摘要：世界萬物均具有一定的相似性，這反映的是客觀事物存在的異與同。通過借助相似性理論來研究客觀世界中自然界的相似現(xiàn)象。這一理論為我國高中物理教學(xué)提供了有力參考。將科學(xué)教育與相似理論相結(jié)合，能夠有效為我國教育事業(yè)提供系統(tǒng)的科學(xué)教育理論。本文首先闡述了高中物理教學(xué)中運用相似性科學(xué)教學(xué)方法的基本概念，其次對在高中物理課程改革背景下嘗試研究新的教學(xué)法的重要性和必要性進(jìn)行簡要說明，最后，提出了在高中物理教學(xué)中應(yīng)用相似性科學(xué)的有效策略。
關(guān)鍵詞：相似性科學(xué)；高中；物理教學(xué)；策略
客觀世界萬物具有相似性。人們心中經(jīng)常會浮現(xiàn)一些與現(xiàn)實生活相似的現(xiàn)象，使得人們在不自覺中遵循著一定的相似性規(guī)律，通過自己的不斷努力而改造世界。高中物理學(xué)科是一門抽象性理論學(xué)科，需要借助相似性規(guī)律將理論與實際相結(jié)合，使得學(xué)生能夠領(lǐng)悟物理學(xué)科的真諦。高中物理相似教學(xué)法有利于促進(jìn)學(xué)生相似性思維的發(fā)展。
一、相似性科學(xué)的基本概念
相關(guān)資料顯示相似性科學(xué)為一門有較高綜合性的學(xué)科，其包括自然、社會以及人們思維中的相似性。目前相似性科學(xué)研究內(nèi)容包括下述幾點：（1）相似系統(tǒng)；（2）相似性概念；（3）相似性形成原理；（4）相似性度量方法等。
近年來相似性科學(xué)在一些領(lǐng)域都得到了廣泛的應(yīng)用。最為典型的就是重型汽車公司的工作人員，通過相似性科學(xué)去調(diào)整燃?xì)庵乜ǖ膫鲃�。在此研究�?nèi)容里，就基于相似性科學(xué)去對動力傳動系統(tǒng)的單元特點予以了相似分析，同時基于相似性科學(xué)進(jìn)行相似度量，且構(gòu)建了相似模型等。利用相似元的提取以及相似模型的構(gòu)建，能夠精準(zhǔn)高效的在很多方案之中選擇最佳的方案。所以相似性科學(xué)在此領(lǐng)域解決了一些匹配設(shè)計中所存在的弊病，從而為設(shè)計給出最佳方案。
二、在高中物理課程改革背景下嘗試研究新的教學(xué)法的重要性和必要性
（一）社會發(fā)展的需要從一般意義上講，教育是一種培養(yǎng)人的活動
教育要培養(yǎng)什么樣的人，首先取決于社會的需要。社會需要什么樣的人，就從根本上決定了教育的培養(yǎng)目標(biāo)。從整個世界的角度來看，目前的人類社會已經(jīng)進(jìn)人了一個前所未有的快速發(fā)展時期，教育必然要產(chǎn)生重大的變化。教育需要創(chuàng)新。教學(xué)方式更不能一成不變，新的教學(xué)模式可能會更好地實現(xiàn)新時代的教育目標(biāo)。
（二）個人發(fā)展的需要隨著社會的不斷完善，人類本身也在日趨完善
在當(dāng)今世界，人們對自身個性的發(fā)展、人格的完善以及創(chuàng)造力的充分發(fā)揮有著更加迫切的追求。作為高中物理教學(xué)，有必要研究新的教學(xué)方法來促進(jìn)人的發(fā)展，使學(xué)生各方面素質(zhì)都獲得正常、健全、和諧的發(fā)展。學(xué)生的腦力與體力、做人與做事、繼承與創(chuàng)新、學(xué)習(xí)與實踐同樣不可偏廢。
（三）教育發(fā)展需要教育學(xué)、心理學(xué)的不斷發(fā)展
從事教育實踐的人通過自己親身的探索性實踐和富有創(chuàng)造性的獨立思考，總結(jié)出大量新的教育經(jīng)驗，并且伴隨著以計算機(jī)為主的現(xiàn)代教學(xué)手段的不斷進(jìn)步，使得高中物理教學(xué)如何結(jié)合新的教育發(fā)展成果進(jìn)行教學(xué)創(chuàng)新已經(jīng)十分迫切了。
（四）課程改革的需要
普通高中物理課程標(biāo)準(zhǔn)提出了許多新的教學(xué)理念，教學(xué)只有不斷創(chuàng)新才能實現(xiàn)課程標(biāo)準(zhǔn)的教學(xué)目標(biāo)。
（五）物理學(xué)的發(fā)展及物理教學(xué)的發(fā)展需要
物理學(xué)是基礎(chǔ)自然科學(xué)。物理學(xué)上的許多重大發(fā)現(xiàn)曾多次推動了其他學(xué)科的發(fā)展，推動了經(jīng)濟(jì)的振興、社會的進(jìn)步。它既有工具性又有表達(dá)性，而且與現(xiàn)實生活密切相關(guān)，易于激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)物理的興趣和培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)造性思維能力。面對科學(xué)的迅猛發(fā)展與激烈的社會競爭，物理教育必須更新觀念，在教學(xué)中必須引入現(xiàn)代教學(xué)論“強(qiáng)調(diào)發(fā)展，突能力”、“學(xué)科知識，強(qiáng)調(diào)結(jié)構(gòu)”、“教會學(xué)習(xí)，授以方法”的思想，突出物理教學(xué)論中基于認(rèn)識論、系統(tǒng)論、結(jié)構(gòu)論三者統(tǒng)一的物理教學(xué)研究，重視教學(xué)結(jié)構(gòu)，研究物理教學(xué)方法。
三、基于相似性科學(xué)的高中物理教學(xué)策略研究
相似比較法則是利用在事物相似性中找出本質(zhì)的差異，輔助學(xué)生分辨一些相似元群，利用新舊知識的對比，從而達(dá)到知識的正遷移。舉個例子，學(xué)生在學(xué)習(xí)電磁感應(yīng)的電路這一知識時，我們就利用對比產(chǎn)生感應(yīng)電動勢的那部分導(dǎo)體以及穩(wěn)恒電路里電源的電動勢、電流方向和內(nèi)阻，以此讓學(xué)生掌握它們都是與歐姆定律以及閉合電路歐姆定律相符合的。不過它們存在實質(zhì)性的差異，因為兩者產(chǎn)生電流以及電動勢的因素是有區(qū)別的。利用這樣的相似比較，能夠讓學(xué)生切實地了解兩者之間的區(qū)別，而且也可以掌握兩者之間的共性。
而目前應(yīng)用較為廣泛的計算機(jī)仿真教學(xué)方法是利用計算機(jī)去完成物理現(xiàn)象的仿真實踐，讓學(xué)生在實驗過程里感受相似元群。
例如，在“臨界狀態(tài)”的概念教學(xué)中為了加深對此概念的理解，筆者設(shè)計以下師生對話：
教師：我們做一個假設(shè)：本節(jié)課八點鐘開始上課，老師應(yīng)該如何界定同學(xué)上課是否遲到？
學(xué)生：（認(rèn)為這是一個簡單得不可思議的問題）當(dāng)然是8點以后到教室的都算作遲到！
教師：請大家給出一個界定遲到的時間標(biāo)準(zhǔn)。
學(xué)生：八點零一分。
這個答案是最多的，但馬上遭到其他同學(xué)反對，認(rèn)為設(shè)置成八點零一秒才是精確的，因為八點零一分的時間判斷標(biāo)準(zhǔn)會使八點之后六十秒到教室的同學(xué)成為“漏網(wǎng)之魚”，很快，八點零一秒這個結(jié)論又被推翻了。有同學(xué)這樣說：“八點零半秒到教室的同學(xué)就不算遲到了？”學(xué)生討論后，統(tǒng)一認(rèn)識：只能從八點整開始算作遲到。
教師：看來，八點整到教室的同學(xué)選擇了一個很特殊的時刻。特殊在哪里呢？
學(xué)生：恰好遲到，又恰好不遲到———臨界狀態(tài)！
事實上，許多表面似乎不相似的現(xiàn)象之間也會存在本質(zhì)的相似性。物理教學(xué)中，遇到一個新問題、新概念，教師可以先考察能為學(xué)生熟悉的東西，與學(xué)生已掌握的舊知比較，并且竭力尋求出相似的成分加以研究。在這個過程中，最重要的是引領(lǐng)學(xué)生尋找新舊概念形成過程中機(jī)理上的相似基因作為突破口，從而引導(dǎo)學(xué)生領(lǐng)悟到新的物理概念的本質(zhì)。
在高中物理教學(xué)過程里能夠通過類似推類法，對知識的相似性予以對比及類推，同時實施全面的概括。例如一些公式與定律，在教學(xué)環(huán)節(jié)中可以通過相似類推法輔助學(xué)生進(jìn)行類推。而相似教學(xué)法的核心內(nèi)容就是深化學(xué)生的相似性意識，引導(dǎo)學(xué)生利用相似注意、相似映射、相似激活、相似聚焦、相似同化以及相似重整等學(xué)習(xí)模式去深化學(xué)生的相似創(chuàng)造性意識。上述教學(xué)模式能夠運用到動量與動能；磁場與電場；質(zhì)點與點電荷；動能定理與動量定理以及水泵、水壓、水流與電源、電壓、電流等。