比喻的认知功能在物理教学中的作用

分析:杯中实际所装水的多少(体积V＝sh),由杯子的大小(横截面积S)和所装水的高度h两者决定。

接着设立比喻:把电压比作水的高度,电流比作横截面积,功率比作水的体积。很明显决定杯中水的多少既不是截面积,也不是水的高高,而是由其两者的乘积;同样的,决定灯泡亮度的既不是电流,也不是电压,而是由其两者的乘积,即实际功率。

从比喻生成的结果看,它总是在两个不同思想中形成的。比喻故意以一种对象反映另一种对象,或通过一件事或经历去理解另一件事或经历,它在本质上是一种偏离现象。比喻以其“离异”特性改变一个概念范畴进而改变了原来的整个认识秩序。概念范畴的改变,就是范畴间的转换,转换本身就是一种偏离,偏离是对原有分类框架的颠覆和重建,它的意义就在于它能创造新的语义或思想。因此,我们可以说比喻打破了原来的秩序体系而创造了一种新的体系;不同范畴的重构正是发现逻辑的动力和手段。

柏拉图曾断言,人类将永远不可能看到真正的世界。人类的认知能力不但受到时间和空间的限制,而且还受到自身感觉器官结构的限制;人类的经历毕竟相当有限,而且具有证伪性。因此,人类要认知周围的世界,探索未知的领域,就需要借助已知的概念和已知的概念系统,并将此映射到未知的领域,以获得新的知识和理解。于是在科学思维中,在对新概念的探索和阐述中,比喻就必然成为一种重要的工具和手段,并生发其特有的一些功能和作用,那就是:沟通和推广不同研究领域或学科之间的知识;构建科学新概念、整合科学新理论;发挥科学启发和解释功能。

(四)提供类推证明、揭示事理的手段

比喻是在大异之间求似。评价一个比喻只有贴切与否之分,而无科学上的正误是非之别,就此而言,比喻是一种非理性的东西,经不起理性眼光的审视和批判。正因如此,比喻就只有说明的作用,而不具备证明的功能,在哲学上是如此,科学上也是这样。然而,人们却往往把它当作一种有效的证明方法。

把比喻当作一种证明方法,往往是在说理、交谈和辩说中。这是因为说理、交谈和辩说为了说服人,固然必须有充分的说服力,但说服力和论证性又不能等同。说服力除了包括逻辑上的论证之外,还深受辩说氛围、辩说者的举止风度、语言风格等非逻辑因素的影响。在实际辩说中,并不需要严密繁琐的逻辑论证,而要求直观有效的辩说手法,比喻的形象性、生动性恰好投合了这一需要。因此在说理和论辩性话语中运用比喻,往往会产生用其他方法不能达到的奇妙效果,其“证明”的观点、揭示的事理,确实能使普通公众乐于接受。

并联电路的一个重要规律:“各支路两端的电压相等”。我为其设立的比喻是:从并联电路的一端到另一端有几条支路而一座教学搂从一楼到二楼也是可能有几条通道。将楼房的高度比作并联电路两端的电压。同一座楼,一楼到二楼不管有多少通道,其高度是相同的由此类似,同一并联电路,不管有几条支路,每条支路两端的电压也是相等的。这样,在不介绍电压概念的前提下,就能让学生很快地理解上述规律。

有的规律在学习时很简单,但要真正应用却很难。如学习“短路”时,都知道是“不经过用电器用导线把电源两极直接相连”。而要判断如图电路中的S1S2闭合时电流的路径。学生往往会问:电流为什么不经过R2后再经过R1。如果简单的说短路,学生很难接受。这时我就把电流与比喻成公路上的汽车,导线比喻成公路,用电器比喻成收费站,从A到B有两条路可走,一条路上有收费站,一条路上没有收费站,电流当然都从A S2到B再流过回到R1负极。这样学生对短路的认识就非常深刻,再遇到相似的问题就迎刃而解,不再感动电学难学,对物理也就产生兴趣,学习积极性也会提高。

总之,比喻是人类认知世界的重要方式之一,在物理教学中,碰到抽象性较强的概念或原理,选用适当的具体事物,用比喻的认知功能来说明抽象的道理,用已知来开拓未知是一种简单而有效的教学方法,这于教学法的“活泼物理情景的思维原则”和“直观性原则”是一致的,也易于学生接受,但不能滥用,有待进一步的探索和研究。

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