物理学教学中的类比方法类型及应用

种探究学习的技能． 如质点的动量定理与刚体定轴转动的角 动量定 理 的数学 推理 的类 比 ，见表 １ ．
３ 综合类 比法
因为事物各种属性之间往往并不是只有单一关系 ，而且还有多方面的复杂关系．按照对象属性多种关 系的综合相似性所进行 的类 比推理 ，称为综合类 比．利用综合类 比，有利于推ｉ事物的新属性．例如：１ 见 ０ ３ 本物理学家汤川秀树把核力与 电磁力综合类 比，提 出核力的介子理论．带电粒子的力是通过 电磁场起作用
Ｃ Ｌ 口 ，
＝
２
在振 荡过程 中 电场能 和磁场 能相互 转化 电荷 、电 流、 电场能 、磁场 能按 正弦规 律 变化
５ 对称性类 比
兀
对称是 自 然界 中普遍存在的现象 ， 抽象地说 ， 甲和乙对称即指 甲和乙通过某种关系 （ 对称轴 、 镜面等 ） 转换后完全相同或完全重合．对称类 比，是根据 Ａ，Ｂ两对象在总体上对称类似 ，推出 Ｂ对象可能存在与 Ａ对象相似的属性．利用对称类 比， 以推测、认识 Ｂ对象的新属性．例如 ：电和磁的对称类比，电和磁 可 总体上是对称的，电流周围存在磁场及变化的电场产生磁场 ，因而人们推测磁也能产生电．这种思想促使 法拉第发现 电磁感应现象．再如 ：重力场与点电荷的静 电场对称类 比，可使学生利用熟悉 的旧知识去理解
子之 间通 过交 换某 种媒 介粒 子而发 生相互 作用 ，并命 名这 种粒 子为 “ 介子 ” ，后 来通 过实 验证实 ．
４ 模型类 比
模型类 比就是通过建立模型 ，用模型类比原型，比较分析它们对应屙 ｆ上的相似．利用模型类比，由 生 熟知 的原 型性 质去 推测 、理解 模型 性质 ，使 问题 简化 ，易 于学 生解决 模型 问题 ．例如 ：弹簧振 子与 电磁 振 荡的模型相类 比， Ｌ 将 ｃ回路产生的电磁振荡与学过的弹簧振子的简谐振动相比较 ， 明它们类似的地方， 说 见表 ２ ． 表 ２ 弹簧振子与电磁振 荡的模型类比
类 比等几种类型．
１ 因果 类 比
因果关系是 自然界 中普遍存在的科学事实 ， 具有极大的相似性．因而 因果类 比可借助 Ａ对象的因果关 系概括科学事实 ， 探索与之相似的 Ｂ 对象的原因和结果．利用 因果类 比，便于学生理解 、掌握新知识 ，也 有利于推测新的物理属性．例如：声波和光波的因果类 比．（ ） １ 结果 ：声音在空间传播 ，具有干涉和衍射
第 ３卷 ０
２１ 年 ００
第 ２期
３月
高 师 理 科 学 刊
Ｊ ｕ ｎ ｌ ｏ ｃ ｅ ｃ ｏ ａ ｈ ｒ Ｃｏ ｌ ｇ ａ ｄ ｎ ｖ ｒ ｉ ｏ ｒ ａ ｆ Ｓ ｉ ｎ ｅ ｆ Ｔｅ ｃ ｅ ｓ ｌｅ ｅ ｎ Ｕ ｉ ｅ ｓ ｔ ｙ
Ｖｏ ． ０ Ｎｏ２ １３ ． Ｍａ ． ｒ ２ ０ Ｏｌ
弹簧振 子
振 子质量 ｍ
Ｌ 振 荡 电路 Ｃ
弹 簧的劲 度 系数 ｋ 振 子位移 Ｘ
振 子速度 ｙ
／ － － －－
Fra Baidu bibliotek
振 子周期 Ｔ＝２ｔ ７ 外 力把振 子拉 离平衡 位置 使之 具有一 定 的能量 用 电源给 电容器 充电使 之具有 一定 的能 量
振 动过程 中动能和 势能相 互转 化 电 周 电 电 电 容 弦规 律变 期 位 移 、速 度 、动能 、势能 按正感 荷 流 化
收 稿 日期 ：２０— ９ ２ ０９ ０ — ６
作者简介：皮小力 （１７一） ９ ２ ，男，河南驻马店人 ，讲师 ，主要从事大学物理教学法研究．Ｅ ｍ ｉ ｉａｌ ２４ ２． ｎ — ａｌ ｘ ｏｉ ３＠１６ｃ ｌ ：ｐ ｉ １ ｏ
高 师 理 科 学 刊
第３ Ｏ卷
的，电磁作用不是超距的 ，而是带 电粒子之间通过交换 “ 光子”产生的．他推测核力也是一种交换力 ，核
中图分 类号 ：０ — Ｇ ４ ．１ ４ ３： ６ ２４ 文 献标 识码 ：Ａ ｄ ｉ ０３ ６ ／ｉ ｎ１ ０ － ８ １ ０ ００ ． ０ ｏ ：１．９ ９ｊｓ ． ７ ９ ３ ． １ ． ０ ．ｓ ０ ２ ２３
类 比方法是根据 ２ 个或 ２ 类对象之间在某些方面有相似或相 同的属性 ，从而推出它们在其它方面也可 能具有相似或相同的属性的一种推理方法 ．在物理学发展史中， ～ 人们利用各种类型的类 比方法ｐ探 索了
等现象 ；光也在空间传播 ，具有干涉和衍射等现象．（ ） ２ 原因 ： 声音具有波动性 ；光也具有波动 ｌ．此类 生 因果类 比可用 于探 索原 因 ．
２ 数 学 推 理类 比
物理教 学 和研究 中常用 的方 法之一 是数 学推 理 ． 用数 表 １动量定理与角动量定理的数学推理类比 利 学推理 ，可 以导出有关 的物理公式 、物理定理和物理定律． 在物 理教学 中 ， 用数 学 推理类 比一 方 面有利 于学 生利 用逻 运 辑推 理学 习 、 解新 的物 理 知识 ， 一方 面也 为学 生提供 一 理 另
许 多未 知领 域 ，使 许 多物理 学 中 的疑难 问题得 到解决 ．在众 多科 学方 法 中 ，类 比法是 人们 学 习 和科学研 究 最 常用 的方 法 ，更 是 物理学 习和科研 的一 种行 之有 效 的重要 手段 ．
在物理学教学 中，类 比方法主要有因果类 比、数学推理类 比、综合类 比、模型类 比、对称类 比、协变
文章 编号 ：１０ — ８ １（ ０ ０） ２ ０ ０ — ３ ０ ７ ９ ３ ２ １ ０ — １５ ０
物理学教 学 中的类 比方 法类 型及应用
皮小力 ，尹社会
（ 河南工业职业技术学院 基础科学教学部，河南 南阳 ４３ ０ ７０９）
摘 要 ：通过 实践教 学和理 论研 究 ，提 出了物理 教 学 中类 比方 法的几种 类 型及其 具体 应 用 ， 同时介 绍 了类比 方法在教 学 中的作 用及 其 在应 用 中应 注意的 问题 ． 关 键词 ：类比 ；对称 ；物 理 学