类比法在物理中的运用
浅谈类比法在物理教学中的运用
大, 以 所 大△ 不一定大,( 如在匀强磁场 中) u ;△ 大 不一定 大 ,所以△ 大 不一定大 : 大a 中 害 就大 ,从而得 出电动势E 与磁 通量变化率 成正 比。究其原因,它们都属于状态量、过程量、 变化率之间的关系,这样类比不仅理解 了新知识 ,还通过新 旧知
一
型”、 “ 子弹打木块模型”、 “ 类平抛运动模型 ”等,使 自己思
考的问题更加 清晰 明确。 ’ 因此,类 比实质上是将 已知 问题或模 型的信息 向新 问题的最 直接 的迁移过程。这种类比是多方面的 ,有 的是根据新 旧问题中 对应的原因的相似去推测结果的相似 ,或者相反 :有的是 由系统 结构 的相似去推测系统功能的相似 ,或者相反 :有的是 由问题形 式的相 似去推测问题解决方法上的相似,等等。 例如 ,单摆问题 的教学 ,通过将小角度摆动的单摆的动力学 方程F=一Kx 与弹簧振子的动 力学方程F :一k x的形式相同的类 比,由于弹簧振子的振动是简谐振动,由此可推g d, r , : 角度摆动的 l l 单摆的振动也是简谐振动 :通过把 放在光滑碗底的小球来回小 振 幅振动时的受力特征与小角度摆动的单摆的受力特征的类比,由 于单摆的振动是简谐振动 ,由此可推知碗底的小球 也做 简谐振 动 ,碗的半径等效 于单摆的摆长:通过把放在竖直 向下的匀强 电 场中的带电摆球 的小 角度振动的等效重力与单摆 的小角度振动 的 重力的类比 ,由单摆 的周期 公式,推出匀强电场 中单摆 的周期公
、
运用类 比法教学,沟通新旧知识,深
化 、 丰 富教 学 内容 ’
要开发学生的创造性思维 ,首先要打好扎实的基础 ,丰富学 生的知识库存。在教学中,要特别重视在讲授新概念时联系 旧知 识,在新旧知识类 比中加深理解 ,开拓思路 。例如在 学习静 电场 节 内容中, “ 电场”概 念的建立是极 为重要的 ,但 由于此概 念 比较抽象 ,学生往往难以理解。可以用 力学中所学重 力场与 之类 比:地球周围存在着重力场 ,地球上所有物体都处于重力场中 , 都 受到 了地球 的作用重力。同样 ,电荷 的周围存在着 电场 ,电场 对处于其中的电荷有电场 力的作用 , ( :点电荷问的库仑 力的 如 作用)。再 由物体在重力场中具有了与地球位置有关的重力势 能 ,引导学生总结出 , 检验 电荷在电场 中也应具有与场源电荷位 置有关的电势能。如此类 比,相 当于在新 旧知识间架起 了一座桥 梁,让学生能够从已掌握的旧知识 中J 顿利地接受和理解新知识 。 又如学 习法拉第电磁感应定律时 ,理清 、△ 各物理 、 量大小关系,是本节课的难点 ,在难点的突破 上,采用了类 比的 方法。把中、 中 、E 、△ 、等 、a △ 、 和u u 类比。L u ) 大△ 不一定
类比法在高中物理教学中的应用
类比法在高中物理教学中的应用
类比法在高中物理教学中有广泛的应用,可以帮助学生更好地理解抽象的物理概念和原理。
以下是类比法在高中物理教学中的几个应用方面:
1. 模型类比:通过构建物理模型,将抽象的物理概念转化为具体的实物或情境,让学生可以通过观察和实验来理解物理原理。
例如,用弹簧和质量来模拟弹簧振子,让学生通过观察模型的振动特征来理解振动的频率和周期。
2. 力学类比:物理力学中的许多概念和原理可以通过类比来帮助学生理解。
例如,将物体的运动类比为汽车的行驶,引入速度、加速度、力等概念,让学生通过类比来理解这些物理概念与日常生活中的运动现象之间的关系。
3. 电路类比:电路中的电流、电压、电阻等概念可以通过类比来加深学生的理解。
例如,将电流类比为水流,电压类比为水压,电阻类比为水管的阻力,让学生通过这种类比来理解电路中的电流、电压和电阻之间的关系。
4. 光学类比:光学中的折射、反射、光的传播等现象可以通过类比来说明。
例如,将光的传播类比为声波的传播,折射类比为球的偏离路径,让学生通过这种类比来理解光学中的一些基本原理和现象。
通过类比法,学生可以将抽象的物理概念和原理与日常生活中的实际情境联系起来,从而更深入地理解物理知识。
同时,类比法还能激发学生的思维,培养他们的创造力和问题解决能力。
然而,需要注意的是,类比只是一种辅助教学的手段,教师还需要结合具体的教学目标和学生的实际情况,合理运用类比法来达到更好的教学效果。
类比法在物理教学中的几种应用
类比法在物理教学中的几种应用与中学物理中各种教学方法的应用相比,类比教学法具有很大的优势,并被广泛应用。
一些物理知识点难懂、概念深刻、现象复杂,在教学中常采用类比教学法。
可以帮助学生提高对这类物理问题的记忆。
将类比教学法引入到1绪论1.1类比教学法的概念类比(比较类比)是一种关于认知能力的逻辑思维和推理方式。
它将未知或不确定的事物或已经知道的事物进行分类比较,从而对未知或不确定的事物做出明确的猜测。
类比的特点是先类比后推理。
要想证明类比具有一定的认知价值,就必须确定所选取的未知事物是否在某些方面与某些已知事物相似。
分类学是从类比法发展而来的。
类比是一种文学修辞方法,是基于两个不同的事物或定义中的相似性,依赖于喻体本身的特点,根据联系在多方面思考如何修饰自身。
也可以是一种推理特征的方式。
在中学物理课堂教学过程中,当学生学习物理知识时,学生的思维方式需要从形象思维向抽象思维转变。
如果采用类比教学法,这种变化的难度会大大降低。
本文重点探讨的类比教学法是类比在物理课堂教学中的具体应用。
类比法在物理教学中的几种应用 22.1类比教学法在力学中的应用1.物理规律和生活经验的类比在物理课堂教学中用学生生活中常见的事例与简单的物理规律进行类比,。
比如,在讲“势能”这一节课时,物理教师就可以先用一个演示实验引入课题,一片羽毛掉落下来和一个小铅球掉落下来的现象有什么不同呢,为什么呢?然后教师可以就实验后的实验现象向同学们讲解物体的势能与质量有关,从而引入“势能”这一物理概念。
然后物理教师可以和学生们就刚才的演示实验的现象进行深入讨论,譬如一个矿泉水瓶子从低楼层掉落与从高楼层掉落相比,危险程度更高的是哪种?并解释原因。
然后倾听学生的相法,并跟随学生的思路进行后续教授,进一步得出势能的概念、公式和其他相关知识来。
2.物理规律和自然现象的类比“万有引力”这一课中如果教师只是单调的讲解万有引力的概念及应用,学生在课堂上就提不起兴趣。
类比法在物理教学中的应用
类比法在物理教学中的应用类比法是逻辑学中的一种推理方法(归纳逻辑),所谓类比就是利用联想思维,根据两事物在某些属性上的相似而推断出它们在某些属性上也可能相似的结论。
在物理教学过程中,我们常常发现某些不同问题在一定范围内具有形式上的相似性,其中包括数学表达式的相似性、物理模型的相似性等等。
类比就是在于发现和探索某些相似性,从而利用已知系统的物理规律去寻找未知系统的物理规律。
但类比的本质是猜测或推测,类比不能代替论证。
类比可以为新内容的阐述和探索提供依托和支持,可以使横向的问题建立普遍的关系。
类比法在物理教学中,对引进物理概念、建立物理模型、培养创造性思维等方面具有重要的作用。
在特定的教学中运用类比法可以达到事半功倍的作用。
一、应用类比方法引进物理新概念、建立物理模型对于一些学生比较陌生、抽象的物理概念,如果用熟悉的、形象化的事物去类比,往往会帮助学生加速认识过程。
例1、电流的形成与水流的形成相类比,推出“电流的形成”。
一句俗语的上句:“人往高处走……”我们就很自然地接着说:“水往低处流。
”经过思考很容易得出:水流的形成是由于水有高度差(水往低处流)。
于是得出结论:形成水流的条件是有水和高度差。
接着,可用电流跟水流类比,推出电流形成的条件:水流可以说是水的定向移动,而电流是电荷的定向移动,它们之间很类似。
形成水流的第一个条件是要有水,电流呢?要有电荷。
(此处运用了”简单共存类比”)确切地说,是要有自由电荷。
那么,自由电荷在什么情况下会定向运动呢?当然是受到电场力。
在电路中,电池的两极间有电压,即有电势差。
当导体的两端与电池的两极接通时,它的两端就有了电压,导体中就有了电场。
这样,导体中的自由电荷在电场力的作用下定向移动,形成了电流。
所以,跟水流的形成相类比,形成电流的另一个条件是有电势差(电压)。
这样,通过水流的形成跟电流的形成相类比,抓住主要的特征,由此及彼,由因到果,类推出电流形成的条件,既容易理解,又不容易遗忘。
类比法在高中物理教学中的应用
类比法在高中物理教学中的应用
类比法是一种在教学中广泛应用的教学方法,其通过将新的、抽象的知识与学生已有
的知识和经验进行对比和联系,帮助学生更好地理解和掌握新的知识。
在高中物理教学中,类比法可以帮助学生从日常生活中的经验和实际问题出发,深入理解和应用物理知识。
下
面将从引入教学内容、激发学生兴趣和培养学习策略三个方面来探讨类比法在高中物理教
学中的应用。
在引入教学内容方面,类比法可以通过将抽象的物理概念与学生熟悉的具体实物进行
类比,从而使学生更易于理解和接受。
在教学电磁感应时,可以利用铁磁材料吸铁石吸引
物体的现象来引入感应电流的概念。
通过类比,学生可以将感应电流类比为吸铁石,被感
应的线圈类比为被吸引的物体,这样可以帮助学生更好地理解感应电流的产生原理。
在激发学生兴趣方面,类比法可以通过将抽象的物理概念与学生感兴趣的现象或者问
题进行类比来吸引学生的注意力。
在教学牛顿第三定律时,可以通过引导学生思考日常生
活中的力的平衡问题,如拧开瓶盖、划船等,在解释平衡力的作用时,将其与动力学中的
平衡力进行类比,从而激发学生对物理概念的兴趣。
在培养学习策略方面,类比法可以帮助学生建立科学思维和解决问题的能力。
通过将
学生已有的知识和经验与新的知识进行对比和联系,可以培养学生的类比思维能力,在解
决实际物理问题时更加灵活和独立。
在教学力学中的刚体平衡时,可以引导学生将刚体平
衡问题类比为平面上一个木板上平衡的物体,从而引导学生找到解决平衡问题的方法。
浅谈类比法在大学物理课程中的应用
浅谈类比法在大学物理课程中的应用
在大学物理课程中,类比法是一种常用的教学方法,它可以帮助学生更好地理解和掌握物理概念。
类比法是通过比较不同领域中的物理现象来推导出新的结论和应用。
首先,类比法可以用于解析物理实验。
物理实验是物理课程中的重要组成部分,通过实验可以更直观地理解物理现象和原理。
但是,在实验中,仅仅依赖于仪器和量具进行观测是不够的,还需要有一定的理解和掌握。
通过类比法,可以将已知的物理现象和实验应用到另一个领域的物理实验中。
例如,将光线传输中的透镜现象类比到声波传输中,可以理解和解析声学实验中音云的成因。
其次,类比法可以用于物理理论的讲解。
物理理论是物理课程中的重要部分,它通常是通过数学公式和推导来陈述的。
理论的理解需要对数学知识的掌握,但有时候数学公式的推导难度很高,甚至对于高年级的学生也很有挑战性。
通过类比法,可以将高难度的物理理论通过对已知的物理现象进行类比,让学生更容易理解和掌握。
例如,在学习波动中的干涉现象时,可以引入水波和光波的干涉来进行比较,让学生理解和掌握波动干涉的基本原理。
最后,类比法可以用于物理应用的讲解。
物理应用是物理课程中的重要内容,它既有着理论研究的成果,也有着实用价值的应用。
通过类比法,可以将已知的物理应用类比到其他领域,进行拓展和推广。
例如,在探究低温物理学中的温度计原理时,可以引入医学中的测体温方法进行比较,让学生不仅仅了解了温度计的原理,还能够认识到其实际应用价值。
类比方法在物理学研究中的应用
类比方法在物理学研究中的应用作者:徐培培来源:《新教育时代》2014年第03期摘要:类比法是指通过对两个不同物理事件进行比较,找出它们的相似点或相同点,然后以此为依据把其中某一物理事件有关知识推移到另一物理事件中去,从而对另一物理事件的特点、规律进行更好的理解和把握。
关键词:类比法物理学类比推理类比法是物理学研究中的一种重要推理方法,是从事科学研究必不可少的素养之一。
德国天文学家开普勒曾说过:“我珍视类比胜于任何别的东西,它是我最可信赖的老师,它能揭示自然的秘密。
”在物理学史上,许多科学预言的提出、物理问题的解决、物理模型的建立及科学发现和发明的获得都运用了类比推理。
例如卢瑟福在提出行星式原子模型时就应用了类比法。
“原子”一词出自古希腊语,意思是不可分的。
1897年汤姆逊在研究阴极射线时发现了原子中电子的存在,打破了古希腊“原子不可分割”的理念。
那这个内部结构是怎样的呢?汤姆逊据自己的想象勾勒出这样的图景:原子成球状带正电荷,带负电荷的电子一粒粒的“镶嵌”在这个圆球上。
此即“葡萄干布丁模型”。
但1910年卢瑟福和他的学生们在他实验室里进行了次留名青史的实验。
他们用带正电的氦核轰击一张极薄的金箔,想通过散射来确认那个“葡萄干布丁”的大小和性质。
但出现了极不可思议的情况。
少数氦粒子的散射角甚至超过90度。
卢瑟福将此情况形象的描述为:“这就像你用十五英寸的炮弹像一张纸轰击,结果这炮弹却被反弹了回来,反而击中了你自己一样”。
他认识到氦粒子反弹必定是因为它们和金箔原子中某种极为坚硬密实的核心发生了碰撞。
此核心应带正电且集中了原子的大部分质量。
但从氦粒子只有很少一部分出现大角度散射来看核心所占地方极小,不到原子半径的万分之一。
于是1911年卢瑟福发表了这个新模型:一占据绝大部分质量的“原子核”占据了原子中心,四周带负电的电子沿特定轨道绕它运行,这酷似一行星系统,如太阳系。
此模型被称为“行星系统“模型。
在这里原子核就像我们的太阳,而电子则是围绕太阳运行的行星。
类比法在物理学中的有效应用
类比法在物理学中的有效应用摘要:本文应用类比法,以实际生活中儿童玩耍的旋转木马作为对比,来解释力矩做功和线量与角量之间的关系这两个知识点,从而说明类比法的优势,突出知识点的形象化。
类比法[1]是一种有用,好用,受用的科学教学方法。
所谓类比法,即把未知的或者抽象的知识与已知的、形象的知识或事物在一定的条件下,合理恰当地进行对比,在对比的过程中,理解、掌握未知的东西。
在授课过程中,如何有效的运用类比法,达到其目的,需要教师在平时的生活和工作中仔细推敲反复琢磨。
本文举的两个例子是笔者在工作中的积累和灵感,供读者借鉴。
一、实例一在质点运动中,当外力作用于一质点上使它发生位移时,外力在做功。
在刚体绕定轴转动的情况下,设外力作用于刚体上一点处。
经过时间后,该点沿半径为ri的圆周移动了微小的位移对应的圆弧为,相应的角位移为,则外力所做的元功为:其中,为外力与该质点移动的微小位移之间的夹角。
由于弧长等于半径与对应弧度之间的乘积(在此不赘述过程),外力所做的元功转化为:所以说,当在刚体发生绕定轴转动时,外力矩使刚体中的每一质元都做圆周运动,转过一定的角位移,外力对刚体作的功其实就是外力矩对刚体做的功。
这是我们在大学物理中,常用的论证过程:经过一系列复杂的数学公式的推导,最终得到结论。
但对于较低层次的大专生来说,由于基础水平较差,推导能力较弱,繁冗的演算过程不仅不会帮助学生理解,更会造成学生对所学内容的兴趣较低,达到适得其反的结果。
对于这种只需记住结论,不需掌握过程的知识,我们可以换一种方法介绍给学生,应用类比实例,化抽象知识为形象实例。
对于上述外力矩对刚体做功的问题,我们就可以类比旋转木马的例子[3]。
假设,一个非自动型简易旋转木马(需要人力手动推才可以转动),在儿童的推动下旋转木马转起来,以中间一定轴转动,那么旋转木马作为一个刚体来说,它在推力作用下发生的是刚体的定轴转动,而儿童的推力是沿着一个方向施加的,因此,该问题属于一个典型的刚体定轴转动问题,下面我们来分析受力的做功问题。
“类比法”在物理教学中的运用
“类比法”在物理教学中的运用培养学生正确的思维方法和思维能力,是高中物理教学最重要的目的之一。
在物理学习中运用正确的物理思维方法是非常重要的,特别是“类比法”的运用有着更加重要的意义。
利用“类比法”可以帮助学生把陌生的问题与自己熟悉的事物进行比较,从而找出它们的相似或相近之处,达到认识事物的规律和本质的目的。
我介绍自己的体会。
一、“物理矢量”与数学中的“向量”类比帮助学生把“物理矢量”与数学中的“向量”进行比较,找出它们的共性和相同点,发现它们的计算规律,并引导学生运用“三角形法则”和“相似形法则”等方法解决物理问题。
例如在力、位移、速度、电场强度,以及磁感应强度等物理量的教学中将其与“向量”进行对比,知道这些物理量都是有大小和方向的,并且知道它们的线段的长度表示大小、箭头表示方向,同时了解这些物理量与“向量”的区别在于物理量有单位,而“向量”无单位,但是计算方法与“向量”相同,从而进一步加深对物理量的正确理解。
二、相同形式的公式的“类比”这种“类化”就是把表达不同规律和定律而具有的公式相似的形式进行比较,找出它们相同的变化特点和变化关系,达到掌握知识的目的。
教师在教学中指导学生在课余时间把形似而内容要点不同的公式列出来进行比较,找出它们的共性和个性,从而掌握每一个公式的特点和区别(例如:公式v=s/t、i=u/r、c=q/u、a=f/m等)。
教师在教学中首先帮助同学们找出共性:一是它们的形式相同,二是公式中有些物理量的属性相同,三是公式中其他物理量的变化特点一样;其次帮助他们从公式中找出其中一个量不随其他量的变化而变化(例如:同一段物体它的质量和电阻保持不变,而i与u、a 与f成正比的关系一样。
又如:c=q/u这个公式中对于固定的电容器来说“c”是不变的,与其他物理量无关)。
三、知识内容之间的“类比”这种“类比”就是把物理知识中内容语言叙述形式相似而内容实质不同的概念、定律等进行比较,从而达到理解的目的。
类比法在高中物理教学中的应用
类比法在高中物理教学中的应用类比法是一种常见的教学方法,它通过建立不同概念之间的类比关系,帮助学生理解和掌握新的知识。
在高中物理教学中,类比法可以被广泛应用,提高学生的学习兴趣和学习效果。
以下是一些具体的应用示例:一、物理现象类比通过将物理现象与学生熟悉的日常生活现象进行类比,帮助学生理解抽象的物理概念和原理。
教学第一定律的概念时,可以将物体静止与运动的状态与学生在日常生活中的经验进行类比,解释物体在静止和匀速运动时的力的平衡和未平衡状态。
通过类比,学生可以更好地理解第一定律的含义和应用。
二、物理过程类比将复杂的物理过程与简单的日常生活过程进行类比,帮助学生理解物理的变化和转化过程。
教授电流和电阻的概念时,可以将电流流动和电阻阻碍电流流动的过程与自来水流动和水龙头的阻力进行类比,解释电阻对电流的影响。
通过类比,学生可以更好地理解电流和电阻的关系。
三、物理模型类比通过构建物理模型与学生熟悉的模型进行类比,帮助学生理解物理学的模型思维和计算方法。
教学物体的受力分析时,可以使用玩具积木或桌面游戏等模型进行类比,让学生通过操纵模型来理解力的平衡和合成。
通过类比,学生可以更好地掌握力的分解和合成的计算方法。
四、物理实验类比将具体的物理实验与抽象的物理概念进行类比,帮助学生理解实验现象和实验原理。
教授光的反射和折射时,可以通过实际的光线反射和折射实验,让学生亲自操作并观察实验现象,通过类比来解释光的传播和折射规律。
通过类比,学生可以更好地理解光的传播和光线在不同媒质中的折射现象。
类比法在高中物理教学中的应用可以提高学生对抽象物理概念的理解和应用能力,将复杂抽象的物理理论与实际生活中的经验和常识相结合,使学生能够更好地理解物理学的相关知识。
通过类比法进行教学,可以激发学生对物理学的兴趣和学习热情,并提高学生的学习效果和成绩。
物理中的类比法的例子
5.机械波的传播类比:机械波的传播可以用弹性绳的振动来类比。例如,可以将声波的传播看做是弹性绳的振动,共振现象可以用琴弦或弹簧的振动来类比等。
物理中的类比法是一种常见的方法,它通过比较不同的物理系统或现象来推导出它们之间的共性和规律。以下是一些物理中的类比法的例子:
1.电路中的水流类比:电路中的电流可以用水流的流动来类比。电源就像水泵,导线就像水管,电阻就像水阀,电容就像水塔等。这种类比法可以帮助人们更好地理解电路中的电流、电压和电阻等基本概念。
6.相对论中的类比:相对论中的时间和空间可以用运动的列车或飞船来类比。例如,可以将静止的观察者看做是站在地面上的人,而运动的观察者则可以看做是坐在行驶的列车或飞船中的人,这种类比法可以帮助人们更好地理解时间和空间的相对性。
这些类比法都是物理中非常常见的方法,它们可以帮助人们更好地理解物理现象和规律,从而更好地掌握物理知识。
2.行星运动类比:行星运动可以用弹性绳的运动来类比。弹性绳上的质点可以用来模拟行星的运动,其中绳的张力类学中的各种过程和现象可以用气体分子的运动来类比。例如,气体的压强类比于分子的碰撞频率和力量,温度类比于分子的平均动能,热容类比于分子的能量状态等。
类比法在物理教学中的应用
类比法在物理教学中的应用培养学生的思维能力物理类比思维是物理思维的一种重要形式。
在科学探索中,类比思维的价值为世界上许多科学家所称道,开普勒说:“我重视类比胜于任何别的东西,它是我最可信赖的老师,它能揭示自然界的秘密。
”康德曾说:“每当理智缺乏可靠论证的思路时,类比这个方法往往能指引我们前进。
”运用物理类比思维可以把陌生的对象和熟悉的对象进行对比,把未知的东西和已知的东西相对比。
这样可使学生能动地认识、理解并掌握知识。
类比法是指两个或两类对象都具有部分相同或相似的属性,从而可类推出它们的其他属性,也可能相同或相似,其结论是否正确经试验验证。
实际上是用已知的现象或过程同未知的现象和过程相比较,找出它们的共同点、相似点或联系,然后以此为根据推测未知的现象或过程也可能具有已知的现象和过程的一些特性和规律。
类比法是人类认识客观世界过程中的一项重要的科学方法,在各门科学中都有广泛应用。
类比法既是教学或科研的一种方法,也是一种思维模式。
其操作的程序为:首先通过比较选择和确定类比对象,通过比较、联想、类推得出结论。
选择对象是关键,比较、联想、类推是类比法的基础。
一、类比模式的分类物理学中常用的类比模式有以下七种。
(1)两种对象有本质区别可以用类比对象的形象或象征性符号来比喻研究对象(包括抽象概念)。
这通常用于理解抽象概念方面,如用流体的流量比喻电通量或磁通量。
(2)模式类比,借用一个直观形象或过程来说明物理对象和过程。
例如弹性媒质质点间的吸引与排斥的作用力模型,借助于弹簧振子的串、并联来表示。
(3)直接类比,借助于所研究的对象有相似之处的其他事物或数学公式进行类比。
例如表述实物粒子的德布罗意方程,是直接类比光量子的波粒二相性方程得到的,而不是推导出来的。
(4)对称类比,自然界或物理规律常常表现出一定的对称性,可通过对称关系进行类比。
例如由变化的磁场产生电场(涡旋电场),运用对称类比推出变化的电场产生磁场这一结论(位移电流)。
类比法在物理学发展中的作用
类比法在物理学发展中的作用
类比法一直是物理学的重要研究方法,它使物理学家们能够将复杂的抽象概念转化为更容易理解的比喻和图像,从而帮助他们理解和推导更多物理学原理。
物理学家们经常从日常生活中寻找类比,以便更加简单地表示和理解物理定律。
比如,物理学家们可以将力学中的斜面和坡度与下坡路的较快的实际移动速度进行类比,并将摩擦力与滑行时的慢速移动进行类比,以此来说明两者之间的关系。
此外,物理学家们还把重力、温度和时间等变量和容易解释的物理现象进行类比,如冬天钓鱼,可以藉此来说明温度对物体密度的影响。
更重要的是,类比法有助于科学家们创造性地探究新的物理学原理,从而促进了物理学的发展。
类比法在高中物理教学中的应用
类比法在高中物理教学中的应用随着高中物理课程的不断深入,学生需要掌握更多的物理知识和技能。
而类比法是一种在高中物理教学中常见的有效方法。
本文将会介绍类比法在高中物理教学中的应用,以及其优点和局限性。
什么是类比法?类比法是指通过类比、比较两个或多个事物之间的相似点,从而推演出新的知识和结论的一种思维方式。
在物理教学中,类比法可以用于解决一些问题和推导结论,使学生更好地理解物理原理和现象。
一、推导公式在物理学中,有很多公式都可以通过类比法来推导。
例如,学生可以通过比较流体力学和电学之间的相似点,推导出欧姆定律。
当电流通过电阻器时,就可以将电流比做是液体通过管道,电势差类比于水压差,电势差/电阻器阻抗比类比于水压差/管道阻力比,从而得到欧姆定律V=IR。
二、解决问题类比方法也可以应用于解决各种物理问题。
例如,当学生需要解决一个新的问题时,可以先找到与之类似的问题,然后通过对已知问题和未知问题之间的相似点进行比较,从而推导出答案。
这种方法可以帮助学生更好地理解物理原理和现象,提高其解决问题的能力。
三、理解抽象概念在高中物理学中,有些概念是比较抽象的,例如力、功、能等。
此时,类比法可以帮助学生建立起一个具体的图像,使这些抽象的概念更加易于理解。
例如,许多学生将工作看作是“使物体移动”,然后将力乘以运动的距离作为工作的量度,在物理学中,这就变成了功。
类比法的优点1.对学生更易于理解。
类比法可以帮助学生将抽象概念转化为具体的形象,并从中学习和理解物理原理;2.提高学生的综合能力。
通过比较和分析相似的事物,学生可以发展出综合思考和问题解决的能力;3.保持学生的兴趣。
类比法可以使物理学习变得更有趣,从而激发学生的学习热情和积极性。
1.相似点的选择容易出现主观性。
不同人对相似点的选择可能会有所不同,这会影响到类比的效果;2.不同的事物之间并不完全相似。
在物理学中,不同的问题需要采用不同的方法来解决,因此,类比法并不总是适用于所有的问题;3.可能会阻碍学生正常的思考。
类比法在高中物理教学中的运用
类比法在高中物理教学中的运用类比——是指在新事物同已知事物间具有类似方面作比较。
类比法是人们所熟知几种逻辑推理中最富有创造性的一种。
科学史上很多重大发现、发明,往往发端于类比,类比被誉为科学活动中的“伟大的引路人”,是它首先推动了假说的产生。
尽管类比不能代替论证,但可以为理解新知识、概念和规律提供依托。
因此,作为一种“从特殊推到特殊的科学方法”,类比法在物理教学中有着广泛的应用。
物理教学生活经验学科知识物理规律探究先进的教学方法是物理教学过程中至关重要的环节,这里推荐一种常用的教学方法——类比法,什么是类比法类比法是通过两个或两类研究对象进行比较,找出它们之间相同点和相似点,并以此为根据把其中某一个或某一类对象的有关知识和结论,推移到另一个或另一类对象上,从而推论出它们也可能有相同或相似的结论的一种逻辑推理和研究方法。
其结论必须由实验来检验,类比对象间共有的属性越多,则类比结论的可靠性越大。
与其它思维方法相比,类比法属平行式思维的方法。
与其它推理相比,类比推理属平行式的推理。
无论那种类比都应该是在同层次之间进行。
亚里士多德在《前分析篇》中指出:“类推所表示的不是部分对整体的关系,也不是整体对部分的关系。
”类比推理是一种或然性推理,前提真结论未必就真。
要提高类比结论的可靠程度,就要尽可能地确认对象间的相同点。
相同点越多,结论的可靠性程度就越大,因为对象间的相同点越多,二者的关联度就会越大,结论就可能越可靠。
反之,结论的可靠性程度就会越小。
类比法在中学物理教学中的作用:学生往往习惯于形象思维,缺乏抽象思维和逻辑推理能力,因此对抽象的物理概念难于接受和理解。
在教学中运用类比方法可以引导学生自己获取知识;有助于提出假说,进行推测,有助于提出问题并设想解决问题的方向;类比可激发学生探索的意向,引导学生进行探索,使学习成为学生自觉积极的活动,发展学生的思维能力。
一、新旧知识的类比物理学是自然科学中的一门基础科学,它不仅有一定的知识内容,而且这些内容之间存在着必然的内在联系。
类比法在初中物理教学中的应用
类比法在初中物理教学中的应用教学中的类比法就是用已知的物理现象和过程同未知的物理现象和过程相比较,找出它们的共同点、相似点,并以此为依据,得出新知识的某些特征和规律。
尽管类比不能代替论证,但可以为理解新知识、概念和规律提供依托。
因此,类比法在物理教学中有着广泛的应用。
一、与生活经验类比,有助于理解物理概念与研究方法对初学物理的学生来说,有些概念很抽象,较难理解,若用学生身边的事例进行类比,可启发学生的思维,调动学生学习的积极性,培养学生在生活中观察和分析事物的能力,也使所学知识变得极易理解。
如:“比热容”概念的理解是个难点。
我在教学中,将比热容比喻为人的饭量,吸收的热量比喻为人吃的饭,升高相同的温度比喻为都吃饱。
让饭量不同的两人都吃饱,饭量大的吃得多。
让他们吃同样多的饭,饭量小的先吃饱。
类比质量相等的不同物质,升高相同的温度时,比热大的物质吸收的热量多,而它们吸收相等的热量时,则比热容小的物质温度升高的多。
在讲电流强度大小时,教材中出现根据电流的热效应来研究电流的大小。
可用类比:风,我们看不见,摸不着,可是我们可以根据风产生的效果——如树枝的摆动方向和树枝的弯曲程度来研究风的大小,方向。
同样电流也看不见,摸不着,我们可以根据电流流过导体时产生的效果——热效应的大小来研究电流的大小。
分子之间存在着引力和斥力,在什么情况下表现出斥力?在什么情况下表现出引力?两个拳头表示两个分子,当两弹簧不被拉长或压缩时即在平衡位置,斥力和引力相等。
当弹簧被拉长,即两个拳头距离变大时,两个拳头会感受到弹簧的拉力作用,相当于分子间的作用力表现为引力.当弹簧被压缩,即两个拳头距离变小时,两个拳头会感受到弹簧向外推的力,相当于分子间的作用力表现为斥力。
二、将新、旧知识进行类比,可“温故知新”在学习中,巧妙运用已学知识类比,不仅可化难为易,更可起到复习旧知的作用,一举两得。
如课本上讲磁场时不仅类比了风的研究,还将电流的研究作了类比,起到了很好的总结和帮助理解的作用。
类比法在高中物理教学中的应用
类比法在高中物理教学中的应用摘要:在高中物理教学中运用类比法可以强化学生对物理知识的理解程度和记忆效果,而且学生在其他学科的学习中也可以利用类比法来提升其举一反三的能力。
在具体实施过程中可以通过类比法来区分物理概念、讲解物理模型以及训练解题技巧。
关键词:高中物理;类比法;教学应用引言:类比法可以对一些具有相同特点的物理学概念、物理模型等进行归纳总结并借此来提升学生的理解程度和记忆效果。
高中物理老师在开展教学工作时可以借助类比法来引导学生构建起完善的知识体系,对那些具有内在联系的知识进行关联并借此来提升自己的理解程度和解题能力。
1.类比法的作用1.强化知识的理解程度1.类比法的运用可以让学生对某些具有相同特征或者容易混淆的知识点进行深入的对比并形成更加深刻的认知,因而这种教学方法的运用可以让学生在较短的时间内对知识点之间的联系和区别进行有效地掌握,从而提升其对知识点的掌握程度。
第二,在高中物理教学中应用类比法可以强化学生对各个知识点的记忆效果和运用效果。
高中生在学习物理知识的过程中常常需要识记大量的概念、公式以及掌握大量的解题技巧。
记忆量的增大导致学生在学习过程中对某些比较相似的知识点难以形成深刻的记忆,类比法的运用可以让学生从概念、原理、本质等多个维度来加深对某些知识点的理解程度,进而形成更加深刻的记忆。
1.提升举一反三的能力在教学中使用类比法可以让学生掌握通过总结相同点和相异点的方式来构建知识体系,因而学生在后续的学习过程中可以将这种方法应用于物理、数学以及化学等各个学科的学习中去。
类比法的一个重要作用在于通过一个知识点的学习和记忆对其他具有相同特点的问题进行有效地提示。
学生通过类比模式的运用可以对相似的知识点达到举一反三和触类旁通的学习效果。
例如,在学习重力、弹力以及摩擦力的过程中可以通过类比的方法来总结力的方向、力的大小以及力的产生原因等。
进而在学习其他力的过程中也可以从以上几个方面来掌握其特点和性质。
类比法在高中物理教学中的应用
类比法在高中物理教学中的应用类比法是教学中常用的一种教学方法,它通过比较两个相似的事物,来解释一个新的事物或概念。
在高中物理教学中,类比法可以帮助学生更好地理解复杂的物理概念和原理,提高他们的学习效果。
以下是一些类比法在高中物理教学中的应用。
1. 力的合成:当我们需要计算多个力合成时,可以通过类比方法来帮助学生理解。
可以比喻力的合成为人们对待不同问题的态度。
一个人可以以不同的力度推一个物体,这就好比有不同的人对同一个问题有不同的看法和态度,而最终物体受到的总力就是所有人力度的合成。
2. 热传导:热能的传导可以通过类比方法来解释。
可以比喻热传导为人们传递信息的方式。
一根木杆的两端分别接触到热源和冷源,当热源端传来热能时,类似于一个人在一端说话,声音通过木杆传递给另一端的人听到,最终冷源端也会得到热能。
3. 电路中的电流和电压:可以通过类比方法帮助学生理解电流和电压之间的关系。
比如可以比喻电路为水管,电路中的电流类似于水管中的水流,而电压则类似于水管两端的水压。
当电路中的电流增加时,类似于水管中水流增加,而当电压增加时,类似于水管两端的水压增加。
4. 元素周期表的排列规律:类比法可以帮助学生理解元素周期表的排列规律。
可以比喻元素周期表为一张长桌子,桌子上摆放着不同种类的食物。
每个食物代表一个元素,而食物之间的摆放顺序则代表元素之间的排列顺序。
通过这个类比,学生可以更好地理解元素周期表的结构和规律。
5. 光的折射:可以通过类比法来解释光的折射现象。
可以比喻光线在介质之间的传播为人们在不同地形中行走。
当人们从一个平坦的地面走到另一个地形不平的地面时,行走的路径会发生弯曲,类似于光线在介质之间传播时发生的折射现象。
例谈类比法在物理教学中的应用
例谈类比法在物理教学中的应用摘要:类比是将一类事物的某些相同方面进行比较,从另一事物的正误证明这一事物的正误。
类比法的特点是先比后推。
没有共同点的对象之间是无法进行类比的。
类比法不仅可以运用在物理学科内部,还可以跨学科运用。
在物理教学中运用类比法,由已知物理规律去推出另一种物理规律或用同一种方法解决不同问题,能起到降低难度,拓展思路的作用,可以有效提升物理教学质量。
关键词:类比法;物理规律;物理教学一、以旧知识突破新难点举例而言,在物理学的电磁学部分中,一些概念和规律很抽象,给学生的学习造成困难。
教师可以通过类比旧知识中的模式,来引导学生突破新知识。
例如,电场过于抽象,可以类比重力场。
因为二者间有很多共同点:第一,力的大小都满足平方反比规律,F=和F=;第二,场强定义相似,E=和g=;第三,做功都与路径无关,只由初末位置决定。
又如,很多学生不能正确理解电场强度与检验电荷及库伦力的关系。
教师可以类比重力加速度定义,g=,同一位置的重力加速度恒定,与质量和重力无关。
通过这样的类比来说明电场强度与检验电荷及库伦力的大小无关,只由电场分布决定。
同一场中同一点场强不变。
这样就可以使学生更容易接受。
教师也可以通过类比加速度的方法,a=,二者均表示变化的快慢,即变化率。
在研究动量定理的变形式F合=时,F合大小等于动量变化率,表示动量变化的快慢。
在原子物理部分中,由于氢原子的波尔模型中保留了一些经典物理学观点,认为电子绕原子核做匀速圆周运动,所以涉及计算动能、电势能、总能量与轨道半径的关系。
例如,电子绕氢原子核转动的轨道半径为r,求转动的动能、速度、周期、角速度。
这道题对学生而言有一定难度,教师可以类比计算人造卫星绕地球转动的研究方法,=,T=,ω=。
将万有引力换成电荷间的库仑力,就可以列出库伦引力提供向心力表达式:=,所以Ek==,V=,T=,ω=。
由于点电荷电场与星球引力场相似,可以类比得出电势能随轨道半径的增大而增大,总能量随之增大。
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类比法在物理中的运用
类比法在物理中的运用
【内容摘要】类比法是研究和学习物理的一种极其重要的方法。
它能启发和开拓我们的思维,能给我们提供解决问题的线索,是提出科学假设和探索新理论的重要途径,对学生学习物理来说也发挥着巨大的作用。
恰当地运用类比,物理课堂会更有气氛,学生的学习的兴趣会很浓,更重要的是学生对所学的知识不容易遗忘。
【关键词】类比抽象具体形象
要想上好物理课,使学生比较容易接受教学内容,物理教师除了要有渊博的知识外,还需要许多教学技能和技巧,其中,运用类比方法有时候对于解决一些教学难点有很大的作用。
类比法是研究和学习物理的一种极其重要的方法。
它能启发和开拓我们的思维,能给我们提供解决问题的线索,是提出科学假设和探索新理论的重要途径,它对物理学的发展建立了不可磨灭的功劳,对学生学习物理来说也发挥着巨大的作用。
正如前苏联学者瓦赫罗夫所说:“类比像闪电一样,可以照亮学生所学学科的黑暗角落。
”
所谓类比,实际上是一种从特殊到特殊或从一般到一般的推理。
它根据两个(或两类)对象之间在某些方面的相同或相似而推出它们在其他方面也可能相同或相似的一种逻辑思维。
一、类比在物理教学中的作用
1、培养学生的思维能力
物理类比思维是物理思维的一种重要形式。
在科学探索中,类比思维的价值为世界上许多科学家所称道,开普勒说:“我重视类比胜于任何别的东西,它是我最可信赖的老师,它能揭示自然界的秘密。
”康德曾说:“每当理智缺乏可靠论证的思路时,类比这个方法往往能指引我们前进。
”运用物理类比思维可以把陌生的对象和熟悉的对象进行对比,把未知的东西和已知的东西相对比。
这样可使学生能动地认识、理解并掌握知识。
让学生在学习知识的同时,提高获取知识的能力,掌握科学的思维方法,发展智力。
在这样的学习过程中,学生不是接受现成的知识,而是经过自己的探索之法获得知识,这样得到的知识更有效、更牢固、理解的也更透彻。
2、化抽象为具体
中学生的思维方法是以形象思维为主,抽象思维相对比较差。
虽然物理是以实验为基础,给人的感觉好象是比较实在,但是,物理的理论(概念、定义、定律、规律等)是对实验、事物实体等经过抽象化而形成的,所以有些理论颇费理解。
学生对他们缺乏必要的感性认识基础,掌握它们具有一定的困难。
而运用类
比方法教学能够给这些抽象的事物赋予间接的直观形象,把研究对象具体化,帮助学生有效地把握物理知识、发展智力、培养能力。
二、恰当运用类比方法进行教学
物理世界中的物理现象和物理过程形形色色,事物属性及其相互关系也多种多样,而类比的方法也是有好几种。
在教学中,我对有关的知识点用不同的类比方法进行教学,力求让学生容易理解和接受知识。
1、运用简单共存类比
简单共存类比是以简单关系为推理中介的类比思维。
这种类比最简单,在引入新课时运用得最多,学生最容易接受。
在初中物理教材中,引入磁场概念时便运用了简单共存的类比思维。
我在教学中,充分发挥教材的这一方法,结合学生的实际情况进行教学。
首先,把电场与磁场有关的相似属性列出:如电荷与电荷之间有相互作用力,磁极与磁极之间也有同名磁极相斥、异名磁极相吸的现象;这样由电荷周围存在电场(高中会学的),可以类比推出磁极周围也应存在磁场;由电荷间作用力不能直接发生,需要电场传递,可以类比推出磁极间相互作用力也不能直接发生,传递磁极间的相互作用也要靠一种场——磁场;由电场是一种物质,可推知磁场也是一种物质。
2、运用因果类比
因果类比是根据相类比的两个对象各自属性之间可能具有相同的因果关系而进行的类比推理。
在“电流的形成”的教学中,我用“水流的形成”相类比,推出“电流的形成”。
我先说一句俗语的上句:“人往高处走……”学生就很自然地接着说:“水往低处流。
”我马上引导学生思考:怎样才能形成水流呢?经过学生的思考和讨论,得出:水流的形成是由于水有高度差(水往低处流)。
我笑着说:“别忘了还应该要有水!”于是学生得出结论:形成水流的条件是有水和高度差。
接着,我用水流跟电流类比,推出电流形成的条件,过程如下:
教师:水流可以说是水的定向移动,而电流是电荷的定向移动,它们之间很类似。
形成水流的第一个条件是要有水,电流呢?
学生:要有电荷。
(此处运用了"简单共存类比")
教师:确切地说,是要有自由电荷。
那么,自由电荷在什么情况下会定向运动呢?
学生:受到力。
教师:对!自由电荷在什么地方会受到力呢?
学生:电压。
教师:在电路中,电池的两极间有电压。
当导体的两端与电池的两极接通时,它的两端就有了电压。
这样,导体中的自由电荷在电压的作用下定向移动,形成了电流。
所以,跟水流的形成相类比,形成电流的另一个条件是什么?
学生:电路要闭合。
这样,通过水流的形成跟电流的形成相类比,抓住主要的特征,由此及彼,由因到果,类推出电流形成的条件,学生既容易理解,又不容易遗忘。
3、运用对称类比
对称类比是根据两个对象属性之间的对称关系进行的类比。
客观世界中也确实存在着许多的对称关系(例如:物体形状或几何形体的对称性、正负电荷与南北磁极的对称性等),这也是进行对称类比的基础。
在电磁感应的教学中,我列出电与磁的对应的特征:正负电荷与磁南北磁极相对应;电荷的相互作用与磁极的相互作用相对应;电场与磁场相对应。
接着提出一个问题:电流有磁效应,也就是说“电”可以生“磁”,那么,“磁”可不可以生“电”呢?根据电跟磁的对称性,学生很自然地想到:“磁”应该也可以生“电”!
接着,我向学生介绍了科学家法拉第的想法和做法,一步一步地引导学生去总结规律。
与此相关的还有:从电动机与发电机的对称去理解和掌握左手定则和右手定则。
4、协变类比
协变类比也称数学相似类比,它根据两个对象可能具有属性之间的某种协变关系(定量的函数关系)进行的类比推理。
也就是说:两个对象有若干属性相同或相似,并且在两者数学方程式相同或相似的情况下,推论在其他方面的属性也相同或相似。
例如:压强的表达式P=F/S的形式,密度的表达式p=m/v,速度的表达式V=s/t可以类比,这种类比常常用在各种物理公式、定理的联系和区别。
三、运用类比法值得注意的几个问题
1.、正确对待类比推理的或然性
任何比喻都是蹩脚的。
类比方法跟比喻方法很类似,也存在着不足的地方:由类比所得出的结论都具有一定的或然性,有时会出现错误。
从两个对象之间在某些方面的相同或相似,并不一定得出它们在其他属性方面也必然相同或相似的结论。
我运用类比方法时都注意到这个问题。
2、通俗不俗,科学严谨
选做类比的材料应当通俗,尽可能利用学生已有的知识,熟知的事物。
但是,类比的材料不能太庸俗了,要和思想教育协调,取材要适合国情。
例如,有的国外教材,以赌场里赌徒们的输赢类比机械能守衡,虽然十分形象,也很贴切。
但是这个类比对我国来说是低级庸俗的,不宜采用。
通俗易懂与科学严谨是辨证统一的关系。
通俗而不易懂,易懂而不严谨就失去了科学性。
这里指得是相对某一层次、学生的某一认识阶段的科学性,这里说的严谨,其中包括类比格式的严谨,要求相类比的两个事物间相似点一一对应,而且要对应得当,类比推理才有说服力。
3、防止机械类比
应用类比的首要问题就是研究两类事物的可比性,即使是两个可以进行类比的事物,也不可能所有属性处处相似,点点对应。
它们之所以是两个事物,必存在差异性。
在进行类比时,有时要告诉学生两事物间哪些方面可比,哪些方面不可比,避免机械类比的错误。
对本身就比较直观,与生活联系较紧的物理概念与物理现象等,没有必要非用类比,用了反倒显啰嗦,冲淡主题,使教学重点得不到突出。
4、要有针对性
教学中类比要用得好、用得巧,必须具有针对性。
即:(1)针对不同的学生选用不同的类比材料。
例如,教师比喻说:二极管的单向导电性就象自选商厂
入口处的门,许进不许出。
城市的学生可能明白,可农村的学生却不知道自选商场是怎么回事。
(2)要针对物理教学内容和目的。
如果教学内容比较抽象,呆板。
适于运用一些较轻松活泼的类比。
如果教学内容具有较严密的逻辑性,与前面的知识有些必然的联系,运用类比比较合适;在进行单元或总复习时运用系统类比将会收到较好的效果。
(3)要针对课堂气氛。
在课堂教学中,如果学生的注意力都很集中.他们对教师所授知识能顺利接受,此时用不用无关紧要。
用多了,用得不当,反而会产生负作用,影响学习效果。
如果教师发现课堂上多数学生精神疲惫,就应当采用一些风趣幽默的类比来活跃气氛,振奋学生的精神。
我运用类比方法主要是为了教给学生一种物理思维的方法和接受、理解知识的一种方式。
实践证明,恰当地运用类比,物理课堂会更有气氛,学生的学习的兴趣会很浓,更重要的是学生对所学的知识不容易遗忘,而且学会“举一反三”、“触类旁通”。