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        淺析類比思維在知識遷移中的定式誤導(dǎo)

        2016-05-14 12:41:20張瑾
        關(guān)鍵詞:類比思維知識遷移

        張瑾

        [摘 要]在教學(xué)中論證類比思維在化學(xué)教學(xué)中的重要作用,剖析知識遷移中定式思維誤導(dǎo)的成因及對策,列舉幾種類比遷移知識陷阱的識別,對發(fā)展學(xué)生思維能力有著積極的意義。

        [關(guān)鍵詞]類比思維 知識遷移 定式誤導(dǎo)

        [中圖分類號] G633.8 [文獻(xiàn)標(biāo)識碼] A [文章編號] 16746058(2016)170082

        化學(xué)教學(xué)中,概念、規(guī)律和理論等涉及的種種關(guān)系都可以是類比的對象。類比啟發(fā)是立足于已有知識的基礎(chǔ)上,把同類知識歸納整理,突出兩類具有相同或相似屬性的事物之間的對比,以啟發(fā)學(xué)生識別異同、認(rèn)識規(guī)律、變未知為已知,進(jìn)行聯(lián)想、比較、推理和驗證,舉一反三,觸類旁通,實現(xiàn)知識的創(chuàng)新。當(dāng)抽象深奧的知識和性質(zhì)與某一淺顯事物的性質(zhì)有相似之處時,類比教學(xué)方法可使問題簡單化和直觀化。然而,在化學(xué)教學(xué)中,類比思維在知識遷移中有時會存在定式誤導(dǎo),那么該如何慎防類比思維在知識遷移中的定式誤導(dǎo)呢?本文對此進(jìn)行粗淺的闡述。

        一、簡單的機(jī)械推論常使類比遷移出現(xiàn)錯誤

        類推法是解決化學(xué)問題的一種重要思維方法,如由水含有氫鍵而推知乙醇也應(yīng)含有氫鍵,由不能用電解AlCl3溶液來制鋁而推知不能用電解MgCl2溶液來制鎂;有機(jī)化學(xué)也是從官能團(tuán)來推知新物質(zhì)的性質(zhì)。近年來,高考常用類比遷移的信息題來考查學(xué)生應(yīng)用知識的能力。但自然界的事物是千差萬別的,事物之間有其規(guī)律性,也有其差異性和特殊性。如果我們類比的信息落在這種特殊性上,盲目類比就可能得出荒謬的結(jié)論。

        1.在知識類推遷移過程中,人們往往易被形式上的相似性所迷惑,忽視情景間的本質(zhì)區(qū)別,牽強(qiáng)附會地進(jìn)行聯(lián)想,機(jī)械類比,輕率地作出判斷。

        【例1】 Fe3O4中鐵的化合價有+3價和+2價,常有人把它拆開為Fe2O3·FeO或[Fe(FeO2)2]。于是有人寫Pb3O4的結(jié)構(gòu)時,進(jìn)行知識的類比遷移,機(jī)械模仿將其寫成PbO·Pb2O3,這里就忽視了鉛的化合價是+2價和+4價,要用2PbO·PbO2或Pb2PbO4表示才符合化學(xué)式對化合價的要求。

        2.有些看似容易的基礎(chǔ)題常常是命題人經(jīng)過精密構(gòu)思的陷阱,考試時很容易在自我感覺良好中大意失荊州,待到試卷發(fā)下后卻感嘆“又錯了”。犯錯的原因往往是不認(rèn)真審題,忽視潛在因素的干擾。

        【例2】 0℃時,1atm下,100mL水最多能溶解氧氣4.9mL;在0℃時,5atm下,100mL水最多能溶解氧氣多少毫升?

        看到這個題目我們會自然地想起氣體溶解度與壓強(qiáng)的正比關(guān)系,因為溫度不變,壓強(qiáng)增大5倍,那么所溶解的氧氣也應(yīng)變?yōu)?倍,即24.5mL。然而正確的答案是4.9mL,因為這個體積是5atm下的體積,換算到標(biāo)準(zhǔn)狀況下就是24.5mL了。學(xué)生往往會受“氣體溶解度與外界壓強(qiáng)成正比”的影響,忽略了通常指的是標(biāo)準(zhǔn)狀況下的體積,而本題顯然是指5atm下的體積。

        二、經(jīng)驗的思維定式會使類比遷移誤入歧途

        經(jīng)驗是寶貴的,但當(dāng)它成為一種思維定式時就會起反作用。心理學(xué)研究表明,人的第一印象往往在頭腦中占主導(dǎo)地位,且易排斥后繼意識,從而作為指導(dǎo)思想發(fā)揮作用。思維定式也是一種思維的慣性,這種先入為主的觀念有時容易形成主觀決定客觀的錯誤思維。

        1.思維的定式往往是對經(jīng)驗的一種崇拜,在分析和解決問題的思維過程中,

        率先應(yīng)用

        最熟悉的材料和方法,只抓住一點(diǎn),不顧其他,而在解題中又很順利地落在某個知識點(diǎn)上實現(xiàn)問題的局部解決,形成一種僵化的思維模式。

        【例3】 用鋁箔包好的2.3g鈉塊投入水中,則產(chǎn)生H2的質(zhì)量是( )。

        A.0.1g B.>0.1g C.<0.1g D.無法確定

        實驗中關(guān)于鋁箔的作用我們強(qiáng)調(diào)的多是減少鈉與水的接觸面以減慢反應(yīng)的速率,便于實驗操作和氣體收集。因此,學(xué)生僅僅把注意點(diǎn)集中在鈉與水的反應(yīng)上,以此計算放出的H2,選擇A。實際上由于水已逐步轉(zhuǎn)化成燒堿溶液,鋁箔會與燒堿反應(yīng)產(chǎn)生H2,而這個知識點(diǎn)

        遷移障礙則可能是平時強(qiáng)化不夠造成的。本題應(yīng)該選B。

        2.平時對某知識點(diǎn)或某知識塊練習(xí)太多,印象深刻,熟能生巧,常在解答某些類似的試題時產(chǎn)生條件反射,且為節(jié)省時間不認(rèn)真分析題意就匆匆答題,往往錯而不知。

        【例4】 38.4mgCu跟適量的濃硝酸反應(yīng),銅全部作用后,共收集到氣體22.4mL(標(biāo)準(zhǔn)狀況),反應(yīng)消耗硝酸的物質(zhì)的量可能是( )。

        A.1.0×10-3mol B.1.6×10-3mol

        C.2.2×10-3molD.2.4×10-3mol

        部分學(xué)生審題時不注意細(xì)微差別,一看題目“眼熟”就有了“思路”,題目中說硝酸是濃的,那么放出的氣體便是NO2了,依方程式計算得出答案D。解題時務(wù)必要有動態(tài)意識,事物是在不斷地變化的,反應(yīng)過程中的硝酸濃度在不斷地變化,當(dāng)反應(yīng)到一定時候時就會變?yōu)橄∠跛幔~與稀硝酸反應(yīng)放出的氣體是NO,然而很多學(xué)生卻慣用靜止的方式看問題,焉能不錯!此題的答案是C。

        三、抓住一點(diǎn)就盲目類比,導(dǎo)致知識遷移產(chǎn)生謬誤

        粗心或思考問題不夠深入、統(tǒng)攝思維能力欠缺

        的學(xué)生,一看題目發(fā)現(xiàn)有自己熟悉的內(nèi)容就激動不已,不

        認(rèn)真讀題、審題、分析、比較,盲目類比,匆忙解答,因此吃虧上當(dāng)。

        1.題給材料展示的知識背景由于敘述上某一點(diǎn)的限制,解決問題時則必須完全跳出背景知識的框框,換一種思路去思考、作答。

        【例5】 最近,發(fā)現(xiàn)了一種由某金屬原子M和非金屬原子N構(gòu)成的氣態(tài)團(tuán)簇分子,如右圖所示,頂角和面的原子是M原子,棱中點(diǎn)和體心的原子是N原子,則它的化學(xué)式為( )。

        A.M4N4 B.MN C.M14N13 D.條件不夠

        解答該題時學(xué)生往往會與食鹽的晶體結(jié)構(gòu)進(jìn)行聯(lián)系,應(yīng)用NaCl晶胞中的原子折算規(guī)則:頂點(diǎn)上的點(diǎn)為1/8,面心上的點(diǎn)為1/2,棱上的點(diǎn)為1/4,體心內(nèi)的點(diǎn)為1,得出其化學(xué)式為MN,選A或B。

        實際上這樣解答正好落入命題者的圈套。晶胞的原子折算規(guī)則是在晶體向空間多個方向無限伸展的特殊情況下得出的,而本題給出的是“氣態(tài)團(tuán)簇分子”,一個分子內(nèi)的原子并未與其他分子共享,數(shù)一下圖中質(zhì)點(diǎn)就可得出其化學(xué)式為M14N13,正確答案為C。

        2.面對閱讀量較大或與生活聯(lián)系密切的問題,要發(fā)散思維,善于從題給信息里篩選出有用的信息,然后再根據(jù)相關(guān)信息進(jìn)行驗證,判斷知識的遷移是否可行,從而準(zhǔn)確有效地回答提問。

        【例6】 1971年,美國的斯圖杰爾和阿佩里曼在

        0℃以下使氟氣從細(xì)冰末上通過,成功地合成了一直認(rèn)為不存在的氟的含氧酸——次氟酸。

        (1)寫出次氟酸的結(jié)構(gòu)式,并指出各元素的化合價。

        (2)次氟酸剎那間可被熱水分解,得到既可表現(xiàn)氧化性(對NaI)又可表現(xiàn)還原性(對KMnO4)的溶液,試寫出相應(yīng)反應(yīng)的化學(xué)方程式。

        碰到這一類型的問題,我們自然聯(lián)想到類似的次氯酸,考慮到次氯酸的結(jié)構(gòu)式應(yīng)該寫成H-O-Cl,然后模仿出次氟酸的

        結(jié)構(gòu)式及化合價的標(biāo)示為H+1-O-2-F+1

        ,殊不知F沒有正價,正確的解答是H+1-O0--1F。

        對于第二問,學(xué)生也常常簡單地按次鹵酸分解的通式代入得2HFO=2HF+O2↑,但是題目中的產(chǎn)物是要有還原性的,而HF和O2卻都無還原性,顯然不對。

        正確分析的思路應(yīng)從斷鍵上來考慮:→H-F+H-O-O-H,

        其化學(xué)方程式為:HFO+H2O=HF+H2O2。

        由此可見,類比思維不是根據(jù)簡單比較進(jìn)行的推理,必須具體分析物質(zhì)屬性間的聯(lián)系,既要考慮客觀事物之間相似的一面,又要注意其差異性,注意避免所比較的內(nèi)容的落腳點(diǎn)在其差異性上,否則得出的結(jié)論將不具有必然的邏輯性。類比時切不可想當(dāng)然,一定要注意所比事物的相似屬性和個性差異,利用求同和求異思維,方可得出正確的結(jié)論。

        [ 參 考 文 獻(xiàn) ]

        [1]王惠萍.教育心理學(xué)[M].北京:高等教育出版社,2011.8

        [2]龍運(yùn)海.類比思維策略在中學(xué)化學(xué)教學(xué)中的應(yīng)用[J].化學(xué)教學(xué),2001,3期

        [4]宴樂華.“類推”為何總是錯[J].中學(xué)生數(shù)理化.2003,7-8期合刊

        [5]錢志英,謝李寧,丁慧芳,等.類比法在生物教學(xué)中的應(yīng)用[J].中學(xué)生物教學(xué),2015,10期

        (責(zé)任編輯 羅 艷)

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