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类比法的应用范文

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类比法的应用

第1篇

类比推理是一种重要的思维手段,可以解决很多难题。类比推理是人类的重要能力,几乎一切智能活动都涉及到类比,人们通过类比进行理解、推理、学习和概括。类比推理与演绎推理和归纳推理的思维过程不同,它是由“特殊过渡到特殊”的推理,也就是说,类比推理是根据两个或两类对象有部分属性相同,从而推出它们的其他属性也相同的推理方法。客观世界的任何对象(现象)之间都有着普遍的联系,当一个对象具有另一个对象的许多属性时,就可以推断这两个对象可能还有其他属性相同,这就是类比推理存在的客观基础。

类比推理作为一种特殊类型的推理,并非出自人们的自由创造、随意比附;在现实中其存在是有客观基础的,这个基础就是客观事物之间具有的共同性与差异性。但是正如世界上找不到两片相同的树叶一样,客观事物之间也存在着差异性,这使得我们并不能根据它们在某些方面的相同或相似,就必然地推出它们在另一些方面的属性也相同或相似。因此,类比推理是一种或然性推理,也就是说,即使其前提是真的,由于其结论超出了前提所断定的范围,其结论并不必然为真。

二、类比教学法概述

类比推理在教学中被大量使用。类比教学法就是类比推理的具体运用。所谓类比教学法就是利用类比方式进行教学,即在教学过程中把新知识与记忆中结构相类似的旧知识联系起来,通过类比,从已知对象具有的某种性质推出未知对象具有的相应性质,从而寻找解决问题的途径。类比是由已知探索未知的一种重要方法。它可以是概念性类比,通过概念类比来揭示概念的本质性和非本质性,进而建立新的概念;也可以是过程性类比,通过过程性类比展示知识的发生、发展、形成的过程,从而理解知识的来龙去脉,形成知识网络,使学生抓住问题的本质,加深对问题的理解;也可以是方法性类比,它可以借助别人发明创造的方法,通过对问题进行多角度、多方面的类比探讨与研究;也可以是知识的横向与纵向类比,探求问题的变式与不变式。

三、类比教学法的意义和作用

1.有助于教师建构生动、真实的情境,激发学生的学习动机。类比教学法是创设真实生动情境的最有效工具之一。教师运用类比法创设的问题情境,能有效地促使学生发现新知识、新方法。学生在类比教学情境中,可以将要探索的问题与已有经验联系起来,找到类比的对象,进而运用对此类比对象的知识等进行分析比较,建构类比以寻求规律,作出猜想并找出证明思路。有老师在讲授“除法的初步认识”一课时,先通过故事类比引出主题,激发了学生的学习兴趣。其具体教学过程如下。老师先给同学讲了一个故事。一天,猴妈妈去超市买了6个又大又甜的桃子回来。刚进家门,猴哥哥和猴弟弟就蹦着跳着跑了过来,嘴里喊着:“妈妈,我要吃好吃的!”猴妈妈赶紧说:“别急,妈妈给你们分一分。”猴妈妈给了猴哥哥一个桃子,把剩下的5个桃子给了猴弟弟。这时,猴哥哥跳了起来,喊着:“妈妈偏心,不公平!”猴妈妈只好又在猴弟弟的桃子里拿了一个给猴哥哥。猴哥哥大哭大叫起来:“妈妈不公平,不公平!只疼弟弟,不疼我。”猴妈妈实在没有办法了,只好又在猴弟弟的桃子里拿了一个给了猴哥哥。猴哥哥数了数自己的桃子,又数了数弟弟的桃子,高兴地拍着手说:“妈妈终于公平了。”故事讲完后,老师问学生:为什么前两次分桃子,猴哥哥说“不公平”?为什么最后猴哥哥说“妈妈终于公平了”?然后通过课件展示引出当堂课学习的主题――平均分。

在上面的教学中,教师运用类比的思想设计教案,创设问题情境,要求学生把当前学习内容所反映的知识尽量和自己已经知道的知识相联系,并对这种联系加以认真的思考,引发了学生的学习动机。这样将原有的知识结构与新知识的学习有机地结合起来,促进了新旧知识的相互渗透,从而自觉地建构出当前所学知识的意义。

2.帮助学生理解抽象的事物和概念,掌握科学的思维方法。类比教学法就是把学生不容易理解的问题通过类比变得容易理解,把学生容易混淆的知识点通过类比变得清晰,把学生难于记忆的知识通过类比变得容易记忆,使学生在学习知识的过程中,提高发现问题、处理问题和解决问题的能力。实践表明,把类比法应用于教学,不仅可以增强教学效果,有效地提高学生分析问题和解决问题的能力,更重要的意义在于可以使学生逐渐掌握类比联想的科学思维方法。

有老师在进行“物质的量”教学时,将“物质的量”与质量、时间等其他物理量进行比较,减少学生对概念的陌生感,促进了学生对概念的理解。教学中教师从四个方面对“物质的量”进行类比。(1)量的类比:揭示“量”的含义,有了对“量”这个上位概念的理解,再把同处下位的“物质的量”与其他熟悉的基本量进行类比阐释,有利于增强对陌生概念的熟悉感和亲切感;(2)单位的类比:在理解了量的含义的基础上,通过定量类比其他计量单位的方法,来认识摩尔这个物质的量的单位,就能够理解得深刻;(3)集合思想的类比:物质的量及其单位摩尔是具有集合思想的概念,这完全是由于认识客观物质的需要而提出的,与生活中的“打”、“盒”相似;(4)摩尔质量的类比:运用类比方法来推出1摩尔其他物质的质量,这样的处理会使问题的解决更简单一些。经过这样的类比,学生对摩尔这个概念的内涵就清楚了:摩尔就是“一堆”,一堆数量就叫一摩尔,它实际上是物质的量的单位,说白了就是粒子“堆”数的单位。

3.有助于发展学生求异性思维的能力,从而深化对教学内容的理解。批判性思维是思维品质的一个重要方面。在教学实践中,创设恰当的类比情境,可以引发学生的深入思考,经过对事物多角度的分析批判性分析之后,会对事物产生更全面、深刻的认识。类比不仅是事物之间相似性的比较,也可以从思考“同”中开始,在思考“异”中推进,在类比的断裂中,发现出新的意义来。有老师在讲授余光中的《乡愁》时,要求学生把这首诗同席慕容的《乡愁》相类比,找出两者的不同,通过这样的类比,学生发现席慕容的《乡愁》单纯是思乡却没有对祖国的思念,而余光中的《乡愁》则把家愁与国愁粘连一起,更有凝重感。由此可见,类比可以在一个平面上加以展开或者收敛,但是只有把类比的事物中不可比的一面解释出来,思路才能向深度突进。

4.有利于培养学生学习的主动性。在教学中,很多新知识都是在原有知识的基础上发展而来的,因而在这些新知识中多少都会带有旧知识的痕迹,在新授课时,通过对旧知识的回忆类比给学生创造“最佳思维环境”,可以使学生猜想出新授知识的内容、结构、研究思想与方法,激发学生学习的积极性,变被动听为主动学。有老师在讲授“球及其性质”一部分时,先是请同学回忆圆的定义,通过先行组织者构建新知识,搭建起新旧知识之间的桥梁,寻求新旧知识之间的联系,进而引导学生自己得出球面的定义,由于定义中将球的定义与圆的定义进行了对比,使学生认识到圆与球之间的区别与联系,在后续知识的学习中自然由圆的性质联想出球的类似性质。这样,学生通过细心类比,在课堂上能主动驾驭学习内容,自觉地抓住问题的本质,从而“再创造”新知识。这样的类比教学,激发了学生的学习热情,使他们敢于猜想,善于挖掘,大胆证实,学生获得的知识远比单纯教师的讲授记忆深刻。

四、运用类比教学法注意的事项

类比教学模式是一种很有效的教学手段,但类比推理是一种或然性推理,得到的结论有一定的偶然性,不一定是科学的。若类比使用不当,可能产生认识上的错误,增加后续的教学难度。这是因为类比事物间只是在某方面的相同或相似,甚至是在某些特定条件下的相同或相似,而不能泛泛认为二者的所有属性都可以不加任何约束的一一对应。因此,“限制不明”的“类比”会使学生在界定不清的情况下,因分不清谁是谁非,而将二者的概念、性质等混淆,造成知识的负迁移,导致出错。因而类比教学的运用有一定的局限性,教师在运用类比教学法时一定要注意。

1.类比要恰当。类比不能局限于表面相似性,更不能“望文生义”,否则有可能会导致错误的预测与结论。比如学习“速度”的概念之后,常常是借助研究“速度”的方法,类比引入“密度”、“压强”、“功率”、“电阻”等物理量,如果没有说明类比的特征依据,学生只会注意公式的形式,在类比模仿中产生很多歧义,如有些学生认为物质的密度与质量成正比、与体积成反比;认为导体的电阻是由电压和通过的电流决定的。

2.类比的运用要考虑到学生的年龄特征。类比推理是一种非常抽象的能力,年龄小的学生和没有经验的学生对于这种复杂的过程可能会深感困难,他们很难将类比中相关的部分与不相关的部分区分开来,容易错误地理解类比中的关系。

第2篇

关键词:初等数论 教学 类比法 应用 分析

中图分类号:G63 文献标识码:A 文章编号:1673-9795(2013)06(c)-0094-01

类比法作为一种有效的教学方法,其最为突出的优势在于,能够引导学生将不同的对象联系起来,从而达到加深学生对相关知识点认知与理解程度的目的。将其应用于初等数论教学中,不但有助于提高学生对相关知识点的掌握程度,同时还有助于形成良好的数学思维。本文试结合教学实践案例,对其做详细分析。

1 类比法应用于最大公因数教学

教师首先需要针对此项教学内容的课时进行细致安排,确保学生能够充分认识到有关“最大公因数”知识点的基本内容。在此基础之上,从基本概念、性质、计算方式以及特征等多个方面入手,以类比法为主要手段,引导学生自主认识到有关“最小公倍数”知识点的基本内容。教师应用类比法分析“最大公因数”知识点的过程中,可按照如下方式实施:

第一步:分析“最大公因数”基本定义:即对于整数a1,a2,…,an而言,与之相对应的公共因数可以定义为a1,a2,…,an的公因数。与此同时,对于不全为零的整数b1,b2,…,bn而言,其所有公因数当中,数值最大的公因数可定义为整数中的最大公因数。其具体的表达方式应当为:(b1,b2,…,bn)。同时,对于非零整数而言,与之相对应的因数个数是有限集。因此可以证实:最大公因数(b1,b2,…,bn)是实际存在,且为正整数。

第二步:研究“最大公因数”基本定理:即对于任何整数集a1,a2,…,an而言,满足如下等式:(1):(a1,a2,…,an)=(|a1|,|a2|,…,|an|);同时也满足(2):(a,1)=1;(a,0)=(a,a)=|a|。同时,(a,b)=(b,a)。在此基础之上,若定义x,y,z当中,x为整数,y为素数,那么对于(y,x)而言,合理的取值结果可以分为两种情况:(1)是(y,x)=1;(2)是(y,x)=y|x。在此基础之上,若进一步应用类比法,定义a取值为(by+z),那么可以推断得出:(a,b)=(b,z)。

第三步:引导学生自主展开对“最大公因数”相关数值的求解:教师需要在教导学生认识如何应用类比法推断公式的基础之上,引导学生自主展开对相关知识点的求解。例如,在上一步骤教师所进行的教学过程当中,已得出了两个有关“最大公因数”的基本定义:(1)(a,1)=1;(a,0)=(a,a)=|a|;(2)定义a取值为(by+z),则有(a,b)=(b,z)。在上述两项“最大公因数”基本性质定理的基础之上,学生可以利用辗转相除法计算得出,在任意n个非零整数中的最大公因数数值。基于上述分析不难看出:在初等数论的教学过程当中,整数的整除理论可以说是教学的基础与根本所在。以类比法为手段,组织有关最大公因数的教学内容,能够在提高教学质量的同时,加深学生的理解。

2 类比法应用于同余式教学

在有关同余式性质以及等式基本性质知识点的研究过程当中,同样可借助于对类比法的合理应用,加深学生对于此项知识点的认知。在此过程当中,教师应用类比法方式展开教学的最主要目的:在于既体现同余式性质与等式基本性质联系的同时,比较上述两者之间存在的异同点。具体而言,可按照如下方式实施:

第一步:引导学生认识到固定模所对应同余式与常规等式之间的相同点。具体来说,对于固定模a而言,a自身所对应的同余式在如下几个方面与等式有着多处相同点。具体如下所示:

(1)首先,xy(mod a)所需要满足的最基本的充要条件为:x=y+at(且t∈Z)换句话来说,该充要条件还可进一步拓展成为:a|x-y;其次,对于存在同余关系的等式而言,有以下几个方面的算律是必须遵循的:同余关系从本质上来说属于一种特殊的等价关系。

(2)在对同余式进行加/减操作的过程当中,若定义xy(mod a),且满足zu(mod a)。联立上述同余式,则可以推断得出存在于x、y、z、u之间的对应关系:如x±zy±u(mod a);在对同余式进行相乘操作的过程当中,若同样定义xy(mod a),且满足zu(mod a)。联立上述同余式,则可以推断得出存在于x、y、z、u之间的对应关系:如xzyu(mod a)。

第二步:教师可以在得出上述基本算律的基础之上,就上述有关同余式进行加/减操作以及乘法操作过程当中所表现出的基本特点,建立相应的运算公式。但需要注意的是:对于同余式而言,消去律在常规意义上来说是不成立的。这也就是说:在基于xzyz(mod a)的基础之上,并无法准确的推断得出:xy(mod a)。教师需要在引导学生认识到上述问题的基础之上,采取类比方式,引导学生推断得出以下结果:即对于同余式“xzyz(mod a)”而言,可以判定的是:

xy(mod a/(a,z))

换句话来说,若在该同余式当中的(z,a)取值为1,那么上述等式可以直接简化成为“xy(mod a)”。这一过程当中所涉及到的基本定理就在于:当出现同余式两边公因数z与模a存在互素关系的情况下,则可以在该同余式两边直接约去公因数“z”,达到简化同余式的目的。基于上述分析不难发现:在将类比法应用于该知识点教学的过程当中,能够尽量避免同余式运算过程的抽象性,提高学生对于整个计算过程中以及数论知识的理解程度,同时加深记忆。

3 结语

类比法最为突出的优势在于,能够引导学生将不同的对象联系起来,达到加深学生对相关知识点认知与理解。这与初等数论教学的目的相吻合。本文结合相关教学案例,研究类比法在教学过程中的应用。

参考文献

[1] 原新生.突出师范特色改革初等数论教学[J].教育与职业,2006(8):99-100.

[2] 蒋亦华.“初等数论”教学中的创造性思维训练与能力建构[J].大学数学,2006,22(3):32-34.

第3篇

关键词:初中物理;类比法;应用探讨

中图分类号:G633.7文献标识码:B文章编号:1672-1578(2016)11-0276-02

随着新课改的不断深入,初中教学越来越受到社会的关注,物理作为初中教学中一门重要的学科,对于学生今后的发展具有重要影响,应当着力提高物理教学的质量。在传统的教学理念以及教学方式难以跟上现代教育发展的情况下,初中物理教学必须紧跟教育发展的潮流,探寻更加科学合理的教学方式来提高教学效率,而类比法在初中物理教学中可以起到非常明显的作用,值得在初中物理教学中广泛应用。

1.初中物理教学过程中类比法应用的现状分析

1.1学生的主体地位没有受到重视。传统的应试教育观念的束缚下,物理教师的教学观念一时难以转变,固守传统的教学观念和教学方法,单向式地向学生传授知识理论,将自己视为教学的中心,没有充分尊重学生的主体地位,使得学生在简短的课堂上难以消化吸收大量的知识内容,加上本来物理知识的理解就非常具有逻辑性和推理性,久而久之,那些理解能力稍差的学生,他们的自信心受到严重打击,逐渐失去物理学习的兴趣[1]。物理教师尽管在教学的过程中会用到类比法试图去活跃课堂氛围,但是初中生处于青春期,叛逆心理很强,要想重新让学生燃起物理学习的兴趣,难度可想而知。

1.2学生自身未能正确认识和理解物理教学。虽然初中生面临着中考的压力,但是就当前的教学现状来讲,中考对于他们而言并不会产生实质性的影响。因此,学生在日常的物理学习过程中不能端正自己的思想,对物理学习不能形成正确认识。很多学生都认为,以后将会文理分科,不一定会接触物理学习,只要将其他语数外几门重要学科学习好了就能保证自己在学习成绩上不会掉队,这造成了物理教学质量的下降,类比法的应用在某些时候并没有起到非常明显的教学效果。

2.初中物理教学过程中类比法的应用

2.1在知识理论教学过程中引入类比法。初中物理教学不同的研究对象有着不同的特征,甚至很多时候一个研究对象从不同的角度去看,也会得到不同的结果[2]。尤其在初中物理教学过程中,许多的公式理论都是用一些字母进行阐述的,学生刚开始接触对于一些公式理论本来就难以理解,再加上一些他们认为复杂的字母参杂其中,似乎理解起来难度更大。因此,初中物理教师在教学过程中,应当将涉及到的公式因素以类比的形式形象化和具体化,让学生理解起来比较顺畅,并且加深记忆。例如,在讲解到串联电路电压规律的时候,教师可以这样讲解,从而使得学生可以理解起来更容易。串联电路电压的规律:U总=U1+U2(分压),如图1,L1、L2分别类比为甲、乙两位同学,电源相当于一个物体的重量,U总=U1+U2(分压)类似于甲、乙两位同学分担这个物体的重量。

又比如在讲解到杠杆原理的有关知识是,可以用具体的任务形象加速学生对杠杆原理有关定义的理解,如图2。

2.2在物理解题时的过程中应用类比法。物理知识的学习,既有理论知识的学习,也有实践操作的练习,将学习到的理论知识应用到实际问题的解决过程中才能做到理论和实践相结合。但是学生在进行实际问题解决的过程中,可能因为对于一些基本概念的理解还不够透彻,导致解题的过程非常艰难,还经常容易出现一些知识概念理解的错误。因此,物理教师在对应用题进行讲解的时候,一定要跟学生强调涉及到的理论知识,让学生今后可以更从容地面对解题。例如,在讲解到凸透镜成像规律的应用题时,学生可能对凸透镜成像规律涉及到的概念理解不到位,造成解题时出现错误,为了更好地让学生在解题时有一个清晰的思路,教师可以这样向学生阐述凸透镜成像规律的有关知识概念。如图3,物相当于甲同学,像相当于乙同学进行拔河比赛,凸透镜的位置相当于中点。

(1)当u=2f时,v=2f,成倒立、等大的实像(如下图)

甲、乙两位同学进行拔河比赛,为了保证比赛的公平性,甲、乙两位同学力量是等大的(等大的实像),距离中点相等(u=v=2f)。

(2)当u>2f时,f

当乙同学的力量比甲同学的力量小(缩小的实像),此时甲同学远离中点,乙同学靠近中点(u>2f,f

(3)当f

当乙同学的力量比甲同学的力量大(放大的实像),此时甲同学靠近中点,乙同学远离中点(f

3.结语

总而言之,初中物理教学对学生的影响非常重要,要想学生今后在学习上有很好的发展,就必须着力提高初中物理教学的质量,提高学生的物理学习意识,而类比法是一个十分适用于初中物理教学的方法,应当充分利用,提高教学效率,促进物理教学事业的发展。

参考文献:

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