類(lèi)比法在產(chǎn)品設(shè)計(jì)中的運(yùn)用論文[共五篇](參考版)

　　

【正文】 大學(xué)物理 。9497 曹肇基 。淮北煤炭師范學(xué)院學(xué)報(bào)(自然科學(xué)版 )。 參考文獻(xiàn)： 夏艷紅，類(lèi)比法在物理教學(xué)中的應(yīng)用，《山西廣播電視大學(xué)學(xué)報(bào)》 2021年 02 期 劉慶賀，類(lèi)比在初中物理教學(xué)中的應(yīng)用，中學(xué)物理教學(xué)參考2021． 7 寧蘊(yùn)玉，中學(xué)物理教學(xué)中注重加強(qiáng)科學(xué)方法的教育，教育理論與實(shí)踐 滑文革，研究性學(xué)習(xí)導(dǎo)論，吉林教育出版社 李祖超，創(chuàng)造性思維與創(chuàng)新教育，物理教學(xué) 李長(zhǎng)華 。實(shí)踐證明，恰當(dāng)?shù)剡\(yùn)用類(lèi)比，物理課堂會(huì)更有氣氛，學(xué)生的學(xué)習(xí)的興趣會(huì)很濃，更重要的是學(xué)生對(duì)所學(xué)的知識(shí)不容易遺忘，而且學(xué)會(huì)“舉一返三”、“觸類(lèi)旁通”。如果教師發(fā)現(xiàn)課堂上多數(shù)學(xué)生精神疲憊，就應(yīng)當(dāng)采用一些風(fēng)趣幽默的類(lèi)比來(lái)活躍氣氛，振奮學(xué)生的精神。在課堂教學(xué)中，如果學(xué)生的注意力都很集 中．他們對(duì)教師所授知識(shí)能順利接受，此時(shí)用不用無(wú)關(guān)緊要。如果教學(xué)內(nèi)容具有較嚴(yán)密的邏輯性，與前面的知識(shí)有些必然的聯(lián)系，運(yùn)用類(lèi)比比較合適（如重力場(chǎng)和電場(chǎng)的類(lèi)比）；在進(jìn)行單元或總復(fù)習(xí)時(shí)運(yùn)用系統(tǒng)類(lèi)比將會(huì)收到較好的效果。如果教學(xué)內(nèi)容比較抽象，呆板。城市的學(xué)生可能明白，可農(nóng)村的學(xué)生卻不知道自選商場(chǎng)是怎么回事。即：（ 1）針對(duì)不同的學(xué)生選用不同的類(lèi)比材料。對(duì)本身就比較直觀，與生活聯(lián)系較緊的物理概念與物理現(xiàn)象等，沒(méi)有必要非用類(lèi)比，用了反倒顯啰嗦，沖淡主題，使教學(xué)重點(diǎn)得不到突出。它們之所以是兩個(gè)事物，必存在差異性。這里指得是相對(duì)某一層次、學(xué)生的某一認(rèn)識(shí)階段的科學(xué)性，這里說(shuō)的嚴(yán)謹(jǐn)，其中包括類(lèi)比格式的嚴(yán)謹(jǐn)，要求相類(lèi)比的兩個(gè)事物間相似點(diǎn)一一對(duì)應(yīng)，而且要對(duì)應(yīng)得當(dāng)，類(lèi)比推理才有說(shuō)服力。通俗易懂與科學(xué)嚴(yán)謹(jǐn)是辨證統(tǒng)一的關(guān)系。例如，有的國(guó)外教材，以賭場(chǎng)里賭徒們的輸贏類(lèi)比機(jī)械能守衡，雖然十分形象，也很貼切。 ，科學(xué)嚴(yán)謹(jǐn) 選做類(lèi)比的材料應(yīng)當(dāng)通俗，盡可能利用學(xué)生已有的知識(shí)，熟知的事物。從兩個(gè)對(duì)象之間在某些方面的相同或相似，并不一定得出它們?cè)谄渌麑傩苑矫嬉脖?然相同或相似的結(jié)論。通過(guò)類(lèi)比能較好地弄清它們的使用條件和變化規(guī)律，使用起來(lái)也不會(huì)出現(xiàn)差錯(cuò) 2 2 六、運(yùn)用類(lèi)比法值得注意的幾個(gè)問(wèn)題 “任何比喻都是蹩腳的。在恒定電流一章中有兩個(gè) U– I 圖，一個(gè)是對(duì)定值電阻兩端電壓隨流經(jīng)它的電流的變化規(guī)律的描述，遵循部分電路 歐姆定律，導(dǎo)體電阻不同則圖線(xiàn)斜率不同；另一個(gè)是全電路中，路端電壓隨整個(gè)電路的總電流變化的規(guī)律。通過(guò)這些圖線(xiàn)的類(lèi)比，學(xué)生們對(duì)圖線(xiàn)的物理意義有了深刻的認(rèn)識(shí)。德布羅意在 1924年提出物質(zhì)波公式的推理過(guò)程：光具有粒子性和波動(dòng)性，所以實(shí)物料子也具有粒子性和波動(dòng)性：所以實(shí)物粒子也可能具有方程式 E＝ hv，λ＝ h／ mv，此數(shù)學(xué)關(guān)系式被 1927年的電子衍射實(shí)驗(yàn)所證實(shí)；庫(kù)侖在電磁學(xué)研究中從牛頓的萬(wàn)有引力定律公式 F∝ m1m2／ r 中，聯(lián)想到電荷之間的相互作用力也應(yīng)遵從 F∝ q1q2／ r2 這一基本的電作用規(guī)律，于是就把庫(kù)侖力的定量關(guān)系類(lèi)比于萬(wàn)有引力公式，而得出 F∝ q1q2／ r。 運(yùn)用性質(zhì)類(lèi)比 是指對(duì)象各個(gè)屬性之間的關(guān)系僅僅在于它們都是同一對(duì)象的屬性． 例 “多普勒效應(yīng)”最初是關(guān)于聲音傳播的定律，多普勒把光和聲進(jìn)行了類(lèi)比，指出“多普勒效應(yīng)”不僅適用于聲波， 也適用于光波．哈勃等天文學(xué)家根據(jù)“多普勒效應(yīng)”解釋了天文學(xué)上的“紅移現(xiàn)象”進(jìn)而得出宇宙大爆炸理論． 例人們依據(jù)聲現(xiàn)象的一些特性與光現(xiàn)象特性進(jìn)行類(lèi)比 聲現(xiàn)象具有：直線(xiàn)傳播反射折射干涉波動(dòng)的特性 光現(xiàn)象具有直線(xiàn)傳播反射折射干涉？ 所以光可能也具有波動(dòng)的特性．這一結(jié)論被后來(lái)的研究和實(shí)驗(yàn)所證實(shí)． 運(yùn)用關(guān)系類(lèi)比 它是根據(jù)兩個(gè)對(duì)象各自屬性之間可能具有的相同因果關(guān)系而進(jìn)行的類(lèi)比推理．例牛頓發(fā)現(xiàn)的萬(wàn)有引力定律，把天體力學(xué)與地上的力學(xué)統(tǒng)一起來(lái)，實(shí)現(xiàn)了物理學(xué)發(fā)展史上的第一次大綜合，這其中就要應(yīng)用關(guān)系類(lèi)比的方法，高山上用力拋出的石頭，初速度越大，則拋出越遠(yuǎn)，如果速度足夠大，則石頭可能繞地球運(yùn)轉(zhuǎn)而不落向地面，搖動(dòng)系著繩子的石頭，則石頭可做圓周運(yùn)動(dòng)；而天上的月亮能作圓周運(yùn)動(dòng)，也可能象石頭一樣是受向心力作用，而這一向心力就是月亮與地球間的引力，從而導(dǎo)致萬(wàn)有引力定律的發(fā)現(xiàn)． 運(yùn)用協(xié)變類(lèi)比 協(xié)變類(lèi)比也稱(chēng)數(shù)學(xué)相 似類(lèi)比，它根據(jù)兩個(gè)對(duì)象可能具有屬性之間的某種協(xié)變關(guān)系（定量的函數(shù)關(guān)系）進(jìn)行的類(lèi)比推理。在電磁感應(yīng)的教學(xué)中，我列出電與磁的對(duì)應(yīng)的特征：正負(fù)電荷與磁南北磁極相對(duì)應(yīng)；電荷的相互作用與磁極的餓相互作用相對(duì)應(yīng)；電場(chǎng)與磁場(chǎng)相對(duì)應(yīng)。 運(yùn)用對(duì)稱(chēng)類(lèi)比 對(duì)稱(chēng)類(lèi)比是根據(jù)兩個(gè)對(duì)象屬性之間的對(duì)稱(chēng)關(guān)系進(jìn)行的類(lèi)比。所以，跟水流的形成相類(lèi)比，形成電流的另一個(gè)條件是什么？ 學(xué)生：還要有電勢(shì)差（電壓）。當(dāng)導(dǎo)體的兩端與電池的兩極接通時(shí)，它的兩端就有了電壓，導(dǎo)體中就有了電場(chǎng)。 教師：對(duì)！自由電荷在什么地方會(huì)受到電場(chǎng)力呢？學(xué)生：電場(chǎng)。（此處運(yùn)用了簡(jiǎn)單共存類(lèi)比） 教師：確切地說(shuō)，是要有自由電荷。接著，我用 水流跟電流類(lèi)比，推出電流形成的條件，過(guò)程如下： 教師：水流可以說(shuō)是水的定向移動(dòng)，而電流是電荷的定向移動(dòng)，它們之間很類(lèi)似。”我馬上引導(dǎo)學(xué)生思考：怎樣才能形成水流呢？經(jīng)過(guò)學(xué)生的思考和討論，得出：水流的形成是由于水有高度差（水往低處流）。在“電流的形成”的教學(xué)中，我用“水流的形成”相類(lèi)比，推出“電流的形成”。首先，把電場(chǎng)與磁場(chǎng)有關(guān)的相似屬性列出：如電荷與電荷之間有相互作用力，磁極與磁極之間也有同名磁極相斥、異名磁極相吸的現(xiàn)象；這樣由電荷周?chē)嬖陔妶?chǎng)，可以類(lèi)比推出磁極周?chē)矐?yīng)存在磁場(chǎng)；由電荷間作用力不能直接發(fā)生，需要電場(chǎng)傳遞，可以類(lèi)比推出磁極間相互作用力也不能直接發(fā)生，傳遞磁極間的相互作用也要靠一種場(chǎng) 磁場(chǎng)； 由電場(chǎng)是一種物質(zhì)，可推知磁場(chǎng)也是一種物質(zhì)。在高中物理教材中，引入磁場(chǎng)概念時(shí)便運(yùn)用了簡(jiǎn)單共存的類(lèi)比思維。 五、恰當(dāng)運(yùn)用類(lèi)比方法進(jìn)行教學(xué) 運(yùn)用共存類(lèi)比 簡(jiǎn)單共存類(lèi)比是以簡(jiǎn)單關(guān)系為推理 中介的類(lèi)比思維。而同一個(gè)數(shù)學(xué)方程可以描述差別很大的不同的物理過(guò)程，這是一個(gè)數(shù)學(xué)公式的普遍性。所以自然界的各種事物存在的相似性是人們運(yùn)用類(lèi)比進(jìn)行推理的客觀依據(jù)，一個(gè)物理理論不僅要能夠反映客觀事物的定性關(guān)系，還能夠反映它們的定量關(guān)系，不僅能夠概括描述客觀事物現(xiàn)已存在的已知東西，還能夠預(yù)言未知的東西，也就是說(shuō)定量化與可演繹是一個(gè)成熟的物 理理論不可缺少的方面。因此，同樣是運(yùn)用類(lèi)比推理得出的結(jié)論，有的可以是對(duì)的，有的可以是錯(cuò)的。②類(lèi)比的邏輯根據(jù)是不充分的，類(lèi)比是以對(duì)象之間的某些相似性為依據(jù)的，從兩個(gè)對(duì)象之間在某屬性方面的相似或相同，并不能得出它們?cè)谄渌鼘傩苑矫嬉脖厝幌嗨苹蛳嗤慕Y(jié)論，因?yàn)橄嗨菩院屯瞥龅膶傩灾g 不一定有必然的聯(lián)系。這是因?yàn)椋孩偈挛镏g的統(tǒng)一性和差異性是類(lèi)比推理的客觀基礎(chǔ)，同一性提供了類(lèi)比的根據(jù)，而差異性則限制了類(lèi)比的結(jié)論。但類(lèi)比不是一種嚴(yán)密的推理，類(lèi)比推理的結(jié)果是否正確，還需要經(jīng)過(guò)實(shí)驗(yàn)來(lái)驗(yàn)證。創(chuàng)造性思維能力主要包括發(fā)散思維、收斂思維、靈感思維、直覺(jué)思維、形象思維等。因此，在教學(xué)中要挖掘素材，指導(dǎo)學(xué)生注意抓住相關(guān)現(xiàn)象的本質(zhì)特征，教會(huì)學(xué)生用類(lèi)比的方法進(jìn)行思考，并用類(lèi)比方法解決問(wèn)題，學(xué)生經(jīng)過(guò)一定的熏陶、訓(xùn)練之后，一般都能較好的掌握類(lèi)比方法，并由此提高創(chuàng)新能力。門(mén)捷列夫元素周期表就是通過(guò)分析歸納抓住各元素的質(zhì)量排列和電荷數(shù)排列，把它們的物理性質(zhì)和化學(xué)性質(zhì)作類(lèi)比，從而發(fā)現(xiàn)了“空缺”，再有目的、有方向地尋找這些“空缺”對(duì)應(yīng)的元素，并且獲得了巨大的成功。但它們又不完全相似，在電現(xiàn)象里有電荷，正負(fù)電荷可以單獨(dú)存在，在磁現(xiàn)象里有沒(méi)有磁荷？磁單極子是否存在？科學(xué)研究的新課題就是這樣通過(guò)類(lèi)比提出來(lái)的，提出來(lái)后再通過(guò)實(shí)驗(yàn)來(lái)尋找，通過(guò)實(shí)驗(yàn)來(lái)驗(yàn)證。 通過(guò)類(lèi)比，介紹知識(shí)的新領(lǐng)域，提出新的問(wèn)題，把創(chuàng)造性思維的培養(yǎng)和開(kāi)發(fā)引向科學(xué)的前沿。如：盧瑟福通過(guò)α粒子散射實(shí)驗(yàn)知道：在原子中有一個(gè)僅占原子體積小部分 (約十萬(wàn)分之一 )但卻具有絕大部分質(zhì)量（ %）的核 ,而核外電子只有極小的質(zhì)量；這種模型與太陽(yáng)作為太陽(yáng)系的核心，它 占有太陽(yáng)系總質(zhì)量的 %，但體積卻只占有大陽(yáng)系空間的極小部分，而且原子核與電子之間的吸引力，以及大陽(yáng)與行星之間的萬(wàn)有引力，都遵從與距離的平方成反比的規(guī)律。 為了使教育 面向未來(lái)，培養(yǎng)適應(yīng)未來(lái)變革的人才，在加強(qiáng)基礎(chǔ)知識(shí)教學(xué)的同時(shí)，要培養(yǎng)學(xué)生善于從自然界或者已有知識(shí)中，尋找與創(chuàng)造對(duì)象相類(lèi)似的東西，加以模擬，并創(chuàng)造出新的東西來(lái)。運(yùn)用類(lèi)比法 把相關(guān)的物理知識(shí)聯(lián)系起來(lái)，可以幫助學(xué)生理解、記憶、掌握這些相關(guān)知識(shí)，從而提高課堂教學(xué)效益。把它們聯(lián)系起來(lái)，形成知識(shí)體系，對(duì)學(xué)生的學(xué)習(xí)就能起到事半功倍的作用。如果在平時(shí)的課堂教學(xué)中，要有意識(shí)的運(yùn)用類(lèi)比方法。 在平常的物理學(xué)習(xí)中，學(xué)生往往會(huì)覺(jué)得物理知識(shí)看得懂，也聽(tīng)得懂，但做起題來(lái)就是容易出錯(cuò)。 提高課堂教學(xué)效益的作用不同的物理知識(shí)之間有許多相同或相似的特征，他們遵守著相同或相似的物理規(guī)律，對(duì)它們的研究所采用的物理方法也受其特征的制約。例在學(xué)習(xí)電場(chǎng)強(qiáng)度 E=F/q 這個(gè)概念時(shí)，可以先復(fù)習(xí)部分電路的歐姆定律，對(duì)公式 R=U/I，在初中時(shí)，學(xué)生已經(jīng)知道R與 U 并不成正比，與 I 也不成反比，它是物體本身的一種屬性，給導(dǎo)體加電壓的目的是為了檢測(cè)其電阻阻值的大小，對(duì)電阻即使不加電壓，它對(duì)電流的阻礙作用也是一樣存在的；電場(chǎng)中某點(diǎn)電場(chǎng)強(qiáng)度 E 是確實(shí)存在的一種物質(zhì)，與在該點(diǎn)有沒(méi)有引入檢驗(yàn)電荷、檢驗(yàn)電荷的電性、電量等無(wú)關(guān)，它是由產(chǎn)生這個(gè)電場(chǎng)的電荷決定的。其突破方法是：先依托已經(jīng)掌握的一些基本的物理模型，如兩小球的碰撞模型、人船模型、爆炸模型等，然后再把將待研究的問(wèn)題與類(lèi)似的已知規(guī)律的物理模型或物理過(guò)程進(jìn)行比較，找出其“相當(dāng)”的物理量，然后直接套 用有關(guān)公式，使問(wèn)題順利解決決。教師應(yīng)當(dāng)在備課時(shí)細(xì)致捉摸高中教材所研究的問(wèn)題跟初中教材曾研究的問(wèn)題，在言語(yǔ)、方法、思維特點(diǎn)等方面進(jìn)行類(lèi)比，找出存在的差別和內(nèi)在的聯(lián)系，明確新舊知識(shí)之間的聯(lián)系與差異，確定課堂教學(xué)中如何啟發(fā)與指導(dǎo)，使學(xué)生能利用舊知識(shí)來(lái)同化新知識(shí)，順利的達(dá)