类比,浅谈高中物理教学中如何运用类比教学法

（四川省达县石桥中学 四川 达县635000）

由于物理学的特点，所以探讨物理学的策略教学论文也就丰富多彩，除了观察和实验外，还会涉及到科学的抽象、理想实验的策略教学论文、基本的一些逻辑策略教学论文、类比法、假说和模型策略教学论文、数学策略教学论文，当然少不了论述思维的策略教学论文。而其中的类比法正象康德所说：“每当理智缺乏可靠论证的思路时，类比这个策略教学论文往往能指引我们前进。”
1、类比法
大家都知道，类比法是古今中外的物理学家最常用的一种思维策略教学论文，由这种策略教学论文所得出的结论，虽然不一定很可靠，但在逻辑思维中却很富有创造性。例如，热质说把热和流体类比；库仑定律把静电相互作用与万有引力类比；磁又与电类比等等。在物理学史上对电磁学作出重大贡献的首推法拉第与麦克斯韦，前者擅长实验,后者擅长论述，两者相辅相成，相得益彰。法拉第虽然有高超的实验技艺和想象力，并提出了“力线”和“场”这些非常深刻的物理思想，但由于数学水平不高，所以无法把他的定性的见解提高到精确的定量的论述，而这个任务就由麦克斯韦承担起来，通过麦克斯韦的不懈努力，把法拉第的直观物理学表述提高到论述高度，使之具有深刻性和普遍性。为了对法拉第的力线概念作出精密的数学描述，麦克斯韦把这一物理学图象表示为清晰的几何现象，采用了物理类比的深思小学英语教学论文策略教学论文。在麦克斯韦之前，对法拉第思想十分赞赏的W•汤姆逊已经确立了静电方程与热流方程上的类似，W•汤姆逊的探讨工作，特别是他卓有成效的运用类比策略教学论文，给麦克斯韦很大启发。为了把法拉第的物理图象表示为清晰的几何图案，麦克斯韦把不可压缩流体稳定流动中的涡流线与电场和磁场中的力线进行类比，以将探讨涡流线的某些数学结果运用到对力线的探讨。麦克斯韦认为，在电学中电荷总是以电势高的地方向电势低的地方，在流体场种流体总是以压力高的地方流向压力低的地方，在热力学中热总是以温度高的地方流向温度低的地方。所以，电学中的势V(r)、流体力学中的压力p (r)和热力学中的温度T(r)具有某种相似性。麦克斯韦将电场中的力(电场强度E)和通量D通过系数k联系起来了。他认为不仅电场有这种性质，磁场和恒稳电流场也有这种性质。麦克斯韦总结出矢量场的一个共同规律：同一场中的“力”可以用它的“通量”的现行联系表示出来。在这里麦克斯韦将物理类比作了淋漓尽致的发挥用他的话来表达:“为了不通过一种物理论述而获得物理思想，我们就应当熟悉现存的物理相似性。所谓物理相似性，我认为是在一种科学定律和一些能够相互阐明的定律之间有着着的局部相似。这样，所有的数学的科学就建立在物理定律和数的定律的联系基础上，以致精密科学的目的就是要把自然理由化为通过数运算的量的决定。”

2、类比法与新论述的诞生

1923年，法国一位年轻的物理学家德布罗意提出了物质为微粒有波动性的思想，认为不仅是光子，其它物质粒子也具有波粒二象性。德布罗意的这一思想为以后波动力学的建立奠定了基础，标志着量子论进入了量子力学时代。爱因斯坦曾经热情的赞扬德布罗意：“揭开了巨人帷幕的一角。”德布罗意抓住数学形式把光子同物质粒子进行类比，提出了物质微粒具有波动性质的预言。数学形式的类比对物理学的进展起了重要的作用，它能使我们揭示出探讨对象在感性直观很难认识到的特性和规律，为了规律一般都可以用数学形式定量地概括抽象出来，数学形式相同的物理现象可能会遵循一种更深刻、更本质的规律。

3、类比法和数学法的结合

德布罗意以物质具有波动性质描述了微观粒子，但还不曾建立一个以波动来表示微观粒子运动的动力学方程，薛定谔试图以波函数建立这样的方程，并使玻尔论述中的量子化条件变成这个方程解出的自然结果。纵观薛定谔创立波动力学的过程，我们看到，他以德布罗意和爱因斯坦那里吸取了关于电子波动和物质具有波动性质的思想；以哈密顿的浅析力学中悟出经典力学与几何光学类似的思想；又以坡尔论述里得到了能量是分立的，正确的力学论述必须给出分立的能量谱值的思想，把这几个思想有机的综合起来，产生了新的更深刻的物理内容，波动力学的产生是类比、数学、综合等多种策略教学论文结合在一起运用的结果。值得注意的是，薛定谔不是简单的照搬前人的思想，而是力求突破前人观念上的局限性，如他抛开了德布罗意关于电子轨道的概念，直接引入了代表状态的波函数，这反映了他具有革命性的一面：他的综合并不是凑巧，而是在洞悉前人思想实质的基础之上，以整体上对它们加以总结和概括，以达到全面的、深刻的反映微观客体的本质及其运动规律。

4、类比法的成功和不足

惠更斯正是运用具有创造性的思维策略教学论文—类比法，才确信光也“像声音一样”，是以“波的形式来传播的”。光的波动说一经提出，立即显示了它的生命力，推动初中语文教学论文对光的本性的探讨。但需要注意，类比法是一种有特殊到特殊的逻辑思维策略教学论文，所以由类比法推出的结论往往带有一定的局限性，这是因为进行类比的两个对象除了有相似的一面以外，还有差别的一面，正是这种差别，限制了类比法的利用。如果不注意这种差别，由类比法得出的这种结论就会减低或完全失去价值。惠更斯的光波动学说之所以没有战胜牛顿的微粒说，除了有许多其它方面的理由，其中一个重要理由就是他在运用类比法时没有充分注意到光与声的不同点，他在类比时走的太远了，以至于使他自己陷入困境。