类比思维能力的培养及在提升物理化学教学效果中的应用

1、类比思维才能的培养及在提升物理化学教学效果中的应用类比思维才能的培养及在提升物理化学教学效果中的应用在材料、化学、化工、生物、制药、冶金等相关专业中，学生对物理化学知识的掌握程度影响到对其他课程知识点的把握。同时物理化学也是诸多大学研究生入学的专业考试课程。但是，在物理化学课程具有课程起点高、知识点密集、知识点抽象、难度大的特点。这也使得物理化学教与学的难度都较高。如何提升教学效果，一直是物理化学教学中研究的一个重要课题。在详细教学中，通过联想、分析、比拟、归纳，把已经熟悉的知识模型、知识规律与所研究的各种现象和过程相联络，找出它们在某些方面的相似之处，并用类似的方法处理称为类比思维方法。类比

2、思维曾经帮助人类获得大量的知识，很多物理学家如开普勒、牛顿、麦斯伟尔都运用类比思维解决了很多物理学难题，可见，类比思维才能是进展学习和研究的根本素质之一。根据认知心理学原理，在学生学习新的知识，尤其是比拟抽象的知识时，最好能找到新旧知识之间的联络。对于物理化学教学而言，通过相似关系举出学生熟悉的领域中的实例，可以帮助学生对新知识的理解和认知。由于物理化学教学内容相对抽象，类比思维可对学生学习该课程提供直接的指导和启发。另外，类比思维也是一种科学的思维方法，运用类比有助于迅速地把握处理问题的关键，变通物理化学规律，进步分析问题和解决问题的才能。一、与熟悉的形象化的事物进展类比物理化学教学内容中有

3、很多抽象的概念，比方焓、熵函数、活度、相律等。这些概念不易理解，但是用学生熟悉的形象化的事物去类比，可帮助学生较快地理解与掌握这些概念的含义。这种类比思维方法的根本过程是，确定要类比的目的问题对象，然后确定类比源对象；之后对目的问题对象与类比源对象进展比拟，进而找出他们之间的类似关系；根据目的问题对象的信息，对其相似关系进展重整化处理。例如，学生在学习热力学第二定律章节内容中利用熵判据S0来判断隔离系统的方向与限度时，普遍感到不好掌握，我们就类比生活中的现象来进展解释。即让同学试想自己生活的房间，假如平时不注意清洁和整理，用过的东西随意丢弃摆放，用不了多长时间房间就会变得很混乱。这样，同学们在

4、理解熵增加的本质即系统内部自然发生的随机过程打破了原有的状态限制，使得系统内部元素的状态更多，就会感到抽象的内容更加形象化，更易于理解与承受。所以，利用类比法，使抽象、生疏的概念变为详细、熟悉的知识，降低承受抽象概念的难度，进步了学生学习物理化学的兴趣。这种思维方式通过选取适宜的类比源对象和目的问题对象以直观的、形象的图景映入学生脑海中，使其具有形象思维的特征。二、与其他课程内容进展类比学习类比思维主要是让学生知道很多知识点之间不是孤立的，而是互相联络、互相促进的。类比思维的培养，既依赖于形象思维，因为只有通过想象作必要的类比示意图，才能将原来不同的两种物理模型、物理规律之间互相联络起来。同时

5、又借助于抽象思维，因为只有抽象思维才提醒出两个事物的共同特征，抓住事物的本质。在详细的课程理论中，除了与形象化的事物进展比照，物理化学的知识点还可以与很多其他课程内容进展类比，以此来帮助学生灵敏地运用已掌握的知识来解决遇到的新的物理化学问题。特别是物理化学与其他课程，比方大学物理、大学化学乃至高中物理和化学之间都有局部相似的教学内容，那么就可以采用类比教学法，利用学生较为熟悉、已经掌握的旧知识，去启迪学生理解和掌握物理化学中新的知识。例如，热力学第一定律和热力学第二定律是大学物理课程中的内容，同时也是物理化学中的内容；那么，在讲授物理化学中的热力学第一定律和热力学第二定律这两节内容时，就可以采

6、用类比法，指出与大学物理所学内容的一样之处，同时强调二者存在的差异，如此循序渐进同学们更容易承受新知识。在详细的教学理论中，我们指出，不管是大学物理还是物理化学，热力学第一定律解决的都是系统在变化过程中的能量问题，包括功、热和热力学内能或称内能等。但不同的是，大学物理课程内容中，仅针对理想气体这一简单的系统，计算过程也相对简单；而物理化学的相关内容里，系统不仅包括理想气体还包括液态、固态物质，而且系统经历状态复杂，不仅有恒温、恒压还有相变化以及化学反响等复杂的过程，同时相应的引入了新的概念，如摩尔相变焓H、摩尔反响焓H等，所以计算过程相对复杂。这样，通过类比就让学生在新、旧知识之间架起了一座桥

7、梁，让新旧知识之间互相沟通。三、对课程内部知识之间进展类比物理化学课程中有很多非常相似的知识点，这些知识点集中以大量类似的化学方程式来呈现。面对大量的物理化学化学方程式，学生往往感觉记忆困难。巧妙运用类比法，会让方程式记忆变得轻松并且深化。例如，范德霍夫浸透压公式被认为是物理化学界的经典理论之一，被写在世界各国的物理化学教科书中，范德霍夫的浸透压方程式表述为V=nRT，但是其概念不容易掌握。我们可比照学生们所熟知的理想气体状态方程pV=nRT，发现二者具有相似的组成，比例常数与气体状态方程式中的常数R也根本一致，所以可比照这两个公式的特点来帮助同学们进展理解、掌握与记忆。再比方，物理化学中有些

8、方程式的导出过程也可采用类比的方法进展推导。比方真实气体的范德华方程式P+V-b=RT，就是通过与理想气体状态方程PV=RT进展比照，添加了压力修正项和体积修正本文由论文联盟.Ll.搜集整理项b而得出的。类似地，在多相多组分热力学章节中，提出了偏摩尔量这一重要概念，解决了体系中多相、多组分的组成变化对体系状态影响的问题。采用类比思维，只要将纯物质的任一广度量交换成偏摩尔量，那么可根据纯物质的热力学函数关系，写出多组分系统中任一组分的热力学函数关系。物理化学课程方程式繁多、复杂，看似难以理解和记忆，然而从整体上去把握，就会发现不同章节的方程式只不过是同一个方程式在不同条件下的演变形式而已。因此，

9、在讲授根本原理和根本方程式的过程中，灵敏运用类比或比拟的方法，也有助于培养学生的发散思维。另外通过类比来找出各个方程式之间的共同点和关联性，既加深对物理化学本学科知识点的理解，也使学生对自然规律的普遍适用性有了更深化的认识。四、如何引导学生正确运用类比思维类比思维是一种富有创造性的思维形式，类比推理的过程是形象思维、抽象思维、直觉思维的辩证统一的过程。从某种程度上讲，类比思维是类比推理过程中的各种思维形式的总称。要引导学生正确运用类比思维，需要从以下几点进展标准。首先，通过向学生介绍类比思维在科学开展史上做出重大奉献的历史事件，让学生深化体会到类比思维的重要性。比方爱因斯坦从引力场几何化的成功

10、作类比推理，致力于电磁场的几何化，进而建立统一场论的思想，这样的类比案例可以帮助学生树立正确的科学观，以及实事求是的科学态度与科学精神，从而鼓励并增强学生运用类比思维解决新问题的勇气。其次，老师在详细的教学过程中，要根据学生的情况选用学生熟悉的类比源。虽然类比思维既可以近亲类比，还可以边缘类比。但是老师与学生在生活经历、知识积累等方面还存在着一定的差异。特别在当前的互联网时代，老师与学生的生活环境、成长经历、心理特征都呈现出较大的不同。局部老师在追求专业知识精深的同时却对当前大学生的生活方式和时代背景少有理解，这可能造成老师在进展类比教学时难以找到适宜的类比原型。另外，局部学生生活经历的匮乏可能导致他们在理解类比源时产生一定的困难。这都需要老师要主动地积累深沉而广博的知识，尽可能广泛地涉猎目前时代开展的特征和其他领域的知识。这样类比源的选择范围越广泛，类比的形式越灵敏，也越能发挥类比的作用。最后，类比法中虽然包含了许多辨证的关系，如相似与一样、同一和差异、偶尔联络和必然联络，现象相似与本质相似等等，但是老师应该适时地提醒学生，类比思维作为一种形式逻辑思维方法，它不同于从一般到特殊的推理，也不同于从特殊到一般的归纳，它的结论具有偶尔性。因此，采用类比思维学习新知识的时候，必须事先提醒学生注意到各种差异对类比结果的影响。老师