【正文】 件，沒有共同點的對象之間是無法進(jìn)行類比推理的。 類比法分類 根據(jù)不同的標(biāo)準(zhǔn)，類比法可以分為以下不同類型： ⑴根據(jù)類比中對象的不同，類比可分為個別性類比、特殊性類比和普遍性類比等類型⑵根據(jù)類比中的斷定不同，類比可分為正 (肯定式 )類比、負(fù) (否定式 )類比和正、負(fù) (肯定否定式 )類比等類型 ⑶根據(jù)類比中的內(nèi)容不同，類比可分為性質(zhì)類比、關(guān)系類比 、條件類比等類型⑷根據(jù)類比中的前提和結(jié)論中的對象不同，類比可分為同類類比和異類類比等類型。同類類比又可分為“以己推人”式類比、“以人推己”式類比、“以人推人”式類比、“以物推物”式類比等類型；異類類比又可分為“以人推物”式類比、“以物推人”式類比等類型。⑸根據(jù)思維方向，類比可分為單向類比、雙向類比和多向類比等類型。 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)驗類比等類型。此外，根據(jù)對象的多少，類比還可分為完全類比和不完全類比等類型。 二、類比法在物理學(xué)史上的作用 物理學(xué)史上，常用的類比方法有等效類比、關(guān)系類比、協(xié)變類比、模型類比、對稱類比等。類比被譽為科學(xué)活動中的“偉大的引路人”，在很多關(guān)鍵時刻，科學(xué)家巧妙地運用了類比推理，提出科學(xué)假說，從而獲得巨大成功?？档略f過：“每當(dāng)理智缺乏可靠論證的思路時，類比這個方法往往指引我們前進(jìn)”。法拉第了解到奧斯特發(fā)現(xiàn)電流能產(chǎn)生磁場后，就很自然地進(jìn)行了逆向思考和對稱類比推理，通過探索、研究、實驗，終于發(fā)現(xiàn)磁場中獲得電流的方法，使電磁學(xué)得到突飛猛進(jìn)的發(fā)展。麥克斯韋不僅注意到物理現(xiàn)象、定律之間以及物理現(xiàn)象、定律與其他事物之間的局 部相似性，而且考慮到數(shù)學(xué)形式的類比，運用協(xié)變類比法，他創(chuàng)造性地建立了電磁學(xué)方程，建立了完整的電磁場理論。 三、類比法在中學(xué)物理教學(xué)中的作用 學(xué)生往往習(xí)慣于形象思維，缺乏抽象思維和邏輯推理能力，因此對抽象的物理概念難于接受和理解。在教學(xué)中運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。 類比方法在中學(xué)物理教學(xué)中的具體作用主要有以下幾個方面： 降低初、高中物理教學(xué)“臺階”的作用 初中物理教學(xué)基本上是建立在形象思維基礎(chǔ)上的，它以生動的自然現(xiàn)象和直觀的實驗為依據(jù)，從而使學(xué)生通過形象思維獲得知識。初中物理中的大多數(shù)問題看得見、摸得著。進(jìn)入高中后，物理教學(xué)便從形象思維向抽象思維領(lǐng)域過渡，其知識性、邏輯性、抽象性和應(yīng)用性都要強(qiáng)，學(xué)生在學(xué)習(xí)時感到難以適應(yīng)。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。其中高中物理采用了較多抽象思維和邏輯推理的方法，是這個臺階存在的重要原因之一。 在教學(xué)中做好新舊知識的同化可以 減少學(xué)生學(xué)習(xí)的困難。教師應(yīng)當(dāng)在備課時細(xì)致捉摸高中教材所研究的問題跟初中教材曾研究的問題，在言語、方法、思維特點等方面進(jìn)行類比，找出存在的差別和內(nèi)在的聯(lián)系，明確新舊知識之間的聯(lián)系與差異，確定課堂教學(xué)中如何啟發(fā)與指導(dǎo)，使學(xué)生能利用舊知識來同化新知識，順利的達(dá)到知識的遷移。 教學(xué)難點的突破，是教學(xué)中的一個重要環(huán)節(jié)。其突破方法是：先依托已經(jīng)掌握的一些基本的物理模型，如兩小球的碰撞模型、人船模型、爆炸模型等，然后再把將待研究的問題與類似的已知規(guī)律的物理模型或物理過程進(jìn)行比較，找出其“相當(dāng)”的物理量，然后直接套 用有關(guān)公式，使問題順利解決決。因此，運用類比法解決物理問題時，經(jīng)?？梢院喕蠼膺^程。例在學(xué)習(xí)電場強(qiáng)度 E=F/q 這個概念時，可以先復(fù)習(xí)部分電路的歐姆定律，對公式 R=U/I，在初中時，學(xué)生已經(jīng)知道R與 U 并不成正比，與 I 也不成反比，它是物體本身的一種屬性，給導(dǎo)體加電壓的目的是為了檢測其電阻阻值的大小，對電阻即使不加電壓，它對電流的阻礙作用也是一樣存在的；電場中某點電場強(qiáng)度 E 是確實存在的一種物質(zhì)，與在該點有沒有引入檢驗電荷、檢驗電荷的電性、電量等無關(guān)，它是由產(chǎn)生這個電場的電荷決定的。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。 提高課堂教學(xué)效益的作用不同的物理知識之間有許多相同或相似的特征，他們遵守著相同或相似的物理規(guī)律，對它們的研究所采用的物理方法也受其特征的制約。在中學(xué)物理知識在中，電磁學(xué)知識有一相同特征是其抽象性，因此在學(xué)習(xí)這部分知識時，常用它們與力學(xué)知識之間的相似性，采取類比法進(jìn)行教學(xué)，可以收到事半功倍的效果。 在平常的物理學(xué)習(xí)中，學(xué)生往往會覺得物理知識看得懂，也聽得懂，但做起題來就是容易出錯。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。如果在平時的課堂教學(xué)中，要有意識的運用類比方法。如，彈簧的串聯(lián)1/K=1/K1+1/K2 ， 電 容 器 的 串 聯(lián) 1/C=1/C1+1/C2 ， 電 阻 的 并 聯(lián)1/R=1/R1+1/R2，電阻的串聯(lián) R=R1+R2，彈簧的并聯(lián) K=K1+K2，電容器的并聯(lián) C=C1+C2。把它們聯(lián)系起來，形成知識體系，對學(xué)生的學(xué)習(xí)就能起到事半功倍的作用。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。運用類比法 把相關(guān)的物理知識聯(lián)系起來，可以幫助學(xué)生理解、記憶、掌握這些相關(guān)知識，從而提高課堂教學(xué)效益。 培養(yǎng)學(xué)生的類比思維、提高創(chuàng)新能力的作用 高、初中教材提供了很多利用類比的素材，教師在教學(xué)中應(yīng)不失時機(jī)地引導(dǎo)學(xué)生對新知識進(jìn)行恰當(dāng)?shù)念惐?，抓住知識系統(tǒng)中同類要素的聯(lián)系，按照知識本身的結(jié)構(gòu)規(guī)律通過類比遷移，不僅可以使學(xué)生以快速的獲取知識，深刻地領(lǐng)會和掌握知識，而且還能使學(xué)生產(chǎn)生一種對問題的敏感性，迅速抓住問題的要害，找出解決問題的途徑，這對于學(xué)生形成思維能力、提高素質(zhì)都有很大的作用。 為了使教育 面向未來，培養(yǎng)適應(yīng)未來變革的人才，在加強(qiáng)基礎(chǔ)知識教學(xué)的同時，要培養(yǎng)學(xué)生善于從自然界或者已有知識中，尋找與創(chuàng)造對象相類似的東西，加以模擬，并創(chuàng)造出新的東西來。 在運用類比方法培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新能力時，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。如：盧瑟福通過α粒子散射實驗知道：在原子中有一個僅占原子體積小部分 (約十萬分之一 )但卻具有絕大部分質(zhì)量（ %）的核 ,而核外電子只有極小的質(zhì)量；這種模型與太陽作為太陽系的核心，它 占有太陽系總質(zhì)量的 %，但體積卻只占有大陽系空間的極小部分，而且原子核與電子之間的吸引力，以及大陽與行星之間的萬有引力，都遵從與距離的平方成反比的規(guī)律。于是他運用類比方法把原子內(nèi)部的情況和太陽系的結(jié)構(gòu)進(jìn)行類比，太陽系是由處于核心的太陽和環(huán)繞它運行的一系列行星構(gòu)成的，因此，盧瑟福于 1911 年提出了原子是由電子環(huán)繞帶正電荷的原子核組成的這樣一個原子核結(jié)構(gòu)的行星模型假說。 通過類比，介紹知識的新領(lǐng)域，提出新的問題，把創(chuàng)造性思維的培養(yǎng)和開發(fā)引向科學(xué)的前沿。高中教材在介紹磁單極子的內(nèi)容時，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。但它們又不完全相似，在電現(xiàn)象里有電荷，正負(fù)電荷可以單獨存在，在磁現(xiàn)象里有沒有磁荷？磁單極子是否存在？科學(xué)研究的新課題就是這樣通過類比提出來的，提出來后再通過實驗來尋找，通過實驗來驗證。 類比法可使知識條理化，它能分清概念和規(guī)律之間的相似和差異，從而發(fā)展知識的“空缺”，指引 了研究的方向。門捷列夫元素周期表就是通過分析歸納抓住各元素的質(zhì)量排列和電荷數(shù)排列，把它們的物理性質(zhì)和化學(xué)性質(zhì)作類比，從而發(fā)現(xiàn)了“空缺”，再有目的、有方向地尋找這些“空缺”對應(yīng)的元素，并且獲得了巨大的成功。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)的運用、訓(xùn)練才能形成。因此，在教學(xué)中要挖掘素材，指導(dǎo)學(xué)生注意抓住相關(guān)現(xiàn)象的本質(zhì)特征，教會學(xué)生用類比的方法進(jìn)行思考，并用類比方法解決問題，學(xué)生經(jīng)過一定的熏陶、訓(xùn)練之后，一般都能較好的掌握類比方法，并由此提高創(chuàng)新能力。創(chuàng)新能力的培養(yǎng)主要是培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)造性思維。創(chuàng)造性思維能力主要包括發(fā)散思維、收斂思維、靈感思維、直覺思維、形象思維等。 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。但類比不是一種嚴(yán)密的推理，類比推理的結(jié)果是否正確，還需要經(jīng)過實驗來驗證。自然 界中的各種事物既存在著相似性也存在著差異性，而不同事物之間差異性的存在卻恰恰限制了類比的范圍，所以由類比所得的結(jié)論不一定都是可靠的。這是因為：①事物之間的統(tǒng)一性和差異性是類比推理的客觀基礎(chǔ)，同一性提供了類比的根據(jù)，而差異性則限制了類比的結(jié)論。根據(jù)相似屬性進(jìn)行類比推理時，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)生錯誤。②類比的邏輯根據(jù)是不充分的，類比是以對象之間的某些相似性為依據(jù)的，從兩個對象之間在某屬性方面的相似或相同，并不能得出它們在其它屬性方面也必然相似或相同的結(jié)論，因為相似性和推出的屬性之間 不一定有必然的聯(lián)系。而類比推理是允許在不知道它們之間是否有必然聯(lián)系的前提下進(jìn)行的。因此，同樣是運用類比推理得出的結(jié)論，有的可以是對的，有的可以是錯的。 經(jīng)驗告訴我們，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。所以自然界的各種事物存在的相似性是人們運用類比進(jìn)行推理的客觀依據(jù)，一個物理理論不僅要能夠反映客觀事物的定性關(guān)系，還能夠反映它們的定量關(guān)系，不僅能夠概括描述客觀事物現(xiàn)已存在的已知東西，還能夠預(yù)言未知的東西，也就是說定量化與可演繹是一個成熟的物 理理論不可缺少的方面