馮少華
類比,即根據(jù)兩個(gè)對(duì)象在某些屬性上的相同或相似之處,推論兩者在其他屬性上也有相同或相似之處。為了發(fā)現(xiàn)新舊問(wèn)題之間的聯(lián)系,更快、更好地接受、理解和掌握新知識(shí),使教學(xué)達(dá)到事半功倍的效果,教師應(yīng)在教學(xué)過(guò)程中引導(dǎo)學(xué)生進(jìn)行各種類比。那么,教師如何在教學(xué)中引導(dǎo)學(xué)生對(duì)知識(shí)進(jìn)行比較、歸納、總結(jié)、升華,怎樣教導(dǎo)學(xué)生主動(dòng)學(xué)習(xí)、探索真理,這既是教學(xué)改革中教師共同關(guān)注的重要話題,也是實(shí)踐新課程教學(xué)理念的重要思路。為此,我就類比思想在化學(xué)教學(xué)中的運(yùn)用,談三方面感想。
一、在新知識(shí)教學(xué)中的運(yùn)用
數(shù)學(xué)教育家波利亞說(shuō):“類比就是一種相似?!卑褍蓚€(gè)化學(xué)對(duì)象進(jìn)行比較,找出二者的相似之處,推出它們的一些其他屬性也有相似之處,這是學(xué)生學(xué)習(xí)化學(xué)概念及性質(zhì)時(shí)常用的方法。因此,教師在教學(xué)新的、抽象的化學(xué)概念時(shí),運(yùn)用類比的方法,有利于促進(jìn)學(xué)生調(diào)動(dòng)原有的知識(shí)框架,積極學(xué)習(xí)和理解新知識(shí),最終達(dá)到良好的教學(xué)效果。
例如在教學(xué)“物質(zhì)的量”一課時(shí),學(xué)生普遍感到難以理解?!拔镔|(zhì)的量”在課本中的表述為“表示含有一定數(shù)目粒子的集合體”。由于這個(gè)概念在課本中沒有直觀的感性素材,因此對(duì)于“粒子的集合體”這一表述,學(xué)生們感到不知所云。為了幫助學(xué)生理解“物質(zhì)的量”這一概念,我列舉了生活中的一些事例與“物質(zhì)的量”進(jìn)行類比。首先,我列出表1并提出問(wèn)題:
你到超市購(gòu)買下列物品,準(zhǔn)備購(gòu)買多少?
首先,通過(guò)這個(gè)問(wèn)題讓學(xué)生對(duì)電視機(jī)、餐巾紙、大米等物質(zhì)的計(jì)量單位進(jìn)行思考。其次,經(jīng)過(guò)分析發(fā)現(xiàn):較大的物體以個(gè)體來(lái)計(jì)量,較小的物體以集合體來(lái)計(jì)量,通常會(huì)把多個(gè)個(gè)體組成一個(gè)集體,再給它一個(gè)新的量詞。例如:餐巾紙30張為一包,大米10千克為一袋等。然后,我再引導(dǎo)學(xué)生理解粒子是微觀物質(zhì),非常小,單獨(dú)說(shuō)多少個(gè)某粒子時(shí)數(shù)值會(huì)很大。為了方便,學(xué)術(shù)界就把很多個(gè)粒子組成一個(gè)集合體,并給這個(gè)集合體冠以新的名稱——“物質(zhì)的量”。
由此可見,在化學(xué)教學(xué)中,教師可將一些比較抽象的化學(xué)概念巧妙地進(jìn)行類比,幫助學(xué)生深入淺出地理解并掌握化學(xué)概念。
二、在技能拓展中的運(yùn)用
運(yùn)用類比思想解決化學(xué)問(wèn)題,其基本過(guò)程如圖1所示。例如,在進(jìn)行元素周期律教學(xué)時(shí),堿金屬元素和鹵素的性質(zhì)的變化規(guī)律是同主族元素性質(zhì)的典型代表,堿金屬和鹵素的性質(zhì)在教學(xué)時(shí)可進(jìn)行類比遷移。首先,根據(jù)課本提供的材料,觀察堿金屬元素的結(jié)構(gòu)特點(diǎn),從核電荷數(shù)、電子層數(shù)、最外層電子數(shù)、原子半徑等方面可得出的相同點(diǎn)包括:最外層電子數(shù)相同,遞變性表現(xiàn)為核電荷數(shù)、電子層數(shù)、原子半徑逐漸增大。根據(jù)結(jié)構(gòu)決定性質(zhì)的原理,可知堿金屬元素的化學(xué)性質(zhì)相似,即容易失去電子(最外層電子小于4),電子層數(shù)逐漸增多,原子半徑逐漸增大,因此原子核對(duì)最外層電子的吸引力逐漸減小,從而可知堿金屬元素隨著核電荷數(shù)的增加,失電子能力逐漸增強(qiáng)。鹵素也是同主族元素,教學(xué)時(shí)可將其與堿金屬元素進(jìn)行類比,引導(dǎo)學(xué)生總結(jié)出鹵素原子的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)和遞變性,并推出鹵素元素的性質(zhì)。通過(guò)類比,學(xué)生可較為熟練地推測(cè)出元素周期表中同主族元素的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)、性質(zhì)的相似性和遞變規(guī)律。
三、在發(fā)展創(chuàng)新思維中的運(yùn)用
類比不是簡(jiǎn)單的模仿,而是一種創(chuàng)造。當(dāng)問(wèn)題情境發(fā)生了根本性變化時(shí),教師應(yīng)引導(dǎo)學(xué)生以發(fā)散的思維觀察和分析問(wèn)題。也許兩個(gè)化學(xué)對(duì)象在表面上毫無(wú)共同之處,但通過(guò)觀察,創(chuàng)造條件,便可找到解決化學(xué)問(wèn)題的有效方法。例如:
已知下列反應(yīng)都能發(fā)生,完成并配平反應(yīng)方程式:
①NH4C1+KNH2= ②K+NH3=
這道試題看似陌生,對(duì)于高中生來(lái)說(shuō)似乎無(wú)從下手。其實(shí),此題正確的解題思路應(yīng)是將已知信息進(jìn)行類比聯(lián)想,即從“氫化物”的角度進(jìn)行分析:氨為氮的氫化物,水為氧的氫化物,它們?cè)谛再|(zhì)上有許多相似之處。氨與水相當(dāng),NH4+與H30+(常簡(jiǎn)寫作H+)相當(dāng),NH2-與OH-相當(dāng),NH2-與O2-相當(dāng)。若NH3分子接受一個(gè)氫離子即成為NH4+,H20分子接受一個(gè)氫離子即成為一個(gè)H30+;若NH3和H20各失去一個(gè)氫離子,即分別為NH2-和OH-;若各失去兩個(gè)氫離子,即分別為NH2-和O2-。所以,NH4+=H30+,NH2-=OH-,NH2-=O2-。這樣一來(lái),便把問(wèn)題轉(zhuǎn)化為酸、堿、氧化物間以及金屬與水的反應(yīng)。
雖然化學(xué)問(wèn)題需要通過(guò)實(shí)驗(yàn)的驗(yàn)證才能得出結(jié)論,但也不能忽視通過(guò)合理類比進(jìn)行有理有據(jù)的推測(cè)。事實(shí)上,許多化學(xué)知識(shí)都是基于這種大膽的想象(先假設(shè),再驗(yàn)證),才被我們認(rèn)識(shí)和了解。因此,在解決化學(xué)問(wèn)題時(shí),教師要注意引導(dǎo)學(xué)生進(jìn)行知識(shí)的類比遷移,讓學(xué)生學(xué)會(huì)解決化學(xué)問(wèn)題的方法,最終培養(yǎng)學(xué)生的學(xué)習(xí)能力和獨(dú)立解決問(wèn)題的能力。值得注意的是,在進(jìn)行類比時(shí),很容易只看到類比對(duì)象的共性而忽視了其特殊性,從而得出錯(cuò)誤的結(jié)論。例如,若由Cl2+H2O=HCl+HClO,推出F2+H2O=HF+HFO,就大錯(cuò)特錯(cuò)。所以,在化學(xué)教學(xué)中教師應(yīng)引導(dǎo)學(xué)生恰當(dāng)運(yùn)用類比思想。
歸根結(jié)底,類比思想對(duì)于學(xué)生的化學(xué)學(xué)習(xí)具有重要意義,既能幫助學(xué)生迅速而有效地理解和掌握新知識(shí),提高其自主學(xué)習(xí)的能力,又能鍛煉學(xué)生的創(chuàng)造性思維,增強(qiáng)其綜合實(shí)踐的能力。
(作者單位:廣東省陽(yáng)山縣南陽(yáng)中學(xué))
(責(zé)任編輯:萬(wàn)馳 梁金)