文档介绍：类比思维在初中自然科学教学中的运用
浙江乐清市虹桥镇一中梁太国
类比和类比方法是从两个或两类对象中有某些共有的、相同或相似的属性,推导出一个对象可能具有另一个或另一类对象已经具有的属性,利用已掌握对象的某一属性去理解把握另一个对象的类似属性的思想方法。
客观世界具有相似性和统一性,如九大行星运动和电子绕原子核高速运动;电荷间相互作用和磁体间相互作用。正是这种统一性的启发,奥斯特发现了电流的磁效应,法拉弟发现了电磁感应,麦克斯韦建立了电磁场理论。因此,类比和类比方法作用的意义是很大的。而将类比方法动用于教学,可以使学生更好地和掌握物理概念和规律,顺利地实现知识的正迁移,打通各部分知识的横向联系,达到举一翻三、触类旁通、启迪思维的作用。
初中自然科学中,不少物理概念的建立和方法有着很大的类同性。如:密度、比热、电阻等都是物质的特性之一,它们的引进和描述都是非常相似的。在教学中,只要牢固建立“密度是物质特性之一”这一重要概念,使学生正确理解“同种物质的密度与该物质的质量体积无关”这一概念,则在以后教学电阻和比热等相似的概念时,教师只需略经点拨,就能顺利实现知识的正迁移,较好地把握“电阻的大小与电压和电流无关”和“比热与热量、质量和升高的温度无关”的概念。又如匀速直线运动的速度、功率和压强等物理量的意义的理解,只要讲清单位时间、单位面积的含义,则对于某一速度数据15米/秒的意义就是速度的定义的具体化,不要把定义与数据的意义两者割裂开来死记硬背,则如2000牛/平方米、7800千克/立方米、、5600 焦/秒等物理量数据的意义就能自然而然地理解,又有利于这些题的计算。又如只要掌握了速度定义式中V、S、T三个物理量之间的公式的三个变形,则压强、密度、重力、功、功率等三个量之间关系的计算公式的变形,学生就能顺利掌握运用。
初中自然科学中很多规律具有统一性和相似性。如杠杆、滑轮、滑轮组、斜面等,其机械原理是统一的。将动力和动力臂与阻力和阻力臂的关系:“动力臂是阻力臂的几倍,动力就是阻力的几分之一”,对学生讲清并使学生牢固掌握,学生就能很顺利地掌握其他几种简单机械的机械原理。又如,产生大气压的主要原因和液体内部压强产生的原因是相同的,因此,类似地液体压强的有关性质适用于大气压强,教师只需稍经点拨即可解决问题。自然科学中很多量所比较的物体或物质某一方面的性质都是非常相似的:如速度是比较物体运动快慢的物理量,压强是比较压力效果大小的物理量,功率是比较做功快慢的物理量等。
现行自然科学教材是将生物、物理、化学、生理卫生合成一科的,其原因就是这些学科的学习和研究方法是类似的。因此我们更应该注意挖掘这方面的潜力,如压强的大小与压力的大小和受力面积的大小都有关,实验时先固定受力面积的大小,看压强与压力的大小的有什么关系,然后再固定压力的大小,看压强与受力面积有什么关系,然后归纳。类似的导体电阻的大小实验、滑动摩擦力的实验、欧姆定律的实验、溶解度的引进等。都采用相同的方法进行。运用类比和类比方法既能使学生较顺利地掌握知识,又能使学生较好地学到手科学研究的方法,起着的一举多得的作用。
自然科学中有些实验的理解也比较困难,我们也可用类比的方法,可使学生顺利掌握。如用100毫升水和100毫升酒精混合后的体积少于200 毫升的实验来证明分子之间有空隙