu)。
3、進(jìn)行類比應(yīng)注意的問題
【關(guān)鍵詞】類比推理教學(xué)方法細(xì)胞的生活 突破難點(diǎn)提高教學(xué)效率
德國著名的哲學(xué)家黑格爾曾經(jīng)說過：“方法是一種不可抗拒的至高無上的力量?！彼裕诮虒W(xué)中，運(yùn)用好的教學(xué)方法有著非常重要的作用。好的教學(xué)方法不僅能夠提高學(xué)生學(xué)習(xí)的積極性，還能提高學(xué)生學(xué)習(xí)的效率，輕松完成學(xué)習(xí)任務(wù)，從而實(shí)現(xiàn)課堂教學(xué)的目的。因此，在初中生物教學(xué)中教師學(xué)會(huì)根據(jù)每一章節(jié)內(nèi)容選定合適的教學(xué)方法就顯得尤其重要。因此，我們小組根據(jù)《細(xì)胞的生活》這一節(jié)的教材地位、教學(xué)重難點(diǎn)內(nèi)容，以及學(xué)生學(xué)情、教學(xué)條件等方面的分析，應(yīng)用類比推理的教學(xué)方法如何實(shí)現(xiàn)本節(jié)教學(xué)目標(biāo)，突破難點(diǎn)，完成教學(xué)任務(wù)進(jìn)行研究探索。
一、什么是類比推理？類比推理也叫作類推，它是推理的一種形式。把兩個(gè)或兩類對(duì)象放一起，通過觀察、比較，推斷他們?cè)谀承傩陨嫌邢嗤蛳嗨频牡胤剑@樣的過程就是類比推理。在這個(gè)過程中，人們其實(shí)就是在把對(duì)這些對(duì)象的認(rèn)識(shí)進(jìn)行了重新組合，所以說類比推理的過程實(shí)際上也是啟發(fā)、激活思維的過程，啟發(fā)、激活思維后又進(jìn)行思維比較，加深記憶。時(shí)代在進(jìn)步，課改要求我們教師應(yīng)該培養(yǎng)出具有實(shí)踐創(chuàng)新能力的學(xué)生，而類比推理的教學(xué)方法，不僅可以培養(yǎng)學(xué)生知識(shí)體系的構(gòu)建，還可以幫助學(xué)生更好的研究初中生物學(xué)的生命現(xiàn)象和生命活動(dòng)規(guī)律。[1]
所以，我們教師可以根據(jù)教學(xué)內(nèi)容利用一些類似的事物進(jìn)行比較，發(fā)散思維，啟發(fā)式教學(xué)。這樣，既可以調(diào)動(dòng)學(xué)生學(xué)習(xí)的積極性和主動(dòng)性，也可以讓抽象難理解的教學(xué)難點(diǎn)變得通俗易懂，在教師進(jìn)一步引導(dǎo)學(xué)生根據(jù)相關(guān)的知識(shí)點(diǎn)構(gòu)建相應(yīng)的知識(shí)框架，就能更好地提高學(xué)生的學(xué)習(xí)效率，培養(yǎng)出創(chuàng)新型學(xué)生。
二、初中生物教學(xué)適合用類比推理教學(xué)方法的條件。
1.《細(xì)胞的生活》的教材分析[2]。這一節(jié)是七年級(jí)人教版第二單元第一章第四節(jié)的內(nèi)容，學(xué)生已經(jīng)初步了解了動(dòng)植物細(xì)胞的基本結(jié)構(gòu)，認(rèn)識(shí)到除病毒以為，生物都是由細(xì)胞構(gòu)成的。細(xì)胞是生物體結(jié)構(gòu)和功能的基本單位，它有一定的結(jié)構(gòu)和對(duì)應(yīng)的功能，那么細(xì)胞是怎么進(jìn)行生活的？所以本節(jié)圍繞細(xì)胞如何進(jìn)行生活，把細(xì)胞的生活需要物質(zhì)和能量、細(xì)胞膜能控制物質(zhì)進(jìn)出、細(xì)胞核是細(xì)胞的控制中心、葉綠體和線粒體是細(xì)胞中的能量轉(zhuǎn)換器作為本節(jié)課的重難點(diǎn)。為了突破本節(jié)難點(diǎn)，我們根據(jù)難點(diǎn)內(nèi)容尋找生活中常見的具有類似功能體現(xiàn)的事物進(jìn)行對(duì)比，準(zhǔn)備一件小蚊帳、一輛太陽能玩具車、電腦主機(jī)內(nèi)中央處理器和中央處理器的相關(guān)資料和圖片。
2.學(xué)情分析。七年級(jí)學(xué)生，大多數(shù)比較遵守紀(jì)律，七年級(jí)生物課與學(xué)生的生活聯(lián)系比較緊密，所以學(xué)生大都比較感興趣，課堂氣氛會(huì)比較活躍，類比推理方法更容易引起學(xué)生興趣。還有，隨著網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的發(fā)展，學(xué)生都用過電腦，也知道電腦正常運(yùn)行離不開主機(jī)，至于什么是中央處理器可能比較生疏，但是通過簡單介紹，他們馬上就能明白電腦運(yùn)行是由中央處理器控制；現(xiàn)在生活條件比較好，蚊帳可能家里沒有，但是肯定都知道；學(xué)生也應(yīng)該玩過或聽過太陽能汽車玩具車、等等，這樣的學(xué)情，都有利于類比推理教學(xué)方法在本節(jié)的應(yīng)用。
3.教學(xué)條件分析。現(xiàn)在教學(xué)條件越來越好，班班通的實(shí)現(xiàn)，利用多媒體進(jìn)行教學(xué)，再加上現(xiàn)在網(wǎng)上購物便捷，為本節(jié)類比推理教學(xué)方法的應(yīng)用推波助瀾，給本節(jié)課堂教具的準(zhǔn)備提供了很多便利的條件。如此，類比的事物就越是真實(shí)直觀，那么類比推理越能見成效。
三、類比推理教學(xué)方法在本節(jié)內(nèi)容中的具體應(yīng)用如下：
1．教師利用類比方法引導(dǎo)學(xué)生了解細(xì)胞膜控制物質(zhì)的進(jìn)出。教師拿出小蚊帳，提出蚊帳的用途以及它優(yōu)于布的優(yōu)點(diǎn)，學(xué)生順利作答，知道有蚊帳蚊子無法進(jìn)入蚊帳里，人們需要的空氣可以通過蚊帳上的洞進(jìn)入蚊帳里。緊接著老師進(jìn)一步提出：在細(xì)胞的結(jié)構(gòu)中，有哪個(gè)結(jié)構(gòu)相當(dāng)于蚊帳的作用，它不讓有害的物質(zhì)進(jìn)入細(xì)胞，而讓細(xì)胞需要的物質(zhì)進(jìn)入細(xì)胞。學(xué)生思考回答。教師及時(shí)總結(jié)歸納，并通過多媒體課件動(dòng)畫模擬細(xì)胞膜控制物質(zhì)進(jìn)出，讓學(xué)生通過討論后發(fā)現(xiàn)：細(xì)胞膜不僅將細(xì)胞內(nèi)外分開，還擋住有害物質(zhì)，并將細(xì)胞產(chǎn)生的廢物排出，從而在老師的引導(dǎo)下學(xué)生進(jìn)一步鞏固構(gòu)建該知識(shí)點(diǎn)。所以，通過類比，把原本抽象的細(xì)胞膜功能形象化、具體化，加深學(xué)生對(duì)細(xì)胞膜控制物質(zhì)進(jìn)出的理解與記憶，提高學(xué)習(xí)效率。
2. 教師利用類比推理方法引導(dǎo)學(xué)生理解細(xì)胞核是細(xì)胞的控制中心。多媒體展示電腦主機(jī)中央處理器及中央處理器的功能：它是一臺(tái)計(jì)算機(jī)的運(yùn)算核心和控制中心，如果沒有中央處理器這臺(tái)電腦將無法運(yùn)行。教師引導(dǎo)學(xué)生思考細(xì)胞里面有沒有這樣的結(jié)構(gòu)，教師補(bǔ)充引導(dǎo)細(xì)胞會(huì)進(jìn)行生命活動(dòng)，比如呼吸，那這些生命活動(dòng)由什么來控制。學(xué)生回答，教師再以典型事例“小羊多莉的身世”為例，以無可爭辯和清楚的事實(shí)補(bǔ)充說明細(xì)胞內(nèi)存在著遺傳信息，這些信息控制著生物的發(fā)育和遺傳。如此這樣，教師引導(dǎo)學(xué)生在類比推理方法的基礎(chǔ)上進(jìn)行該知識(shí)點(diǎn)的鞏固和構(gòu)建，加深對(duì)細(xì)胞核是細(xì)胞的控制中心的理解與記憶，提高教學(xué)效率。
3.教師利用類比推理方法引導(dǎo)學(xué)生理解掌握葉綠體和線粒體是細(xì)胞的能量轉(zhuǎn)換器。教師拿出太陽能汽車，問學(xué)生是什么讓太陽能汽車動(dòng)起來?學(xué)生回答光，教師進(jìn)一步問是哪些太陽能汽車的哪些結(jié)構(gòu)讓光變成小汽車的動(dòng)能了呢？學(xué)生思考，教師把小汽車放到學(xué)生當(dāng)中，學(xué)生討論得出是太陽能汽車?yán)锏奶柲茈姵匕灏烟柲苻D(zhuǎn)化成電能，太陽能汽車?yán)锏陌l(fā)動(dòng)機(jī)再把電能轉(zhuǎn)化成動(dòng)能。教師進(jìn)一步詢問動(dòng)植物細(xì)胞內(nèi)有沒有類似太陽能汽車電池板和發(fā)動(dòng)機(jī)作用的結(jié)構(gòu)，學(xué)生討論思考回答。教師借助多媒體課件展示植物細(xì)胞利用光能在細(xì)胞內(nèi)進(jìn)行光合作用和呼吸作用的動(dòng)態(tài)圖，學(xué)生根據(jù)動(dòng)態(tài)圖很容易就對(duì)比出圖中的葉綠體把光能轉(zhuǎn)化成化學(xué)能儲(chǔ)存在有機(jī)物中，所以葉綠體類似太陽能汽車的太陽能電池板；而存儲(chǔ)在有機(jī)物中的化學(xué)能在線粒體中會(huì)被分解轉(zhuǎn)化成熱能和細(xì)胞進(jìn)行生命活動(dòng)需要的能量，所以線粒體類似太陽能汽車的發(fā)動(dòng)機(jī)。這樣通過類比推理，學(xué)生很輕松地理解記住細(xì)胞內(nèi)有能量轉(zhuǎn)化器，教師再引導(dǎo)學(xué)生學(xué)習(xí)動(dòng)物細(xì)胞內(nèi)的能量轉(zhuǎn)換，找出動(dòng)物細(xì)胞的能量轉(zhuǎn)換器只有線粒體。教師層層引導(dǎo)設(shè)為，發(fā)散學(xué)生思維，最后通過知識(shí)構(gòu)建，加深了對(duì)能量轉(zhuǎn)換器是線粒體和葉綠體的深層理解和記憶，突破難點(diǎn)，大大提高了教學(xué)效率。
四、類比推理方法在初中生物教學(xué)中應(yīng)用方法。初中生物教學(xué)中類比推理在很多章節(jié)內(nèi)容中都可以被應(yīng)用，只是類比推理必須在學(xué)生思維比較活躍的時(shí)候應(yīng)用，效果才會(huì)比較好，而在我國，很多中學(xué)生的思維雖比較活躍，但其思維能力還處于成長階段，這就需要教師在學(xué)生已知的知識(shí)體系里多加引導(dǎo)，根據(jù)相關(guān)知識(shí)內(nèi)容，找尋最恰當(dāng)?shù)念惐仁挛镞M(jìn)行類比推理的教學(xué)，并在類比推理教學(xué)中多引導(dǎo)學(xué)生提出問題、發(fā)現(xiàn)問題；再引導(dǎo)學(xué)生合理的進(jìn)行類比分析、合理推理；最后才引導(dǎo)學(xué)生下結(jié)論、構(gòu)建相關(guān)知識(shí)框架。
素質(zhì)教育提倡促進(jìn)學(xué)生的全面發(fā)展，培養(yǎng)學(xué)生的綜合能力。在大學(xué)語文教學(xué)中，為了提高語文教學(xué)的效率，更好地培養(yǎng)學(xué)生的思維能力和人文素養(yǎng)，需要進(jìn)行教學(xué)方法的改進(jìn)。而類比遷移是近年來教育學(xué)中研究的比較透徹的方法，在多個(gè)教學(xué)領(lǐng)域中均取得良好的效果。為了促進(jìn)教學(xué)的發(fā)展，筆者對(duì)大學(xué)語文教學(xué)中類比遷移的方法進(jìn)行了分析，以提高語文教學(xué)的效率。
一、類比遷移教學(xué)法的理論意義
現(xiàn)代的教學(xué)理論認(rèn)為，有效的學(xué)習(xí)是將新知識(shí)與舊知識(shí)進(jìn)行合理的鏈接，并且各種知識(shí)點(diǎn)之間有效的分類的過程。因此，在現(xiàn)代的教學(xué)過程中，衍生出一種類比遷移的教學(xué)方法。此種方法是在學(xué)生原有的認(rèn)知水平之上，進(jìn)行知識(shí)的類比，從而幫助學(xué)生建立起有效的知識(shí)體系，更好地理解和掌握所學(xué)的知識(shí)。同時(shí)，在類比和遷移的過程中，以學(xué)生的角度進(jìn)行問題的設(shè)置，能夠減少學(xué)生對(duì)新知識(shí)的陌生感，學(xué)習(xí)興趣被有效的激發(fā)，能夠更加積極主動(dòng)地參與到教學(xué)活動(dòng)中，提高學(xué)生學(xué)習(xí)的自主性和問題的思考能力，進(jìn)而全面培養(yǎng)學(xué)生的綜合素質(zhì)。
二、在大學(xué)語文教學(xué)中進(jìn)行類比遷移教學(xué)的現(xiàn)實(shí)價(jià)值
首先，對(duì)于大學(xué)語文教學(xué)來說，不僅是對(duì)學(xué)生進(jìn)行語言文字和寫作能力的訓(xùn)練，更重要的是培養(yǎng)學(xué)生的分析問題和解決問題的能力。通過類遷遷移的教學(xué)方法，學(xué)生不僅能夠更好的學(xué)習(xí)新的知識(shí)點(diǎn)，而且思維得到了訓(xùn)練，能夠從某種事物聯(lián)系到另外的事物上，學(xué)到了一種思考的方法。在未來的學(xué)習(xí)工作中，面對(duì)問題能夠從容不迫，更好地分析問題、解決問題。
其次，類比遷移法在教學(xué)過程中，給學(xué)生提供了思考的空間。對(duì)于一些生澀的文章，隱含的情感，通過此種方法的講解，學(xué)生內(nèi)心形成更為生動(dòng)形象的畫面感。可以幫助學(xué)生提高文學(xué)作品的鑒賞能力，提升學(xué)生的文學(xué)素養(yǎng)。
最后，通過在語文教學(xué)中進(jìn)行類比遷移法的展開，學(xué)生對(duì)大學(xué)語文的學(xué)習(xí)有了更加深入全面的認(rèn)識(shí)。在類比遷移教學(xué)實(shí)施過程中，教學(xué)內(nèi)容可以實(shí)現(xiàn)橫向、縱向的延伸和比較，學(xué)生還可以將所學(xué)知識(shí)的一些特性轉(zhuǎn)移到其他知識(shí)上，有利于新舊知識(shí)之間的鏈接，并且使舊的知識(shí)得到升華。學(xué)生的語文學(xué)習(xí)更加系統(tǒng)化，教學(xué)效率得到質(zhì)的提高。
三、大學(xué)語文中進(jìn)行類比遷移教學(xué)的建議
為了培養(yǎng)語文學(xué)習(xí)興趣，提高學(xué)生的綜合能力，很多教師應(yīng)該對(duì)類比遷移教學(xué)法都進(jìn)行過深入的研究，取得了良好的教學(xué)效果。因此，筆者從理論上進(jìn)行分類，分別分析常用的橫向比較、縱向聯(lián)想等類比遷移的方法，現(xiàn)總結(jié)如下：
1.橫向比較與拓展
教育專家曾經(jīng)明確的指出，比較學(xué)習(xí)是進(jìn)行閱讀學(xué)習(xí)的有效方法。在語文教學(xué)的過程中，面對(duì)新的知識(shí)，學(xué)生往往覺得生澀沒有意思，提不起來學(xué)習(xí)興趣，最多也就是讀讀課文，很少進(jìn)行獨(dú)立的思考。而教師通過類比的方法，可以舉一反三，激發(fā)學(xué)生的想象力，使學(xué)生愿意思考和分析問題。通過在閱讀中進(jìn)行比較，我們可以存在類似的表達(dá)、主題和思想，同時(shí)也可以在同一類型的文章中尋找不同的寫作技巧和描繪方法。在同中見異，并在異中求同，激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣，幫助學(xué)生自主的發(fā)現(xiàn)問題，提高學(xué)生的自主學(xué)習(xí)能力。
在大學(xué)語文教學(xué)中，我們通常會(huì)遇到許多的文章，有古文古詩到小說詩歌，涉及的題材十分豐富。在這種情況下，學(xué)生很難把握學(xué)習(xí)的重點(diǎn)。而教師可以通過進(jìn)行教材的分析，尋找教材之間的相似點(diǎn)，進(jìn)行橫向的比較，引導(dǎo)學(xué)生運(yùn)用類比的方法，進(jìn)行合理的想象和知識(shí)的遷移，引導(dǎo)學(xué)生更好地理解新的知識(shí)。橫向比較的方法不僅可以使學(xué)生對(duì)舊的的知識(shí)進(jìn)行復(fù)習(xí)回顧，而且可以通過聯(lián)想生動(dòng)的進(jìn)行新的知識(shí)的解釋，開拓學(xué)生的新視野，訓(xùn)練學(xué)生的思維。
2.縱向聯(lián)想與溝通
相關(guān)的理論指出，在任何學(xué)科知識(shí)中，各個(gè)知識(shí)點(diǎn)之間并不是孤立的，而是相互聯(lián)系共同形成特有的知識(shí)結(jié)構(gòu)的。對(duì)于大學(xué)語文來說，各種文體、語言、表達(dá)寫作方面的知識(shí)，縱橫交錯(cuò)十分復(fù)雜。作為教師，應(yīng)該將所有的教學(xué)進(jìn)行合理的歸納，在一個(gè)較高的角度對(duì)知識(shí)進(jìn)行梳理，使知識(shí)更加的清晰明了。而在語文教學(xué)的過程中，應(yīng)該認(rèn)識(shí)到新知識(shí)是由舊知識(shí)發(fā)展和延伸形成的，合理的借助類比遷移的方法，梳理新舊知識(shí)發(fā)生的關(guān)系，提出知識(shí)的不同，在原有的知識(shí)上進(jìn)行新的知識(shí)的學(xué)習(xí)，使學(xué)生形成一個(gè)清晰的知識(shí)體系，幫助學(xué)生更好的理解新知識(shí)和掌握新知識(shí)，并且鞏固舊的知識(shí)。
因此，縱向的進(jìn)行知識(shí)的類比，就是尋找新舊知識(shí)的聯(lián)系，在舊知識(shí)的基礎(chǔ)上進(jìn)行信息的重新組合和延伸，以形成的知識(shí)。通過類比的方法，使得舊知識(shí)和新知識(shí)之間建立清晰的知識(shí)脈絡(luò)，以幫助學(xué)生更好更快地掌握新知識(shí)。并且，在此種教學(xué)方法下，學(xué)生可以進(jìn)行合理的聯(lián)想，進(jìn)行掌握學(xué)習(xí)的方法，拓展知識(shí)視野和提高文學(xué)欣賞品味。
3.縱橫交織，整合學(xué)習(xí)
為了促進(jìn)語文教學(xué)的效率，使學(xué)生的思維更好的訓(xùn)練，在實(shí)際的語文教學(xué)過程中，教師應(yīng)該對(duì)知識(shí)進(jìn)行綜合分析，進(jìn)行橫向和縱向類比方法的整合。相關(guān)教育專家指出，為了提高知識(shí)的學(xué)習(xí)效率，應(yīng)該尋找相同的例子，加深學(xué)習(xí)的遷移效果。而孤立的知識(shí)點(diǎn)容易被遺忘，為了深化記憶，應(yīng)該將知識(shí)進(jìn)行系統(tǒng)的整合，幫助個(gè)體更好地理解與掌握知識(shí)。在實(shí)際的教學(xué)過程中，教師應(yīng)該對(duì)知識(shí)進(jìn)行縱橫組合。首先，站在學(xué)生的角度，對(duì)于具體問題進(jìn)行深入探究，引導(dǎo)學(xué)生橫向的聯(lián)想和縱向的溝通，更好地將知識(shí)鏈接成網(wǎng)，幫助學(xué)生融會(huì)貫通的進(jìn)行語文的學(xué)習(xí)，提高學(xué)生的學(xué)習(xí)效率。
綜上所述，類比遷移的方法不僅為教師提供了高效的教學(xué)方法，而且在一定程度上可以培養(yǎng)學(xué)生的思維能力，促進(jìn)學(xué)生的知識(shí)學(xué)習(xí)和思維的鍛煉。
參考文獻(xiàn)：
在數(shù)學(xué)教學(xué)過程中，類比教學(xué)法（以下簡稱“類比法”）是最重要、最基本的一種教學(xué)方法，即對(duì)有聯(lián)系的知識(shí)，找出其相同點(diǎn)、相似點(diǎn)和不同點(diǎn)，以達(dá)到理解、掌握知識(shí)的目的。其中降元類比法、簡化類比法、結(jié)構(gòu)類比法和因果類比法是比較常見的數(shù)學(xué)類比法。在講解三維空間的某些問題時(shí)可考慮利用降元類比法，用二維空間中的相似問題進(jìn)行類比；當(dāng)講解一道比較難的題時(shí)，便可考慮利用簡化類比法，可以先講解一道跟原題類似但比原題簡單的題目，使學(xué)員能從中受到啟發(fā)，進(jìn)而找到解決思路和方法；把特征命題的條件或者結(jié)論與已知的公式進(jìn)行類比，然后經(jīng)過適當(dāng)代換解決問題的方法即為結(jié)構(gòu)類比法；因果類比法是根據(jù)類比的兩對(duì)象可能具有同種因果關(guān)系而進(jìn)行推理的方法。
一、類比法在高等數(shù)學(xué)教學(xué)中的應(yīng)用
高等數(shù)學(xué)的主要內(nèi)容是一元、多元函數(shù)微積分，而多元函數(shù)微積分的許多概念、定理、性質(zhì)和方法都是由一元函數(shù)微積分推廣發(fā)展來的，如果在教學(xué)時(shí)對(duì)這部分知識(shí)采用類比法講授，讓學(xué)員用已學(xué)知識(shí)和新知識(shí)進(jìn)行類比，將會(huì)發(fā)現(xiàn)學(xué)員能夠更好地理解和掌握新知識(shí)，同時(shí)學(xué)員學(xué)習(xí)的積極性和主動(dòng)性也明顯提高，學(xué)員的類比思維也從中得到了培養(yǎng)。
比如路面連續(xù)這個(gè)概念，它指的是路面的高度沒有急劇變化，或者說前進(jìn)距離不大時(shí)，路面的高度變化也不大，這樣學(xué)員就能自然了解連續(xù)的定義了。
二、類比法在概率論與數(shù)理統(tǒng)計(jì)教學(xué)中的應(yīng)用
在講解隨機(jī)事件的關(guān)系運(yùn)算時(shí)，由于事件是一個(gè)集合，因而事件間的關(guān)系與事件的運(yùn)算就可按照集合論中集合之間的關(guān)系和集合運(yùn)算來處理；事件運(yùn)算的性質(zhì)如交換律、結(jié)合律、分配律都可對(duì)照集合的相應(yīng)性質(zhì)進(jìn)行類比學(xué)習(xí)。
三、類比法在線性代數(shù)教學(xué)中的應(yīng)用
在學(xué)習(xí)矩陣概念的過程中，可用數(shù)的概念進(jìn)行類比，因?yàn)榫仃囀且粋€(gè)矩形數(shù)表。又由于學(xué)員已經(jīng)掌握了數(shù)的加、減、乘、除等運(yùn)算，因此在學(xué)習(xí)矩陣運(yùn)算知識(shí)時(shí)，可采用類比的教學(xué)方法，使學(xué)員更好地理解矩陣的加、減運(yùn)算，并得到關(guān)于矩陣加減法的運(yùn)算規(guī)律。
對(duì)于分塊矩陣的運(yùn)算的學(xué)習(xí)，可先列出分塊矩陣的加法、數(shù)乘、乘法運(yùn)算方法，再讓學(xué)員回憶矩陣的運(yùn)算方法，并與之作比較，會(huì)發(fā)現(xiàn)兩者的運(yùn)算方式十分相似，這樣能使學(xué)員更牢固地掌握矩陣和分塊矩陣的運(yùn)算方法。
四、運(yùn)用類比法教學(xué)可培養(yǎng)學(xué)員的猜想能力和遷移推理的能力
1.運(yùn)用類比法教學(xué)可培養(yǎng)學(xué)員的猜想能力
高等數(shù)學(xué)中，在講解廣義積分知識(shí)時(shí)，可把無窮級(jí)數(shù)的內(nèi)容作為類比引出相關(guān)內(nèi)容。舉個(gè)例子，我們知道判斷一個(gè)級(jí)數(shù)是否是正項(xiàng)級(jí)數(shù)，可利用比較判別法等。因此，對(duì)非負(fù)函數(shù)的廣義積分的判斷，可引導(dǎo)學(xué)員猜想，進(jìn)而發(fā)現(xiàn)廣義積分的比較判別法，同時(shí)學(xué)員的猜想能力也得到提高。
2.運(yùn)用類比法教學(xué)可培養(yǎng)學(xué)員的遷移推理能力
空間解析幾何中，在講橢球面、雙曲面及拋物面的概念時(shí)，可與平面解析幾何中的橢圓、雙曲線及拋物線進(jìn)行類比教學(xué)；線性代數(shù)中，由二元、三元方程組的解法類比引入n元方程組的解法，即克萊姆法則。這樣做，可讓學(xué)生將原有知識(shí)進(jìn)行遷移，展開豐富的聯(lián)想，形成新的觀點(diǎn)，同時(shí)也培養(yǎng)了學(xué)員的遷移推理能力。
把類比法應(yīng)用于數(shù)學(xué)教學(xué)，能夠活躍課堂氣氛，提高教學(xué)效果，還能夠使學(xué)員掌握類比的思維方法，有效培養(yǎng)學(xué)員分析問題和解決問題的能力。但是類比也不是萬能的，不要盲目隨意地用類比法進(jìn)行教學(xué)，要用得恰當(dāng)?shù)轿?，才能最大化地發(fā)揮其積極作用。
合浦師范學(xué)校廣西北海53治理發(fā)愣功0
類比是一切理解事物和思維方法的基礎(chǔ)，作為一種邏輯方法，它在教學(xué)中有廣泛的應(yīng)用。在數(shù)學(xué)教學(xué)中應(yīng)用類比法，可以幫助學(xué)生理解、鑒別各種概念、性質(zhì)、定理、公式、題型等，達(dá)到正確認(rèn)識(shí)，確定行之有效的解題策略的目的。這樣既可以加強(qiáng)"雙基"，又利于培養(yǎng)學(xué)生良好的思維品質(zhì)。
所謂"類比教學(xué)"，就是對(duì)有聯(lián)系的知識(shí)進(jìn)行歸類比較，幫助學(xué)生找出知識(shí)之間的相同點(diǎn)、相似點(diǎn)和不同點(diǎn)，達(dá)到掌握知識(shí)的目的，在學(xué)習(xí)過程中，當(dāng)新舊知識(shí)彼此相似而又不完全相同時(shí)，對(duì)原先知識(shí)又是一知半解，掌握不好時(shí)，新舊知識(shí)必然會(huì)混淆不清，應(yīng)用時(shí)難免錯(cuò)漏百出，若不及時(shí)加以排解，勢必影響其他章節(jié)的學(xué)習(xí)。因此，在數(shù)學(xué)教學(xué)中，只有通過反復(fù)地歸類比較，指出知識(shí)間的異同，幫助學(xué)生認(rèn)識(shí)數(shù)學(xué)的本來面目，并加深印象，才能學(xué)好數(shù)學(xué)。
類比教學(xué)法既能從縱向找到新舊知識(shí)間的關(guān)系和區(qū)別，又能從橫向找到有關(guān)知識(shí)的關(guān)系和區(qū)別。所以，在數(shù)學(xué)教學(xué)中應(yīng)用類比方法進(jìn)行教學(xué)與復(fù)習(xí)，就有著不可替代的作用。
1運(yùn)用類比教學(xué)法，講解要少而精
教師對(duì)類比教學(xué)法在思想上要有正確的認(rèn)識(shí)。在數(shù)學(xué)教學(xué)中，許多老師由于求勝心切，搞題海戰(zhàn)術(shù)，題目講得多而廣，滿堂灌，但都是為講解而講解，匆匆忙忙，往往收效甚微。如果在數(shù)學(xué)解題中多用類比法，講解少而精，必定會(huì)取得事半功倍的效果。正如奧蘇伯爾所說："教育工作者向來強(qiáng)調(diào)學(xué)習(xí)廣度的重要性，而把它與學(xué)習(xí)的深度對(duì)應(yīng)，實(shí)際上如果在兩者之間作出選擇，我們寧愿少而精的知識(shí)，不愿要多而囫圇吞棗，少些但鞏固的知識(shí)既有用又可以遷移，大量混淆不清的知識(shí)是完全無用的。"
2運(yùn)用類比法教學(xué)，必須要有針對(duì)性
類比教學(xué)中類比材料要有針對(duì)性。要從學(xué)生作業(yè)或試卷中的常見錯(cuò)誤及缺漏中取得信息并尋求類比的典型材料。另外，課文的許多有內(nèi)在聯(lián)系，貌似實(shí)異常，似是而非的知識(shí)都特別注意加以類比，尋求并分析各自特點(diǎn)，掌握各知識(shí)在解題中的正確運(yùn)用，避免張冠李戴，達(dá)到教與學(xué)的最佳效果。類比教學(xué)中我們要多掌握些實(shí)用的類比方法并靈活加以運(yùn)用。常見的數(shù)學(xué)類比法有：
2.1因果類比法。是根據(jù)類比的兩個(gè)對(duì)象各自的屬性之間可能具有抽一種因果關(guān)系而進(jìn)行的一種推理方法。
2.2結(jié)構(gòu)類比法。由于結(jié)構(gòu)上極其相似，而將特征命題的條件或結(jié)論類比已知公式，進(jìn)行適當(dāng)代換，從而使問題獲得解決的方法。
2.3簡化類比法。先解一道比原題簡單的類比題，以便從中受到啟迪，從而獲得原題的解題思路和方法。
2.4降元類比法。解決三維空間的某些問題便可以類比二維空間中的相似問題。
要注意在類比教學(xué)的同時(shí)，要輔之以非智力因素的教育。心理學(xué)家認(rèn)為"突出人才與平庸者間的顯著區(qū)別，并不限于智力水平的高低，而是決定于自信心，堅(jiān)持性及自制力等非智力因素的優(yōu)劣。"非智力因素的影響在復(fù)習(xí)階段顯得尤為突出，特別是差生總覺得自己基礎(chǔ)差，積重難返，對(duì)學(xué)生缺乏信心。因此，我們應(yīng)努力消除他們消極情緒，對(duì)學(xué)生多鼓勵(lì)多輔導(dǎo)，用類比法幫助他們加深對(duì)知識(shí)的理解，使他們掌握學(xué)習(xí)方法，樹立自信心，一步一個(gè)腳印迎頭趕上。
英國物理學(xué)家盧瑟福為了探索原子結(jié)構(gòu)，曾經(jīng)做了有名的α粒子散射實(shí)驗(yàn)，實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明：原子的大部分質(zhì)量和電荷集中到一個(gè)體積很小，質(zhì)量極大的核上，核外電子只有極小的質(zhì)量。盧瑟福為了解釋他的實(shí)驗(yàn)結(jié)果，便將原子和太陽系類比。
在物理研究中，將熟悉的物理對(duì)象與待研究的物理對(duì)象相比較，找出他們已知的共同點(diǎn)、相似點(diǎn)或相聯(lián)系的地方，據(jù)此推測出待研究對(duì)象也可能具有熟知對(duì)象的另一些特征。這一邏輯推理方法就叫物理類比方法。
類比方法可用邏輯語言表述為：
若A對(duì)象具有P、Q、R、S屬性，B對(duì)象具有PQR屬性，并且PQR屬性分別與P、Q、R相似、相同或有聯(lián)系。則B對(duì)象也可能具有S屬性，并且S與S相似、相同或有聯(lián)系。
二、應(yīng)用類比方法形成物理概念
對(duì)于一些極為陌生的、抽象的物理概念，如果能用熟悉的、形象化的事物去類比，那么往往會(huì)產(chǎn)生“一語道破天機(jī)”的驚人作用，加速認(rèn)識(shí)進(jìn)程。
例如：應(yīng)用類比方法建立“物體間的分子間的享相互作用力”概念。
我們知道，在任何情況下，分子間同時(shí)存在相互作用的引力和斥力，引力和斥力打下都跟物體分子間的距離r有關(guān)。
三、應(yīng)用類比方法引進(jìn)新概念
例如：學(xué)習(xí)磁場時(shí)，對(duì)表示磁場的概念――磁感應(yīng)強(qiáng)度可以這樣引如：電場對(duì)其中的電荷有電場力的作用，研究電場強(qiáng)弱的時(shí)候，我們用電荷在電場中的受的電場力與電荷量的比值F/q表示電場的強(qiáng)弱，叫做電場強(qiáng)度.類似地，磁場對(duì)其中的電流有磁場力的作用，研究磁場的強(qiáng)弱，我們可以分析電流在磁場中的受力情況著手，找出表示磁場強(qiáng)弱的物理量.但是電流在磁場中受力與電荷在電場中受力不同，所以我們把導(dǎo)線垂直磁場時(shí)，電流所受的磁場力與電流和導(dǎo)線長度的乘積F/IL叫做磁感應(yīng)強(qiáng)度，表示磁場強(qiáng)弱.
四、應(yīng)用類比方法理解概念
應(yīng)用類比方法幫助我們理解概念的例子在高中物理中比比皆是。
例如，用做機(jī)械運(yùn)動(dòng)的物體的動(dòng)能和勢能去類比“物體分子無規(guī)則運(yùn)動(dòng)的動(dòng)能和勢能”。用水滴的集合在水管中沿一定方向流動(dòng)形成水流，去類比“電荷在電路中沿一定方向流成形成電流”；用水流會(huì)受到水路上的阻力去類比“導(dǎo)體雖容易導(dǎo)電，但同時(shí)對(duì)電流有阻礙作用――電阻”；用水流可以推動(dòng)水輪機(jī)做功去類比“電流通過電動(dòng)機(jī)帶動(dòng)其他機(jī)械設(shè)備也會(huì)做功”；用機(jī)械運(yùn)動(dòng)做功，機(jī)械能轉(zhuǎn)化為其他形式的能，去類比“電流通過用電器做功，電能轉(zhuǎn)化為其他形式的能”；用重力做功量度重力勢能變化，去類比“電場力做功量度電勢能變化”；用水位類比電位，用水壓類比電壓等等。
五、應(yīng)用類比方法研究物理學(xué)
在物理教學(xué)中，恰當(dāng)?shù)呐浜闲愿拍畹囊?，介紹物理學(xué)家應(yīng)用類比方法探索、研究物理學(xué)的成功事例，既能使教學(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。
例如，教學(xué)歐姆的前前后后，可做如下介紹：德國物理學(xué)家歐姆曾經(jīng)把電流的傳導(dǎo)與法過數(shù)學(xué)家、物理學(xué)家傅利葉的熱傳導(dǎo)想類比，推出了“通過導(dǎo)體的電流與導(dǎo)體兩端的電壓成正比”的結(jié)論。隨后他又用實(shí)驗(yàn)進(jìn)行了證明，終于建立了如今我們學(xué)習(xí)的歐姆定律。
六、應(yīng)用類比方法找出實(shí)驗(yàn)方法
在用實(shí)驗(yàn)研究物理現(xiàn)象、規(guī)律時(shí)，我們往往會(huì)感到無從下手，如果運(yùn)用類比方法則比較容易找到切入點(diǎn)。
例如：我們?cè)趯W(xué)習(xí)眼界影響電阻實(shí)驗(yàn)時(shí)，告訴學(xué)生運(yùn)用控制變量法進(jìn)行研究。到了下一章，學(xué)習(xí)歐姆定律時(shí)，用實(shí)驗(yàn)研究電流與電壓、電阻的關(guān)系時(shí)，我們可以把這幾個(gè)實(shí)驗(yàn)和上一次實(shí)驗(yàn)進(jìn)行類比，都是研究一個(gè)物理量與幾個(gè)量的關(guān)系。因此可以象上一實(shí)驗(yàn)，用控制變量法研究。即先把電阻一定，改變電壓，研究出電流與電阻的關(guān)系，這樣就找到了實(shí)驗(yàn)方法。在物理學(xué)中，類似實(shí)驗(yàn)很多。
七、類比方法的基礎(chǔ)、局限與正確運(yùn)用
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不一定有必然聯(lián)系，所以從兩個(gè)對(duì)象之間在某些屬性方面的相識(shí)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?？梢姡\(yùn)用類比方法得出的結(jié)論不一定都是可靠的。
概率統(tǒng)計(jì)是現(xiàn)代數(shù)學(xué)的一個(gè)重要分支，它已被廣泛地應(yīng)用于醫(yī)學(xué)、工程技術(shù)、經(jīng)濟(jì)管理等各個(gè)方面。但據(jù)調(diào)查得知，由于概率統(tǒng)計(jì)的概念較多，方法獨(dú)特，工具雜加上教學(xué)時(shí)間短，使得學(xué)生在學(xué)習(xí)這門課程時(shí)普遍感覺概念太抽象以致思維難拓展、解題方法難掌握。 因此，如何引入好的教學(xué)方法從而提高此門課程的教學(xué)質(zhì)量是當(dāng)今教育工作者急于探討的問題。
類比法是根據(jù)兩個(gè)或兩類事物在某些屬性上相同或相似，從而推測它們?cè)谄渌麑傩陨弦蚕嗤蛳嗨频囊环N推理方法。著名數(shù)學(xué)家拉普拉斯說過：“在數(shù)學(xué)里發(fā)現(xiàn)真理的主要工具是歸納和類比。”可見它在數(shù)學(xué)學(xué)習(xí)中的重要性。在教學(xué)中可以讓學(xué)生先回顧之前學(xué)過的知識(shí)，并由此引出新知識(shí)和新概念，再通過類比法來比較二者的共同點(diǎn)和不同點(diǎn)，從而起到化陌生為熟悉，化抽象為具體，化繁為簡的作用，幫助學(xué)生貫通知識(shí)間的聯(lián)系，使知識(shí)體系縱橫交融形成系統(tǒng)的知識(shí)網(wǎng)絡(luò)，從整體上掌握知識(shí)。下面我們將淺談?lì)惐确ㄔ诟怕式y(tǒng)計(jì)的概念教學(xué)和習(xí)題教學(xué)中的應(yīng)用。
1 類比法在概念教學(xué)中的作用
匈牙利數(shù)學(xué)家玻利亞說：“類比是一個(gè)偉大的引路人?！鳖惐茸鳛橐环N思維方法，其側(cè)重的不是邏輯性、確定性、嚴(yán)格性，而是創(chuàng)造性、猜測性、靈活性。概率統(tǒng)計(jì)中的許多概念都可以通過類比引出并揭示其本質(zhì)。此外，我們可利用原有的認(rèn)知結(jié)構(gòu)借助類比法，有效地掌握新知識(shí)，并將這些知識(shí)有機(jī)系統(tǒng)地統(tǒng)一起來。
1.1 隨機(jī)事件的關(guān)系運(yùn)算與集合的關(guān)系運(yùn)算的類比
由于事件可以看成由某些樣本點(diǎn)構(gòu)成的集合，因此可將二者類比學(xué)習(xí)。例如：集合A∪B表示其中任意一個(gè)元素x僅屬于A或者僅屬于B或者屬于A和B的公共部分，我們可以形象地用韋氏圖來表示。此時(shí)若將A和B看作是事件，則事件A∪B表示“事件A和事件B至少有一個(gè)發(fā)生”，記作A+B，即概率論中事件的和等同于集合論中集合的并集。同樣的類比方法，我們可將集合論中集合的交集類比到概率論中事件的積中去。
在教學(xué)中可引導(dǎo)學(xué)生先回顧集合之間的各種關(guān)系運(yùn)算，隨之再引出相應(yīng)的事件間的關(guān)系運(yùn)算，最后歸納總結(jié)。此外，事件運(yùn)算的性質(zhì)如交換律、結(jié)合律、分配律均可對(duì)照集合的相應(yīng)性質(zhì)進(jìn)行類比學(xué)習(xí)。
1.2 離散型隨機(jī)變量與連續(xù)型隨機(jī)變量的類比
表1
對(duì)于離散型隨機(jī)變量，學(xué)生感覺較容易，但對(duì)于連續(xù)型隨機(jī)變量，往往學(xué)生感覺抽象難理解。由于分布列在離散型隨機(jī)變量中的地位與密度函數(shù)在連續(xù)型隨機(jī)變量中的地位等同，因此對(duì)于離散型隨機(jī)變量中的邊緣分布列與聯(lián)合分布列的關(guān)系可以過渡到連續(xù)型隨機(jī)變量中邊緣密度函數(shù)與聯(lián)合密度函數(shù)的關(guān)系中去，此外諸如隨機(jī)變量的獨(dú)立性的充要條件以及期望與方差的計(jì)算均可輕松過渡。具體我們可通過“把連續(xù)的問題離散化”這種方法，實(shí)際是將對(duì)離散型隨機(jī)變量中對(duì)分布列的求和變成對(duì)連續(xù)型隨機(jī)變量中的密度函數(shù)求積分即可。表1我們將對(duì)其中的部分性質(zhì)及計(jì)算作一個(gè)簡要的類比。
1.3 一維隨機(jī)變量與二維隨機(jī)變量的降維類比
任何學(xué)習(xí)都是循序漸進(jìn)的，一般來說低維空間的知識(shí)相對(duì)簡單，容易被學(xué)生接受，所以最好的方法是從低維空間向高維空間過渡學(xué)習(xí)。降維類比法是將高維空間中的數(shù)學(xué)對(duì)象降低到低維空間中去觀察，利用低維空間中數(shù)學(xué)對(duì)象的性質(zhì)類比歸納出高維數(shù)學(xué)對(duì)象的性質(zhì)。
我們知道一維離散型和連續(xù)型隨機(jī)變量的分布函數(shù)分別為：
在研究二維離散型和連續(xù)型隨機(jī)變量時(shí)，我們可用降維類比法得到其聯(lián)合分布函數(shù)分別為：
通過上面的類比得知抽象的二維隨機(jī)變量的分布函數(shù)與一維隨機(jī)變量有著一致的表達(dá)式，從而大大降低了學(xué)習(xí)的難度。此外，二維離散型隨機(jī)變量的聯(lián)合分布列與連續(xù)型隨機(jī)變量的密度函數(shù)的性質(zhì)與計(jì)算均可借助一維隨機(jī)變量的相關(guān)知識(shí)引入。
2 類比法在習(xí)題教學(xué)中的應(yīng)用
類比法是解題的有力工具。在習(xí)題教學(xué)中，教師若常引導(dǎo)學(xué)生用類比思維去尋找解題的方法，會(huì)起到事半功倍的效果。我們首先可以利用條件、結(jié)論或者結(jié)構(gòu)形式上的類似，聯(lián)想與之類似的概念性質(zhì)從中得到啟發(fā)。例如，在概率統(tǒng)計(jì)中有這樣一題：
已知連續(xù)型隨機(jī)變量X的概率密度函數(shù)為fx=ae■ x>00 x≤0，求a。
分析：此題若由密度函數(shù)的性質(zhì)■，通過積分可求得a=3。但是我們?nèi)敉ㄟ^與指數(shù)分布的密度函數(shù)fx=λe■ x>00 x≤0進(jìn)行對(duì)比，可知a=3。這樣在解題中不需要計(jì)算便可得到結(jié)果。
總之，類比法是創(chuàng)造性地表達(dá)思維的重要手段，在概率統(tǒng)計(jì)教學(xué)中有其特有的地位和作用。在概率論的類比法教學(xué)中，不僅要根據(jù)學(xué)生已有的知識(shí)提供恰當(dāng)?shù)念惐葘?duì)象，更為重要的是引導(dǎo)學(xué)生在類比中去發(fā)現(xiàn)目標(biāo)對(duì)象與類比對(duì)象的本質(zhì)區(qū)別，從而真正地認(rèn)識(shí)和理解目標(biāo)對(duì)象，否則則可能導(dǎo)致錯(cuò)誤的理解與認(rèn)識(shí)。事實(shí)上，類比法在概率統(tǒng)計(jì)教學(xué)中的應(yīng)用遠(yuǎn)不止于上述幾個(gè)方面，這里就不一一贅述。在概率論教學(xué)中若恰當(dāng)應(yīng)用類比法，可使學(xué)生將所學(xué)的知識(shí)條理化系統(tǒng)化，有利于提高學(xué)生分析問題與解決問題的能力，培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新意識(shí)和創(chuàng)新精神。
【參考文獻(xiàn)】
[中圖分類號(hào)]0413.1 [文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼]A
類比法是一種常用的教學(xué)法，如果使用得當(dāng)，可以大大簡化教學(xué)過程，提高教學(xué)效果。關(guān)于類比法在教學(xué)中的應(yīng)用，已經(jīng)有過很多的討論[1,2]。本文將以剛體力學(xué)為例，講述類比法在大學(xué)物理教學(xué)中的應(yīng)用。
大學(xué)物理的力學(xué)部分相對(duì)于中學(xué)物理的力學(xué)部分在內(nèi)容上最大的差別便是增加了剛體的內(nèi)容。該部分內(nèi)容是大學(xué)物理力學(xué)篇的重點(diǎn)，但由于其對(duì)學(xué)生而言是全新的內(nèi)容，故也是一個(gè)難點(diǎn)。但如果利用類比法，該部分的教學(xué)將大大簡化。我們注意到，剛體部分的每一個(gè)概念、定理、定律在質(zhì)點(diǎn)力學(xué)中幾乎都能夠找到其對(duì)應(yīng)。下面我們將從基本物理量的對(duì)應(yīng)出發(fā)，用類比的方法給出剛體繞定軸轉(zhuǎn)動(dòng)的所有定律。
一、基本物理量的類比
質(zhì)點(diǎn)力學(xué)有五個(gè)基本物理量，它們是位置x，速度v，加速度a，力F和質(zhì)量m；剛體力學(xué)中有五個(gè)與之對(duì)應(yīng)的基本物理量，依次是角位置θ，角速度ω，角加速度β，力矩M和轉(zhuǎn)動(dòng)慣量J。
教學(xué)時(shí)可以先介紹這五組對(duì)應(yīng)的基本物理量，然后再類比的講述轉(zhuǎn)動(dòng)慣量的定義和意義：質(zhì)量衡量平動(dòng)慣性，轉(zhuǎn)動(dòng)慣量衡量轉(zhuǎn)動(dòng)慣性。相信有了上述對(duì)應(yīng)后，學(xué)生對(duì)轉(zhuǎn)動(dòng)慣量所代表的物理意義的理解也會(huì)非常容易。
二、基本運(yùn)動(dòng)定律的類比
質(zhì)點(diǎn)力學(xué)的核心運(yùn)動(dòng)定律是牛頓第二定律，即
F=ma （1）
根據(jù)上述對(duì)應(yīng)，在剛體力學(xué)中，與F對(duì)應(yīng)的是力矩M，與質(zhì)量m對(duì)應(yīng)的是轉(zhuǎn)動(dòng)慣量J，與加速度a對(duì)應(yīng)的是角加速度β。于是，牛頓第二定律在剛體力學(xué)中的對(duì)應(yīng)式為
M=Jβ （2）
這是剛體力學(xué)中的核心定律――轉(zhuǎn)動(dòng)定律。牛頓定律告訴我們，平動(dòng)加速度與受力成正比，與質(zhì)量成反比；轉(zhuǎn)動(dòng)定律告訴我們，轉(zhuǎn)動(dòng)角加速度與力矩成正比，與角加速度成反比。
三、作用累積效果的類比
力有兩個(gè)累積效果，一是對(duì)空間的累積，二是對(duì)時(shí)間的累積，其累積效果分別為
（3）
（4）
其中，（3）式為動(dòng)能定理，（4）式為動(dòng)量定理。根據(jù)上述物理量的對(duì)應(yīng)關(guān)系，很容易將上述關(guān)系式對(duì)應(yīng)為
（5）
（6）
（5）式左端為力矩對(duì)空間的累積，為力矩的功；右端 與質(zhì)點(diǎn)的動(dòng)能相對(duì)應(yīng)，為剛體的轉(zhuǎn)動(dòng)動(dòng)能。這樣一方面給出了力矩功和剛體轉(zhuǎn)動(dòng)動(dòng)能的計(jì)算方法，也給出了剛體力學(xué)中的動(dòng)能定理，即合外力矩的功等于剛體轉(zhuǎn)動(dòng)動(dòng)能的增量。（6）式左端是力矩對(duì)時(shí)間的累積，稱為沖量矩；右端Jω與質(zhì)點(diǎn)力學(xué)中的動(dòng)量mν對(duì)應(yīng)，為轉(zhuǎn)動(dòng)角動(dòng)量。這一方面給出了沖量矩和角動(dòng)量的定義，也給出了剛體轉(zhuǎn)動(dòng)的角動(dòng)量定理，即合外力矩的沖量等于剛體角動(dòng)量的增量。
四、守恒律的對(duì)應(yīng)
令（6）式左端為零，便得到了剛體力學(xué)中的角動(dòng)量守恒定律，簡言之即合外力矩為零，角動(dòng)量守恒。該定律與質(zhì)點(diǎn)力學(xué)中的動(dòng)量守恒定律相對(duì)應(yīng)。
其實(shí)，類比法并不限于剛體力學(xué)，在電磁學(xué)中也有重要的應(yīng)用。如，靜電場中的高斯定理在應(yīng)用時(shí)可以與恒定電流磁場的環(huán)路定理進(jìn)行類比，電場能量的計(jì)算式可以與磁場能量的計(jì)算式進(jìn)行對(duì)比，電容的計(jì)算方法可以與電感的計(jì)算方法對(duì)比等等?？傊?，類比法如果應(yīng)用得當(dāng)，會(huì)簡化教學(xué)、事半功倍。
[參考文獻(xiàn)]
高中生物教學(xué)
應(yīng)用
[中圖分類號(hào)]G633.91
[文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼]A
[文章編號(hào)]1674-6058（2016）32-0127
高中生物知識(shí)較為抽象，如果教師僅借助簡單的理論文字或者是傳統(tǒng)的教學(xué)方法進(jìn)行教學(xué)，學(xué)生將很難深入理解與掌握生物知識(shí)，無法形成科學(xué)的學(xué)習(xí)思路。對(duì)此，教師應(yīng)當(dāng)借助類比法，將一些復(fù)雜的問題簡單化，從而達(dá)到舉一反三、觸類旁通的效果，有效培養(yǎng)學(xué)生的思維能力。
一、借助類比。加強(qiáng)新知識(shí)與原有知識(shí)間的聯(lián)系
在高中生物教學(xué)中，包含了大量的概念，有些概念非常深?yuàn)W，學(xué)生很難理解。在學(xué)習(xí)這些概念時(shí)，教師可借助類比加強(qiáng)新知識(shí)與原有知識(shí)間的聯(lián)系，以幫助學(xué)生理解與掌握相關(guān)概念。
例如，在學(xué)習(xí)“種群特征”時(shí)，教師可將種群與個(gè)體進(jìn)行類比，個(gè)體一般有出生死亡、性格與年齡等特點(diǎn)；種群則具有出生率死亡率、性別比例與年齡等特點(diǎn)。如此便可引導(dǎo)學(xué)生將新概念與已有的知識(shí)聯(lián)系起來。又如，在學(xué)習(xí)“激素調(diào)節(jié)”時(shí)，教師可借助激素調(diào)節(jié)與手機(jī)工作原理相似的特征，進(jìn)行類比，由此降低神經(jīng)遞質(zhì)與特異性受體的理解難度。手機(jī)的工作原理為：手機(jī)、號(hào)碼、信號(hào)，只要撥打手機(jī)的號(hào)碼，號(hào)碼的信號(hào)就會(huì)向周圍發(fā)射，不管手機(jī)在哪里，只有這么一個(gè)手機(jī)能夠接收信號(hào)；激素調(diào)節(jié)也是一樣，特定的激素，只能由特定的內(nèi)分泌腺分泌，具備特定的信號(hào)，內(nèi)分泌腺分泌到這一激素中，激素就能夠進(jìn)入各處血液，只有特單的靶細(xì)胞才能夠接受并識(shí)別信號(hào)。通過此種類比，就能夠幫助學(xué)生深刻地記憶與理解相關(guān)概念。
二、借助類比。將生物知識(shí)條理化
生活中包含了很多生物知識(shí)，這些知識(shí)非?，嵥?，因此教師需要將類似的知識(shí)進(jìn)一步條理化。以“染色體變異”這一知識(shí)點(diǎn)為例，這一節(jié)課的重點(diǎn)是染色體組、二倍體以及多倍體等知識(shí)點(diǎn)的講解。假如僅僅依靠單純的記憶，學(xué)生很容易將這些概念混淆在一起，無法分辨知識(shí)點(diǎn)間存在的差異，無法有效掌握這些概念。此時(shí)教師可通過類比的方式，將生物知識(shí)條理化，從而促進(jìn)學(xué)生有效掌握生物知識(shí)。教師可先伸出自己的手，為學(xué)生展示一只手的手指，告知學(xué)生手指有三長兩短，每一個(gè)都是不同的。隨后教師可舉起雙手，將雙手的手指相對(duì)，由此類比兩個(gè)染色體組，在此基礎(chǔ)上提出問題：為何是兩個(gè)染色體組？由此引導(dǎo)學(xué)生深入思考問題，教師應(yīng)當(dāng)正確地引導(dǎo)學(xué)生，如使用十根手指與一只手的手指進(jìn)行相除。在講解多倍體時(shí)，教師可將一只手浸濕，在黑板上按壓三次，這樣就可得到三只手印。在得到手印后，教師就可類比三個(gè)染色體組。在完成上述工作后，教師可恰當(dāng)?shù)乜偨Y(jié)相關(guān)生物知識(shí)，如判斷二倍體與多倍體的基礎(chǔ)條件是什么等。如此一來，學(xué)生就能夠?qū)⑸镏R(shí)條理化，從而提高學(xué)習(xí)效果。
三、運(yùn)用類比。提高學(xué)生的知識(shí)應(yīng)用能力
類比是一種較為常用的教學(xué)方法。在高中生物教學(xué)中，教師可將常見知識(shí)的一些特性提取出來，隨后借助類比將一些不常見的知識(shí)特性預(yù)測出來，以加深學(xué)生對(duì)知識(shí)的理解與應(yīng)用。
例如，在學(xué)習(xí)“DNA模型建立”時(shí)，沃森與克里克按照前人的研究結(jié)果，認(rèn)識(shí)了蛋白質(zhì)的空間結(jié)構(gòu)為螺旋形，因此推想出DNA結(jié)構(gòu)或許也是螺旋形。按照此種類比，對(duì)于原有DNA模型進(jìn)行了修改，同時(shí)與DNA分子的X射線照片進(jìn)行對(duì)照，證明了這一結(jié)論是正確的。由此可見，通過此種形式，能夠有效幫助學(xué)生掌握W習(xí)方法。
