【正文】 類比在核物理中的應(yīng)用 [J]。類比法在物理學(xué)中的應(yīng)用 [J]。運(yùn)運(yùn)用類比方法主要是為了教給學(xué)生一種物理思維的方法和接受、理解知識的一種方式。（３）要針對課堂氣氛。（２）要針對物理教學(xué)內(nèi)容和目的。 教學(xué)中類比 要用得好、用得巧，必須具有針對性。 應(yīng)用類比的首要問題就是研究兩類事物的可比性，即使是兩個(gè)可以進(jìn)行類比的事物，也不可能所有屬性處處相似，點(diǎn)點(diǎn)對應(yīng)。但是這個(gè)類比對我國來說是低級庸俗的，不宜采用。我運(yùn)用類比方法時(shí)都注意到這個(gè)問題。它們的研究對象不同，變化規(guī)律不同，物理意義也不同。 例如：圖線教學(xué)中， V– t 圖線下的面積表示位移， F– t圖線下的面積表示沖量， I– t 圖線下的面積表示電量， P– V圖線下的面積表示功， F– S 圖線下的面積表示功。接著提出一個(gè)問題：電流有磁效應(yīng)，也就是說“電”可以生“磁”，那么，“磁”可不可以生“電”呢？根據(jù)電跟磁的對稱性，學(xué)生很自然地想到：“磁”應(yīng)該也可以生“電”！。這樣，通過水流的形成跟電流的形成相類比，抓住主要的特征，由此及彼，由因到果，類推出電流形成的條件，學(xué)生既容易理解，又不容易遺忘。 教師：在電路中，電池的兩極間有電壓，即有電勢差。形成水流的第一個(gè)條件是要有水，電流呢？ 學(xué)生：要有電荷。我先說一句俗語的上句：“人往高處走??”學(xué)生就很自然地接著說：“水往低處流。 我在教學(xué)中，充分發(fā)揮教材的這一方法，結(jié)合學(xué)生的實(shí)際情況進(jìn)行教學(xué)。因此，不同事物的屬性，數(shù)學(xué)方程式及其定量描述上有相似的地方，才可以比較；根據(jù)其相以的部分，推知其未知部分可能也是相似的，若超出方程式限制范圍進(jìn)行類比得到的結(jié)論就不一定可靠了。 經(jīng)驗(yàn)告訴我們，掌握的相似屬性越多，推出的結(jié)論的可靠性越高，而相似屬性越是本質(zhì)的屬性，則類比推出的結(jié)論可靠性越高。根據(jù)相似屬性進(jìn)行類比推理時(shí)，推出的屬性如果正好是它們的差異性，類比的結(jié)論就會產(chǎn)生錯(cuò)誤。 四、類比方法的局限性 類比是一種重要的推理方式，是人們認(rèn)識新事物或有所新發(fā)現(xiàn)的重要思維方式。我們的中學(xué)物理最后介紹了基本粒子，現(xiàn)在基本粒子已達(dá)到幾百種，這些基本粒子是不是同一層次，什么是它們排列的主線，它們之間存在著什么規(guī)律，可以建立什么樣的模型和理論，這正是當(dāng)代科學(xué)家進(jìn)攻的前沿陣地之一，這些問題的解決，類比法自然要發(fā)揮它的巨大作用 一種思維能力的形成單有了解是遠(yuǎn)遠(yuǎn)不夠的，它要經(jīng)過反復(fù)的運(yùn)用、訓(xùn)練才能形成。高中教材在介紹磁單極子的內(nèi)容時(shí)，就采用了類比的方法：帶電體周圍有電場；磁體周圍有磁場；同種電荷互相排斥，異種電荷互相吸引，這是它們的相似之處。 在運(yùn)用類比方法培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新能力時(shí)，首先要讓他們了解類比方法在物理學(xué)的發(fā)展過程中經(jīng)常起著啟示、探索、開路和創(chuàng)新的作用，許多新概念、新規(guī)律、新理論的提出借助于類比。還有象 v— t 圖象的面積為位移、 F— t 圖象的面積為沖量、 P— V圖象的面積為氣體做功、 U— I 圖象的面積為電流做功的功率，機(jī)械波 — 電磁波 — 光波 物質(zhì)波的類比等等。究其原因，學(xué)生缺乏知識的系統(tǒng)化，所學(xué)的知識是零散的，沒有融 會貫通，所以學(xué)習(xí)效果并不好。通過這樣類比，把學(xué)習(xí)電場強(qiáng)度的方 法與學(xué)習(xí)電壓的方法進(jìn)行同化，使學(xué)生容易接受新知識。 教學(xué)難點(diǎn)的突破，是教學(xué)中的一個(gè)重要環(huán)節(jié)。大多數(shù)學(xué)生感覺由初中到高中物理學(xué)科的跨度比較大，存在著“臺階”問題。在教學(xué)中運(yùn)用類比方法可以引導(dǎo)學(xué)生自己獲取知識；有助于提出假說，進(jìn)行推測，有助于提出問題并設(shè)想解決問題的方向；類比可激發(fā)學(xué)生探索的意向，引導(dǎo)學(xué)生進(jìn)行探索，使學(xué)習(xí)成為學(xué)生自覺積極的活動，發(fā)展學(xué)生的思維能力。康德曾說過：“每當(dāng)理智缺乏可靠論證的思路時(shí)，類比這個(gè)方法往往指引我們前進(jìn)”。 ⑹根據(jù)結(jié)論的可靠程度，類比可分為科學(xué)類比和經(jīng)驗(yàn)類比等類型。對象之間的共同點(diǎn)是類比法是否能夠施行的前提條件，沒有共同點(diǎn)的對象之間是無法進(jìn)行類比推理的?，F(xiàn)代類比法認(rèn)為，類比之所以能夠“由此及彼”，之間經(jīng)過了一個(gè)歸納和演繹程序即：從已知的某個(gè)或某些對象具有某情況，經(jīng)過歸納得出某類所有對象都具有這情況，然后再經(jīng)過一個(gè)演繹得出另一個(gè)對象也具有這個(gè)情況。如果把某個(gè)對象的特有情況或偶有情況硬類推到另一對象上，就會出現(xiàn)“類比不當(dāng)”或“機(jī)械類比”的錯(cuò)誤。要提高類比結(jié)論的可靠程度，就要盡可能地確認(rèn)對象間的相同點(diǎn)。與其它推理相比，類比推理屬平行式的推理。因此，在教學(xué)中有意識的滲透或傳授類比方法，使學(xué)生受到熏陶和訓(xùn)練，使學(xué)生自覺不自覺地逐步掌握和運(yùn)用類比方法，為以后的終身學(xué)習(xí)奠定良好的方法基礎(chǔ)。學(xué)生能掌握類比這種研究方法對其終身學(xué)習(xí)和發(fā)展都具有重要的意義。設(shè)計(jì)事理學(xué)，作為一種研究用戶使用產(chǎn)品整個(gè)過程“事”的設(shè)計(jì)方法學(xué)，能沉浸到具體的情境當(dāng)中去挖掘用戶的需求，使得最終的設(shè)計(jì)更加合情合理。高校學(xué)生使用自助式洗衣機(jī)的整個(gè)過程中問題主要表現(xiàn)幾種在以下三個(gè)方面： 對衛(wèi)生問題的關(guān)注，比如本能地對公共產(chǎn)品的衛(wèi)生產(chǎn)生心理上的排斥感，自助式洗衣機(jī)長期使用后污漬在 ?韌氨諫系幕 ?累等； 對洗衣效率的關(guān)注，比如人多時(shí)有限的洗衣機(jī)怎樣清洗更多的衣物，衣物洗干凈后如何提醒學(xué)生及時(shí)取走等； 對洗衣過程便捷的關(guān)注，比如及時(shí)提前知道洗 衣房中是否有空余的洗衣機(jī)，無需自己去把握放入洗衣液的量等。因此調(diào)研的具體方法上，主要采用用戶日記和深入觀察的方法。這是事物發(fā)展“螺旋式”上升規(guī)律。 事在本文中指特定時(shí)空下，人與人或物之間發(fā)生的行為互動或信息交換，在校園自助式洗衣機(jī)產(chǎn)品設(shè)計(jì)中的事宏觀上指的是學(xué)生使用自助式洗衣機(jī)的情境和背景信息，比如學(xué)生的宿舍生活情境和洗衣房洗衣情境，微 觀上的事指學(xué)生在清洗衣物時(shí)與洗衣機(jī)發(fā)生的各種具體交互，比如放入衣物，選擇清洗方式，放入洗滌劑等等，在此過程中，人的意識有一定“意義”生成，而物發(fā)生了“狀態(tài)”的變化。 人們經(jīng)濟(jì)水平的不斷提高的同時(shí)，對生活的品質(zhì)要求也越來越高，關(guān)注點(diǎn)從原先具體的物轉(zhuǎn)化到產(chǎn)品所涉及到的整個(gè)服務(wù)當(dāng)中，這就要求設(shè)計(jì)師們轉(zhuǎn)變設(shè)計(jì)思想，從原先就物論物的設(shè)計(jì)方式轉(zhuǎn)變到設(shè)計(jì)生活方式的層面上來，這就是設(shè)計(jì)事理學(xué)所強(qiáng)調(diào)的從設(shè)計(jì)“物”到設(shè)計(jì)“事”的思想，本文試圖通過校園自助式洗衣機(jī)的設(shè)計(jì)來簡要闡述下設(shè)計(jì)事理學(xué)在產(chǎn)品設(shè)計(jì)中的具體運(yùn)用。其中，設(shè)計(jì)事理學(xué)作為一種成熟的方法論正在越來越多地被運(yùn)用到具體的產(chǎn)品設(shè)計(jì)中。 四、結(jié)語 電磁學(xué)的發(fā)展，經(jīng)歷了庫侖、奧斯特、安培、法拉第、麥克斯韋等物理學(xué)大師們的不斷努力，才形成了最終的經(jīng)典電磁場理論，成就了物理學(xué)史上的第三次大綜合。 再比如在 ?W 習(xí)磁介質(zhì)時(shí)，我們也可以通過與電介質(zhì)的類比將問題予以簡化。它們有許多共同點(diǎn)，都是對場的物理圖像做出了非常直觀的幾何化形象描述，可 將抽象的朦朧電磁認(rèn)知化為直觀的清晰圖景，從中感受到場存在的直觀對稱和諧美。 ：在靜電場和恒定磁場的學(xué)習(xí)中，我們發(fā)現(xiàn)許多物理量遵循著相 類似的規(guī) 律，表現(xiàn)為描述此類規(guī)律的方程式有著相同的形式，例如電場強(qiáng)度與磁感強(qiáng)度，電位移矢量與磁場強(qiáng)度矢量，電偶極子與磁偶極子，電場強(qiáng)度通量與磁通量等。對象之間的共同點(diǎn)是類比法是否能夠施行的前提條件，沒有共同點(diǎn)的對象之間是無法進(jìn)行類比推理的。無論哪種類比都應(yīng)該是在同層次之間進(jìn)行。所以為了消除教學(xué)對象所存在的這些困惑，我們必須引入一些電磁學(xué)學(xué)習(xí)的基本方法，如微元法、補(bǔ)償法、對稱性分析法，以及接下來我們所要介紹的類比法 。所以研究對象的變化自然也帶來了研究方法的變化，描述 場中各點(diǎn)性質(zhì)的基本物理量也就成為了我們討論的重點(diǎn)，所以才利用庫侖定律和電場強(qiáng)度疊加原理來計(jì)算電場強(qiáng)度，利用電場強(qiáng)度的路徑積分或電勢疊加原理來計(jì)算電勢，再利用畢奧 薩伐爾定律和磁感強(qiáng)度疊加原理來計(jì)算磁感強(qiáng)度。其中電磁學(xué)板塊學(xué)習(xí)難度相對較大，往往會給初學(xué)者帶來許多困惑，所以如何通過適當(dāng)?shù)慕虒W(xué)方法運(yùn)用來促進(jìn)學(xué)生學(xué)習(xí)，提升教學(xué)效果，也是我在這篇文章中所要闡述的主題。在對產(chǎn)品 進(jìn)行設(shè)計(jì)時(shí)，利用對未知事物各種因素和已知事物各種因素，通過類比法的異質(zhì)同化和同質(zhì)異化的兩個(gè)基本原則的創(chuàng)造過程，把它們聯(lián)系起來，得出富有新意的創(chuàng)造方法。 仿生法 仿生設(shè)計(jì)法是一種創(chuàng)造性的設(shè)計(jì)思維，它區(qū)別于其他的設(shè)計(jì)方法，仿生設(shè)計(jì)主要以自然物為設(shè)計(jì)對象，對產(chǎn)品進(jìn)行的創(chuàng)新型的設(shè)計(jì)過程。以至于我們后期在前人的啟發(fā)下，發(fā)明了蜂窩煤。 原型啟發(fā)法 設(shè)計(jì)強(qiáng)調(diào)的是創(chuàng)新，而原型啟發(fā)法強(qiáng)調(diào)的是啟發(fā)，以啟發(fā)為基礎(chǔ)進(jìn)行的創(chuàng)造性的思維模式。幻想是不受任何事物限制，可以無限幻想，也可以借助科學(xué)和神話傳說來大膽想象。對所要設(shè)計(jì)的產(chǎn)品，先進(jìn)行總體的抽象化概括，然后對產(chǎn)品設(shè)計(jì)進(jìn)行簡化，從而去尋找與之相類似的具體化事物，對其進(jìn)行類比。就是把研究的事物人格化，然后把自身設(shè)想為被研究對象的某個(gè)因素，對其進(jìn)行想象。直接類比是比較直觀的一種分類，在對產(chǎn)品進(jìn)行分析比較時(shí)，類比對象與設(shè)計(jì)的產(chǎn)品本質(zhì)特征相似度越接近，成功率也就越大，反之越小。以類比法為基礎(chǔ)對產(chǎn)品設(shè)計(jì)展開聯(lián)想時(shí)，它的實(shí)際連接方式是有所不同的。類比法以比較為基礎(chǔ)，關(guān)鍵是發(fā)現(xiàn)和找出原型，還要具有豐富的 想象力，它的原理包括兩個(gè)方面：異質(zhì)同化和同質(zhì)異化。“比”是類比的基礎(chǔ)，既要比它們的共同點(diǎn)，也要比它們之間的不同點(diǎn)。［ 3］而產(chǎn)品設(shè)計(jì)主要是滿足于人們物質(zhì)生活和精神層面的需求，從而進(jìn)行的創(chuàng)新性的設(shè)計(jì)目的。［ 2］對于類比的可靠程度，我們就要盡可能地尋找對象間更多的相同點(diǎn)。［ 1］這是運(yùn)用類比推理形式進(jìn)行論證的一種方法。這種共性存在，是由類比法推理而來的。 參考文獻(xiàn)： ［ 1］袁希娟，龔耘 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