楊素紅

摘要：化學(xué)是在分子、原子層次上研究物質(zhì)性質(zhì)、組成、結(jié)構(gòu)與變化規(guī)律的自然科學(xué)。在從生活走向科學(xué)的化學(xué)啟蒙教學(xué)中，類比是廣泛使用的一種策略，它從學(xué)生的實(shí)際經(jīng)驗(yàn)出發(fā)，將復(fù)雜地抽象地難以理解地化學(xué)知識(shí)與日常生活巧妙地結(jié)合起來，不僅降低了學(xué)習(xí)的難度，而且獲得學(xué)習(xí)的興趣和方法。本文在研究人教版初中化學(xué)教材的基礎(chǔ)上，結(jié)合豐富的教學(xué)實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)，應(yīng)用具體事例分析了類比在化學(xué)啟蒙教學(xué)中的積極效用。

關(guān)鍵詞：類比；抽象問題；生活化

文章編號(hào)：1008-0546（2016）02-0000-00 中圖分類號(hào)：G633.8 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：B

doi：10.3969/j.issn.1008-0546.2016.02.000

化學(xué)是在分子、原子層次上研究物質(zhì)性質(zhì)、組成、結(jié)構(gòu)與變化規(guī)律的自然科學(xué)。人類對(duì)分子、原子等微觀粒子的認(rèn)識(shí)經(jīng)歷了漫長(zhǎng)的過程，化學(xué)的微粒觀等基本觀念是化學(xué)科學(xué)的重要組成部分，學(xué)生需經(jīng)過對(duì)這些觀念的感知、理解、運(yùn)用等階段才能較好地形成。初中生形成化學(xué)觀念是比較困難的，一方面是化學(xué)學(xué)科特點(diǎn)所致，初中化學(xué)概念多而瑣碎，沒有形成完善的知識(shí)體系，這些概念又比較抽象，較難直觀感知，如分子、原子等微觀粒子以及相對(duì)原子質(zhì)量和相對(duì)分子質(zhì)量等人為規(guī)定的國(guó)際計(jì)量概念；另一方面是初中生自身的認(rèn)知特點(diǎn)的限制，初三學(xué)生的學(xué)習(xí)依然以識(shí)記和直觀感知為主，抽象思維和概括能力在發(fā)展培養(yǎng)過程中。鑒于此，《初中化學(xué)課程標(biāo)準(zhǔn)》提出：從學(xué)生已有的經(jīng)驗(yàn)出發(fā)，創(chuàng)設(shè)學(xué)生熟悉的情景開展教學(xué)活動(dòng)。運(yùn)用類比使抽象問題生活化正好貫徹了這一課程理念。

類比是一種以比較為基礎(chǔ)的邏輯推理方法，是將一種特殊對(duì)象的知識(shí)推移到另一特殊對(duì)象的思維方法。類比是將要學(xué)習(xí)的信息和已經(jīng)掌握的信息進(jìn)行聯(lián)系，主要表現(xiàn)在三個(gè)方面：一是類比使學(xué)習(xí)者自動(dòng)搜索類似的已有信息；二是類比激發(fā)學(xué)習(xí)者搜索自己認(rèn)知結(jié)構(gòu)中的類似信息，三是學(xué)習(xí)者使用類比生成類似的信息。下面結(jié)合人民教育出版社九年級(jí)化學(xué)教材進(jìn)行實(shí)例分析。

一、用宏觀物體類比微觀粒子來突破學(xué)生感知的困境

成為化學(xué)基礎(chǔ)的原子和分子是如此之小，用肉眼直接看是看不見的，即使借助于實(shí)驗(yàn)室里的光學(xué)顯微鏡仍然無法觀察。因此教材中設(shè)計(jì)了一系列的宏觀實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象來建立起對(duì)微小的原子、分子的認(rèn)識(shí)。與此同時(shí)，還利用學(xué)生可感知的宏觀物體類比微觀粒子來突破學(xué)生感知的困境。

1. 用乒乓球類比原子

“原子的體積很小。如果將一個(gè)原子跟一個(gè)乒乓球相比，就相當(dāng)于將一個(gè)乒乓球跟地球相比（如圖1）。”

學(xué)生沒有見過原子，想象不出原子到底有多?。豢墒菍W(xué)生見過乒乓球，腦海里有乒乓球大小的形象（直徑40mm），學(xué)生也沒見過地球的全貌，但能體會(huì)到地球的“大”。以乒乓球和地球比大小來類比原子核和乒乓球比大小，讓學(xué)生發(fā)出一陣驚嘆：“原子真小?。　?/p>

2. 用螞蟻類比原子核

原子已經(jīng)很小了，仍然能夠分割為原子核和電子。那么原子核有多小呢？教材中有這么一段文字：“與原子相比，原子核的體積更小，如果把原子比作一個(gè)體育場(chǎng)，那么原子核只相當(dāng)于體育場(chǎng)中的一只螞蟻?！斌w育場(chǎng)和螞蟻兩者學(xué)生都見過，教師不用多說，學(xué)生也能體會(huì)到原子核的小。

二、用生活經(jīng)驗(yàn)類比化學(xué)概念來突破學(xué)生理解的瓶頸

在化學(xué)家看來，絢麗多彩的物質(zhì)世界是由為數(shù)不多的化學(xué)元素組合而成的。這個(gè)看似簡(jiǎn)單的一句話就能描述的結(jié)論由于學(xué)生缺乏對(duì)元素的概念的認(rèn)識(shí)而變得復(fù)雜起來。

1. 用字母類比元素

“利用化學(xué)方法分析眾多的物質(zhì)，發(fā)現(xiàn)組成它們的基本成分——元素其實(shí)只有一百多種，就像可拼寫出數(shù)十萬個(gè)英文單詞的字母只有26個(gè)一樣”。學(xué)生已經(jīng)具有了英文單詞是由英文字母組成的顯性直觀的感受，以此來類比物質(zhì)是由元素組成的這個(gè)抽象的事實(shí)，化解了學(xué)生理解上的困難。

2. 用建筑物的建造類比物質(zhì)的組成

元素是怎樣組成物質(zhì)的呢？對(duì)于化學(xué)初學(xué)者來說，用化學(xué)語言來解釋他們是聽不懂的，況且也不是一兩句就能解釋清楚的。教材編寫者用類比的方法，配上優(yōu)美的文字，化解了這個(gè)難題?！捌贩N繁多的材料，五彩繽紛的花朵、璀璨奪目的寶石和維持生命活動(dòng)的食品等，不過是不同種類、不同數(shù)量元素的原子按照特定方式搭接而成的。就像浩如煙海的英語單詞是由26個(gè)字母所組成，造型奇特的建筑物的基本材料不外乎磚、木、灰、石、鋼材、鋁材、玻璃、塑料等那樣。”

3. 超市貨物架類比元素周期表

在元素周期表簡(jiǎn)介中，教材中的語言描述是：“超級(jí)市場(chǎng)里有成百上千種物質(zhì)，為了便于顧客選購，必須分門別類、有序地?cái)[放（如圖2）。我們周圍的物質(zhì)世界是由一百多種元素組成的，為了便于研究元素的性質(zhì)和用途，也需要尋求它們之間的內(nèi)在規(guī)律性。”用超級(jí)市場(chǎng)貨物的擺放類比元素周期表的形成，在把抽象問題形象化的同時(shí)，又滲透了分類學(xué)習(xí)、尋求規(guī)律的思維方法。

4. 溫室玻璃類比二氧化碳

調(diào)查顯示，學(xué)生知道溫室效應(yīng)，但不知道溫室效應(yīng)的成因；如果用科學(xué)術(shù)語解釋溫室效應(yīng)，學(xué)生難以理解。因此教材中描述“大氣中的二氧化碳就像溫室的玻璃或塑料薄膜一樣，既能讓太陽光透過，又能使地面吸收的太陽光的熱量不易向外散失，起到了對(duì)地球保溫的作用，這種現(xiàn)象叫做溫室效應(yīng)”。把二氧化碳的作用與溫室的玻璃或塑料薄膜的作用相比較，使學(xué)生根據(jù)原有的信息“溫室的玻璃或塑料薄膜有保溫效用”直接生成新的信息“二氧化碳對(duì)地球有保溫作用”。

5. 炒菜類比制合金

炒菜是學(xué)生在生活中司空見慣的活動(dòng)，甚至于很多學(xué)生已經(jīng)有了深刻的體驗(yàn)。教材中用炒菜類比合金的形成，令人拍案叫絕?！熬拖駨N師在炒菜時(shí)那樣，他們常常會(huì)在菜里加入各種調(diào)料，以改善菜的色、香、味，并使菜的營(yíng)養(yǎng)價(jià)值更高。”引出“如果在金屬中加熱熔合某些金屬或非金屬，就可以制得具有金屬特征的合金”。使學(xué)生認(rèn)識(shí)到合金并不僅僅是“金屬中添加其它金屬或非金屬”制成的混合物，在“加熱熔合過程中金屬的性能發(fā)生了改變來滿足人們的對(duì)合金應(yīng)用的需求”。

三、用日常游戲類比物質(zhì)的構(gòu)成使學(xué)習(xí)變得輕松有趣

1. 玩蹺蹺板類比配平化學(xué)方程式

用蹺蹺板游戲類比化學(xué)方程式的配平。教材在說明氫氣在氧氣中燃燒的化學(xué)方程式的配平時(shí)運(yùn)用的圖片（圖3和圖4）進(jìn)行對(duì)比示意。

兩幅圖片形象直觀，勝過大段文字的描述，且能反映出：在配平的過程中氫分子、氧分子、水分子都不能改變，通過改變分子的個(gè)數(shù)而使反應(yīng)前后同類原子的數(shù)目相等。

2. 搭積木類比構(gòu)成分子

“對(duì)于初學(xué)者來說，把分子的構(gòu)建過程設(shè)想為類似于積木搭接的過程，可能更容易從中體會(huì)到化學(xué)的思維方法，并感受到其中無限的樂趣。鑒于這個(gè)設(shè)想，教材中呈現(xiàn)了金剛石和石墨的結(jié)構(gòu)：

用小球比作碳原子，用小球搭接成金剛石和石墨的模型，讓學(xué)生直觀感受到金剛石的硬和石墨的軟是由其原子間在相互作用時(shí)排列的方式不同而導(dǎo)致的。

3. 手拉手類比形成聚合物

“有機(jī)高分子化合物大部分是由有機(jī)小分子化合物聚合而成的。聚乙烯分子是由成千上萬個(gè)乙烯分子聚合而成的高分子化合物?！背跞膶W(xué)生閱讀這段文字并不能再腦海中勾畫出聚乙烯分子的模型，教材中使用兒童手拉手的游戲來類比乙烯分子聚合成聚乙烯分子（見下圖），非常形象有趣。

除了教材中采用的類比實(shí)例以外，教師也可以從生活中抓取可類比的物質(zhì)來降低學(xué)生學(xué)習(xí)概念的難度。如：學(xué)習(xí)活性炭的吸附能力時(shí)可以列舉海綿吸水的例子，學(xué)習(xí)相對(duì)原子質(zhì)量時(shí)可以列舉克拉的起源。教師要做有心人，在生活和學(xué)習(xí)中積累豐富的課程資源，通過適當(dāng)?shù)谋憩F(xiàn)方式來破解教學(xué)中的難點(diǎn)，使抽象地問題生活化，從而激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣，提高教學(xué)的質(zhì)量。

參考文獻(xiàn)

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