郎園園

“所謂類比，就是借助于兩類不同本質事物之間的相似性，通過比較將一種已經熟悉或掌握的特殊對象的知識推移到另一種新的特殊對象上去的推理手段?！盵1] “研究發(fā)現，教科書中，或者是教師講課中使用類比都會有效地促進學生對概念的理解和記憶，達到更加良好的學習效果?！盵2]教科書中類比的編寫關乎學生科學知識理解的實際效果，對其進行深入研究具有較大現實意義。本文以教育科學出版社 《義務教育課程標準實驗教科書·科學”（3～6年級）》為研究對象，對其中應用的類比進行分析，并提出若干編寫建議。

一、 小學科學教科書中應用類比的必要性

類比是將新知識與學生已有知識聯(lián)結起來，通過比較推理完成對未知事物的學習。既是學生獲得知識、認識事物的過程，也是養(yǎng)成學習能力、創(chuàng)新能力，進而逐步提升實踐能力，完善自我的過程。因此，將類比應用到小學科學教科書中對促進學生的學習和發(fā)展具有實質意義。

1.符合小學生的認知水平

根據皮亞杰的認知發(fā)展階段理論，小學生普遍處于具體運算階段，抽象思維能力較差，對于抽象知識的學習須借助具體形象的支持和幫助。類比用學生熟悉、日常接觸較多的具體形象來同化科學教科書中出現的抽象事物，化抽象為具體，化未知為已知。

2.切合小學科學學科特點

小學科學涵蓋了物理、化學、生物、天文、地理等學科，綜合了自然科學領域最基礎的知識和技能，需要掌握和記憶的內容抽象且龐雜。這對初接觸這門課的學生來說有一定的難度。借助類比，教科書可以將內隱的知識外化，使之與學生已有的知識經驗結合起來，促進知識的有機建構，降低學科的難度。

3.促進學生的探究學習

《科學（3～6年級）課程標準》明確指出，“科學學習的中心環(huán)節(jié)是科學探究”，強調要使學生“像科學家那樣在進行科學探究的過程中，體會學習科學的樂趣，增長科學探究的能力”。教科書中編寫一定的類比是實現上述要求的科學方法。學生從類比中得到啟示，充分發(fā)揮猜想能力、遷移能力、發(fā)散與集中思維能力等，探索研究的途徑和方法。

二、 小學科學教科書中類比的現狀分析

通過研讀教科版小學科學教科書（3～6年級，共8本），確認清晰的類比共有16處，具體情況見表1。

表1 ?小學科學教科書中類比的分布及次數

為研究方便，在這里將學生已掌握的知識稱為“類比物”，欲學的知識稱為“類比目標”。通過分析比較既有學者的研究，本文從以下三個維度對小學科學教科書中的類比進行分析：

1.類比物的選取

通過全面的統(tǒng)計與分析，教科書中出現的類比物大體為三種：生活經驗（6處，37.5%）、模擬實驗（6處，37.5%）、類比模型（4處，25%）。其中生活經驗指學生日常接觸的現象、情境等。如纜車類比電荷，說明“電荷的流動就像纜繩上的纜車，導線上所有的電荷都同時流動”（《科學》四年級（下），第4頁）。模擬實驗是通過學生角色扮演模擬所學的知識或驗證假設，多出現在“地球的運動”單元。這可能因為該部分內容抽象，不僅教師講解起來較為空洞，而且學生掌握起來有一定難度。模擬實驗讓學生通過角色游戲親身參與其中，在感受直觀知識的同時也增加了知識的趣味性。類比模型是通過制作與類比目標結構或功能相似的模型，借此對欲學習的知識進行演示或探究。例如在“聲音”單元，通過由氣球皮、口杯、橡皮筋制作的“鼓膜模型”來觀察鼓膜的振動，探究耳朵是如何聽到聲音的。

從以上統(tǒng)計中不難發(fā)現，小學教科書中出現的類比物形象具體，相似特征較為明顯，且貼近學生生活，是學生可以直接感知的事物。但是類比物選取的范圍較窄，多為實際經驗或模型，幾乎沒有涉及已學過的或其他的學科知識。其次，從表1中明顯可以看出，類比在科學教科書中使用率偏低，教材編寫者缺乏對類比價值的重視與挖掘。

2.類比的表述方式

類比的表述是使類比知識視覺化、類比內容書面化的過程。小學科學教科書中類比的表述多為配有文字解釋的類比圖像，純文字表述僅有1處?！鞍凑誔aivio的雙重編碼理論分析，圖像類比充分利用人的非語言信息處理系統(tǒng)，以表象形式促使學習者進行類比推理，增加了理解科學概念的可能性?！盵3]尤其是對于處在具體運算階段的小學生而言，相對于純文字表述，類比圖像傳達的信息更為直觀具體，對學生頭腦中視覺觀念形成的速度和質量具有促進作用。但是通過進一步分析發(fā)現，15幅類比圖像中，通過類比物與類比目標匹配呈現來表明類比關系的圖像僅有2幅（13%）。例如，在“營養(yǎng)要均衡”一課，通過類比圖像的內容是不同食物放置在寶塔不同層次，以此來類比各類食物在均衡營養(yǎng)中的地位和所占比重。而其他13幅類比圖像則只呈現類比物或類比目標。

3.是否說明類比限制性

“類比是從一個對象的特殊知識過渡到另一對象的特殊知識。可見，它缺乏邏輯上的嚴格性和充足的理由，帶有假定和猜測的色彩。因此，它所推出的結論就帶有或然性?！盵4]并且，類比的有效性是有條件的，它只能用來說明目標物的部分概念，一旦超出作用半徑，不僅不能解釋類比目標，反而會誤導學生。因此，“作者必須要解釋給讀者，說明每一個類比都有其限制性，使讀者能體會類比的限制性”[5]。然而，縱觀教材中的16個類比，幾乎沒有對類比的限制性給予提示或說明，這在一定程度上削弱了類比的使用效益。例如前文所示的用纜車類比電荷，電荷在流動時只能由電壓高的地方流向電壓低的地方，而現實生活中的纜車既可以由高處走向低處，也可以從低處走向高處。這就容易使學生產生“電荷也可以在高低電壓間雙向流動”結論。

三、 小學科學教科書類比編寫建議

類比有助于學生學會求真——為了學到知識而類比，了解事物的來龍去脈;學會求用——以類比為工具，獲得探求真理的力量。正因為如此，類比才能擁有強大生命力，并得到小學科學教科書編寫者的重視。但不可否認的是，類比的編寫還有待進一步完善。通過對教科版小學教科書中類比的分析，在此提出幾點編寫建議，希望能對教材編寫有所裨益：endprint

1.擴展類比物范圍和類比數目

現行教科書中的類比物多為生活經驗或模型，選擇的范圍較窄。建議擴展類比物的范圍，從已學過的知識或其他學科中選擇合適的類比物，促進學生將知識聯(lián)想、分類，整合新舊知識，構建系統(tǒng)化的體系網絡，起到“舉一反三、觸類旁通”的效果，使學生更好地感受利用類比物學習未知事物的整個過程。

另外，據統(tǒng)計，“澳大利亞10冊化學教科書出現93個類比，平均每冊9.3個”[3] 。“美國1冊高中化學教材中出現80個類比”[6]。而在我國，作為化學基礎學科的小學科學，所使用的8本教科書中類比數量為僅16個，平均每冊2個，遠遠低于國外教科書中出現的類比數目。因此，筆者建議在小學科學教科書中適當增加類比的數量，尤其是抽象概念部分，如電、磁、能量等。例如六年級上冊“能量的轉換”單元，可用生活中需要經常接觸的貨幣類比能量[7]，具體情況如圖1所示。

2.將類比物與目標物匹配呈現

“對于圖像類比的呈現問題，最好能夠同時、并列呈現類比物和標的物的圖像。”[8]匹配呈現的方式能幫助學生形成類比物與類比目標間清晰、準確的映射關系，通過對比發(fā)現兩者的共性與差異，充分認識類比目標，進而將類比的效果使用在理解、解決問題上。例如，在對熱脹冷縮現象進行說明時，教科書采取的類比策略是請一部分同學扮作空氣微粒，另一部分同學手拉手繞著“微粒”圍成一圈。當扮作微粒的同學安靜站在中間時，拉手同學需要圍成的圈小。而當“微?！笔治枳愕富騽×疫\動時，拉手同學需要圍成圈大。以此來使學生了解熱脹冷縮是由于微粒的運動產生的。但是在類比圖像中，僅出現了學生做模擬實驗的圖，而沒有對真實微粒運動的展示。如配上物體熱脹冷縮時微粒運動的演示圖，學生可以借此形成類比物與類比目標，即拉手游戲與熱脹冷縮間清晰、具體的映射關系，從而對熱脹冷縮有更加深刻的認識。

3.增添對類比不相關屬性的說明

“類比本身最大的限制是會導致迷思概念?！盵5]迷思概念是由于過度類比，學生將類比物與類比目標的不相關屬性也遷轉到類比目標上，產生對類比目標的誤解。也就是說，迷思概念的產生是由于不相關屬性的干擾。在國外學者提出的類比教學模式中，均明確強調總結類比物與類比目標的無關特征。因此對類比的限制性進行說明關鍵是要指出不相關特征。為此，根據具體情況，建議從以下三條途徑做改進：第一，在表明相似屬性后，編寫相關提示語，如“你能說出他們不一樣的地方嗎？”引導學生思考類比源與類比目標的無關特征;第二，設置類比學習的模塊，對學生在鑒別不相關特征時做出要求和指導;第三，呈現完整的類比過程，為學生獨立的類比學習提供范例。

參考文獻

[1] 徐學福.論類比教學模式[J]. 廣西師范大學學報（哲學社會科學版），1998（2）.

[2] Glen S.A， Section E..Review of Studies on the Effectiveness of Instructional Analogies in Science Education[J].Science Education，1995（79）.

[3] 范增民，畢華林，劉一兵. 高中化學教科書中類比特征的分析及編寫建議[J].化學教育，2011（12）.

[4] 王早霞. 類比在科學認知過程中的作用[J].理論探索，2004（3）.

[5] 蔡鐵權，姜旭英，胡玫.概念轉變的科學教學[M].北京：教育科學出版社，2009.

[6] 姜海娟，李廣洲.中學化學教材中的類比策略——基于一套美國化學教材的分析[J].化學教育，2011（11）.

[7] González-Espada WJ， Trantham K. How is Energy Like Money？Using Analogies in Physics ?Teaching[J]. School ?science ?review， 2005（86）.

[8] 麥裕華，陳徽，錢揚義.“圖像類比”在教科書中的應用——以人教版高中化學選修模塊教科書為例[J].化學教育，2009（8）.

【責任編輯：陳國慶】endprint