物理學(xué)是研究自然界的一門基礎(chǔ)學(xué)科，從小到原子、電子，大到整個(gè)宇宙，幾乎無所不包。物理學(xué)的發(fā)展歷經(jīng)幾千年，融合了歷代物理學(xué)家的辛勤勞動(dòng)，也運(yùn)用了一系列獨(dú)特的思維方法。物理學(xué)的新假說和新理論大多數(shù)是在舊理論的框架上或者利用了舊理論的某些名詞術(shù)語所建立的，完全拋棄舊理論的新理論是稀有的，其中，類比的方法對(duì)新假說和新理論的建立起了極為重要的作用。許多物理學(xué)的概念、理論、規(guī)律都是通過類比的方法產(chǎn)生的，在教學(xué)中若能運(yùn)用類比來還原物理學(xué)的研究過程，構(gòu)建物理知識(shí)框架，可以起到培養(yǎng)學(xué)生的思維、尋求思想線索、激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)興趣、提高學(xué)習(xí)能力的作用。
　　
　　一、 類比推理的涵義
　　
　　類比法是由兩個(gè)(或兩類)對(duì)象之間在某些屬性上相同或者相似，推出它們?cè)诹硪粋€(gè)屬性也可能相同或者相似的一種邏輯思維方法。類比推理可用下列公式表示：
　　A對(duì)象具有屬性a，b，c，d，B對(duì)象具有屬性a'，b'，c'，且分別與a，b，c相似，所以B對(duì)象可能有與d相似的d' 屬性或關(guān)系。類比推理所得的結(jié)論是不確定的，即它可能為真，也可能為假。說它可能為真，是因?yàn)榭陀^事物的屬性之間是互相聯(lián)系的，既然A對(duì)象與B對(duì)象都有相同或相似的屬性a，b，c，而A對(duì)象的a，b，c能與d聯(lián)系，那么B對(duì)象的a'，b'，c'也可能與d'有聯(lián)系，這是事物同一性的反映；說它可能為假，是因?yàn)榭陀^事物屬性之間的聯(lián)系是極其復(fù)雜的，在A對(duì)象里，屬性a，b，c能與屬性d聯(lián)系，而在B對(duì)象里，屬性a'，b'，c'卻表現(xiàn)為不與d'聯(lián)系，這是事物間差異性的反映，正因?yàn)槭挛锏膶傩蚤g有這種復(fù)雜關(guān)系，所以通過類推所得的結(jié)論就不一定是真實(shí)和完全可靠的。
　　
　　二、類比推理在物理教學(xué)中的應(yīng)用
　　
　　1.運(yùn)用類比，簡化知識(shí)結(jié)構(gòu)
　　隨著物理教學(xué)的深入、學(xué)生掌握的知識(shí)逐漸形成網(wǎng)絡(luò)，這里有知識(shí)的橫向式拓寬，也有遞進(jìn)式的深入。在這過程中，類比法是揭示這些知識(shí)內(nèi)在聯(lián)系的好方法，尤其對(duì)于學(xué)科內(nèi)部或跨學(xué)科的橫向式聯(lián)系，類比推理有其獨(dú)到的妙處。合理使用類比推理建立不同知識(shí)間的內(nèi)在聯(lián)系，可使學(xué)生在已有知識(shí)框架下，更快接受新知識(shí)并納入自己的知識(shí)結(jié)構(gòu)。例如，在靜電場(chǎng)與重力場(chǎng)的教學(xué)中做如下類比：
　　重力場(chǎng)_______靜電場(chǎng)
　　重力_______靜電力
　　高度_______電勢(shì)
　　高度差_______電勢(shì)差
　　重力勢(shì)能_______電勢(shì)能
　　W=-△_______W= -△E 等高線
　　等勢(shì)線_______
　　平拋運(yùn)動(dòng) _______ 帶電粒子在靜電場(chǎng)中的偏轉(zhuǎn)
　　這兩種場(chǎng)做類比是有科學(xué)依據(jù)的，即萬有引力與電場(chǎng)力的相類似的數(shù)學(xué)形式，應(yīng)對(duì)學(xué)生交代清楚，以培養(yǎng)學(xué)生科學(xué)的思想方法，注重知識(shí)間的內(nèi)在聯(lián)系，建立系統(tǒng)的知識(shí)結(jié)構(gòu)。
　　與此類似的，如能在此基礎(chǔ)上，對(duì)重力場(chǎng)、電場(chǎng)和磁場(chǎng)做類比既能讓學(xué)生復(fù)習(xí)舊知識(shí)，又能幫助他們建立知識(shí)間橫向聯(lián)系，趁機(jī)誘導(dǎo)更深層次的思考：例如，重力場(chǎng)的勢(shì)如何描述、磁場(chǎng)有沒有勢(shì)？電現(xiàn)象里有單獨(dú)存在正負(fù)電荷，在磁現(xiàn)象里有沒有磁荷？磁單極子是否存在？地球周圍有磁場(chǎng)和重力場(chǎng)，是否也有電場(chǎng)呢？如果能讓學(xué)生展開無限的聯(lián)想，對(duì)培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)造性思維是有益的。
　　2.采用數(shù)學(xué)類比，使學(xué)生技能多元化
　　物理和數(shù)學(xué)一直是兩門相互依存的學(xué)科，一方面物理推動(dòng)了數(shù)學(xué)的發(fā)展，另一方面數(shù)學(xué)幫助物理建立了嚴(yán)密的邏輯體系。物理習(xí)題往往可以從數(shù)學(xué)和物理兩個(gè)角度入手。
　　例如，在圖象教學(xué)中，V-t圖象下的面積表示位移，F(xiàn)-t圖象下的面積表示沖量，I-t圖象下的面積表示電量，F(xiàn)-S圖象下的面積表示功。通過這些圖象的類比，學(xué)生們對(duì)圖象物理意義有了深刻的認(rèn)識(shí)，更進(jìn)一步深化物理知識(shí)的數(shù)學(xué)方法。而且有些問題采用圖象法也變得簡單多了。如果求電容器的帶電量，我們可以作電容器的放電電流I隨時(shí)間t的變化規(guī)律圖線，再由圖線面積求電量Q。同理，許多物理量如加速度a=(V 一Vo)／t，速度v=s／t，電場(chǎng)強(qiáng)度E=F／q，電勢(shì)Ｕ=w／q，電流I=q／t，電阻R=u／I，電容C=q／u等等。它們這些物理量之間有一個(gè)共性，就是大小等于某兩個(gè)物理量比值，但大小與這兩個(gè)物理量的情況根本無關(guān)，我們稱之為比值定義法。它們形式雷同，實(shí)質(zhì)相似，經(jīng)過類比，學(xué)生會(huì)便于理解，便于記憶。
　　3.采用模型類比，使抽象的知識(shí)具體化
　　高中階段物理知識(shí)學(xué)生普遍反映偏難而且過于抽象，有些學(xué)生尤其是女同學(xué)直到畢業(yè)也不知道究竟學(xué)了寫什么，如能恰當(dāng)運(yùn)用類比法進(jìn)行教學(xué)，讓學(xué)生感到物理真實(shí)可信，有血有肉，就會(huì)讓學(xué)生不再面對(duì)物理一片茫然，更早接受這一學(xué)科。對(duì)抽象的與生活聯(lián)系不太密切的知識(shí)可以用類比法建立物理模型，使其容易被學(xué)生接受。例如，我在講原子能量時(shí)，將原子能與化學(xué)能作了類比：一根只能燃燒幾分鐘的樹枝，若全部利用它的原子能，則可以夠一個(gè)一百瓦的燈泡點(diǎn)燃一