劉玉泉

(江蘇省常熟市第一中學(xué) 215500)

教育部制訂的《基礎(chǔ)教育課程改革綱要(試行)》提出：改革應(yīng)以培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新精神和實(shí)踐能力為核心，學(xué)生創(chuàng)造性思維的培養(yǎng)是其中一個重要內(nèi)容。類比推理能力是學(xué)生認(rèn)知發(fā)展的重要組成，也是學(xué)生創(chuàng)造性思維的重要組成部分。生物學(xué)作為一門研究生命現(xiàn)象和生命活動規(guī)律的科學(xué)，所涉及的各種生命現(xiàn)象和生命活動規(guī)律之間存在著很大程度的相似性與關(guān)聯(lián)性，課堂教學(xué)中選取恰當(dāng)?shù)念惐任?，靈活地進(jìn)行類比推理訓(xùn)練，不僅能提高學(xué)生學(xué)習(xí)興趣和學(xué)習(xí)積極性，幫助學(xué)生較短時間內(nèi)建立、理解并掌握生物學(xué)概念，優(yōu)化教學(xué)過程，還能鍛煉學(xué)生分析和解決問題的能力，提高學(xué)生的創(chuàng)新能力。

1 類比推理的內(nèi)涵

類比推理是指根據(jù)兩個對象在某些屬性上相同或相似性，從其中一個對象具有的某已知特定屬性，做出另一個對象也具有該特定屬性的推理[1]。具體形式如下：根據(jù)對象甲(類比物)具有屬性A、B、C、D，對象乙(目標(biāo)物)具有屬性A、B、C，可以推理出對象乙(目標(biāo)物)也具有屬性D。不過，這種推理是一種或然性推理，不是必然，可能具有，也可能不具有這種屬性。因推理結(jié)論包含有某種聯(lián)想、猜測的成份，需要在實(shí)踐中作檢驗(yàn)、補(bǔ)充與修改。推理結(jié)論真實(shí)性影響著推理者作推理的信心和把握程度，準(zhǔn)確熟練掌握和運(yùn)用類比推理作出推理并解決問題是一種技能或能力，教學(xué)中可以通過分步訓(xùn)練來提高。

2 培養(yǎng)初中生類比推理能力的可行性

類比推理能力是一種較高要求的能力，但兒童心理學(xué)家讓．皮亞杰認(rèn)為：許多11～12 歲的兒童能夠完全理解關(guān)系相似性，已經(jīng)建構(gòu)了相應(yīng)思維結(jié)構(gòu)，能夠解決類比任務(wù)[2]。我國正常進(jìn)入初中階段學(xué)習(xí)年齡為12或12歲以上。這一年齡段的學(xué)生正處于能力和思維的飛速發(fā)展時期，且已具備了進(jìn)行類比學(xué)習(xí)的基礎(chǔ)，應(yīng)重視初中學(xué)生類比推理能力培養(yǎng)。從初中生物學(xué)課程標(biāo)準(zhǔn)看，有許多內(nèi)容適宜采用類比教學(xué)，例如：生物之間有相同或相似的結(jié)構(gòu)，生物體各種生命活動內(nèi)在本質(zhì)之間也有著相似之處，生物間相似性是生物分類的主要依據(jù)。

同時針對初中生物教材中大量的類比素材，教學(xué)中適宜采用類比教學(xué)法解釋某些生命現(xiàn)象或規(guī)律，解決學(xué)習(xí)生物學(xué)時遇到的難題或問題。因此，生物教學(xué)中加強(qiáng)類比推理訓(xùn)練，不僅能化解教學(xué)難點(diǎn)、優(yōu)化教學(xué)過程，還能在解決問題過程中提高學(xué)生的類比推理思維能力，培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新精神和實(shí)踐能力。

3 類比推理過程與能力培養(yǎng)

3.1 呈現(xiàn)問題 通過觀察和實(shí)踐發(fā)現(xiàn)未知事物和現(xiàn)象，即發(fā)現(xiàn)問題；有了問題后才會去探索、思考、想象和猜測，才會產(chǎn)生尋找問題答案的動力。學(xué)生學(xué)習(xí)也是這樣，為啟發(fā)學(xué)生的思維，通過現(xiàn)代教育技術(shù)等手段創(chuàng)設(shè)問題情境，激發(fā)學(xué)生對問題的好奇心與求知欲，產(chǎn)生驅(qū)動思維活動的動力。但問題有方方面面、多種多樣，生物學(xué)教學(xué)中應(yīng)根據(jù)教學(xué)實(shí)際將需要解決的問題準(zhǔn)確地呈現(xiàn)出來。

初中課程標(biāo)準(zhǔn)中“綠色開花植物結(jié)構(gòu)層次”與“綠色開花植物一生”中都提到“綠色開花植物”概念，但部分學(xué)生對其認(rèn)識不深刻。生活中有些綠色開花植物見不到其開花和結(jié)果，那還是綠色開花植物嗎？番薯是一種生活中常見的綠色開花植物，但一般只接觸到其可食用部分的塊根，即使生活在農(nóng)村或有種植番薯經(jīng)歷的人一般也見不到其植株開花和結(jié)果。以此引出問題：多年不見其開花，為什么還是綠色開花植物？這時需要教師解釋：番薯是多年生草本植物，原產(chǎn)于美洲的熱帶地區(qū)，雖然我國各地都有種植，但它開花需要短日照條件；在短日照條件下，我國大部分地區(qū)已進(jìn)入秋冬季，秋冬季氣溫低導(dǎo)致番薯地上部分沒有完成開花結(jié)果過程就死亡了。所以我國大部分地區(qū)見不到其植株開花和結(jié)果(我國南方地區(qū)能開花結(jié)果)。教師利用學(xué)生陌生又好奇的心態(tài)引入新的問題：同學(xué)們猜一猜，番薯開什么形狀的花？

3.2 類比分析 類比分析是類比推理過程的關(guān)鍵環(huán)節(jié)，決定著類比推理過程的科學(xué)性及類比推理結(jié)論的有效性。生物相似項(xiàng)可分結(jié)構(gòu)的相似性、生理功能相似性和生活習(xí)性相似性等三類；生物相似項(xiàng)間的關(guān)系有：生物結(jié)構(gòu)決定其功能，功能適應(yīng)生存環(huán)境，生存環(huán)境影響生物生存分布。

3.2.1 分析并表征目標(biāo)物 用系統(tǒng)分析的方法全面、科學(xué)地分析目標(biāo)物，從認(rèn)知結(jié)構(gòu)中提取并呈現(xiàn)目標(biāo)物具有的已知屬性或特征；分析需要求知的事物、現(xiàn)象、觀點(diǎn)與問題的屬性或特征，作恰當(dāng)方式呈現(xiàn)，也稱表征；同時盡可能剖析到已知屬性與未知屬性之間的關(guān)系。為解決問題：番薯開什么形狀的花？通過觀察得知番薯植株有以下特征：塊根，多年生草本，葡匐莖，葉心臟形至掌狀深裂等。

3.2.2 尋找并確定類比物(也可稱類比對象或類比源) 尋找并確定合適的類比物是決定類比推理是否有效與類比推理結(jié)論是否可靠的關(guān)鍵。根據(jù)分析并表征目標(biāo)物的已知屬性，檢索已有知識體系或生活經(jīng)驗(yàn)，尋找具有相似屬性或特征類比物。相似屬性愈多，則類比推理結(jié)論愈可靠。根據(jù)已觀察到的番薯植株的特征，抓住關(guān)鍵特征：草本，葉心臟形等，從生活經(jīng)驗(yàn)中搜索具體相似特征的植物，如常見的觀賞用草本植物——牽牛。

3.2.3 比較目標(biāo)物與類比物之間的相似性，建立映射關(guān)系 可類比目標(biāo)物與類比物之間的相似性，但相似性是一個相對的、靈活的概念。相似不是完全相同，必然存在著差異性，且差異性又有大有小、多種多樣，有形態(tài)特征的差異，也有本質(zhì)屬性上的差異。在比較分析時，要分清兩個對象是本質(zhì)的、非本質(zhì)的、還是因果關(guān)系和科學(xué)定律上相似的[3]。比較番薯與牽牛二種植物相似在：①番薯多年生草本，牽牛一年生草本，都是草本；②番薯莖是葡匐莖，牽牛莖是纏繞莖，二者莖形態(tài)相似；③番薯葉心臟形至掌狀深裂，牽牛葉心臟形通常三裂，基本形狀也是葉心臟形且有裂；④番薯開花形狀未知，牽牛開漏斗狀花。

在分析比較目標(biāo)物與類比物之間的相似性基礎(chǔ)上，將二者的屬性或特征進(jìn)行匹配，將番薯與牽牛多個特征建立映射關(guān)系。

3.3 推理 如果存在關(guān)鍵性匹配，便進(jìn)行類比推理，將類比物已有的屬性或特征遷移到目標(biāo)物上，完成推理過程[3]。番薯與牽牛之間建立多個特征映射關(guān)系后，從牽牛開的漏斗狀花推理到番薯也開漏斗狀花。

3.4 結(jié)論的評估與修改 類比推理出的結(jié)論需要在實(shí)踐中檢驗(yàn)、補(bǔ)充或修改[4]。推理后，可以查閱資料得知番薯的確開漏斗狀花，且這二種植物分類上同屬于旋花科，說明以上推理有效；如發(fā)現(xiàn)推理無效則應(yīng)重新尋找類比物，重新比較分析推理直至得到真實(shí)結(jié)論。生物學(xué)教學(xué)中有許多可用作類比推理的素材，生物的分類就是根據(jù)生物之間的相似性作為分類依據(jù)，兩種生物相似性越大，則它們之間的親緣關(guān)系越近；反之亦然。

4 初中生類比推理能力培養(yǎng)的注意事項(xiàng)

類比推理思維雖是一種傳統(tǒng)思維，但具有很強(qiáng)的預(yù)測性和創(chuàng)新性，因此類比推理又是一種較高級的思維方式，培養(yǎng)初中生類比推理能力應(yīng)注意以下方面。

4.1 必須適合并促進(jìn)學(xué)生身心發(fā)展 類比推理是一種抽象思維，需要推理者具有豐富的知識體系、生活經(jīng)驗(yàn)和對相似項(xiàng)類比的比較和表征的能力。所以，類比推理培養(yǎng)應(yīng)尊重學(xué)生認(rèn)知規(guī)律，根據(jù)初中生年齡特點(diǎn)，注重自然生成。類比對象盡可能選擇他們熟悉并能理解的類比物，否則不僅類比推理訓(xùn)練沒有效果，反而增加學(xué)生學(xué)習(xí)難度。如類比物選擇不恰當(dāng)，還可能引起學(xué)生錯誤認(rèn)識，以后教學(xué)難度更大。

4.2 注重循序漸進(jìn)原則 從年齡特征看，初中生雖初步具備了進(jìn)行類比學(xué)習(xí)的基礎(chǔ)，但起點(diǎn)較低，學(xué)生間思維發(fā)展又不平衡，所以應(yīng)從易到難、從簡單到復(fù)雜、從表面到本質(zhì)循序漸進(jìn)地訓(xùn)練；從類比物選擇看，盡可能先選擇學(xué)生熟悉且恰當(dāng)?shù)念惐任铮粡念惐韧评黼y度看，先進(jìn)行解釋性類比訓(xùn)練，有基礎(chǔ)后再進(jìn)行解決問題性類比訓(xùn)練，條件成熟時可試行創(chuàng)意性類比訓(xùn)練[3]；從類比方法選擇看，盡可先進(jìn)行貼近生活的事例類比、仿生類比和實(shí)物模型法類比，后進(jìn)行論理法、聯(lián)想法等類比。

4.3 凸顯推理價值，注重能力培養(yǎng) 從生物學(xué)內(nèi)容安排看，七年級新學(xué)科介紹時引入仿生學(xué)內(nèi)容，引導(dǎo)學(xué)生找出對應(yīng)關(guān)系，熟悉映射關(guān)系；后安排分類教學(xué)有利于學(xué)生比較生物間的相似性，深化映射關(guān)系；稍高年級進(jìn)入類比推理訓(xùn)練的深化階段，開展原始生命的推測、生物進(jìn)化樹、人工選擇對自然選擇的啟示、模擬探究皮膚是一道保護(hù)屏障等較高要求的類比推理訓(xùn)練。模擬探究皮膚是一道保護(hù)屏障的探究活動，因?qū)嶒?yàn)對象特殊，不能直接實(shí)驗(yàn)，只能以蘋果皮作替代物進(jìn)行實(shí)驗(yàn)，這是一種模擬法，教學(xué)中應(yīng)注意分析并建立類比對應(yīng)關(guān)系；原始生命形成由于客觀原因，不能對生命起源進(jìn)行直接實(shí)驗(yàn)，只能借米勒模擬實(shí)驗(yàn)替代進(jìn)行推測，但教學(xué)中需要解釋這只是運(yùn)用類比推理思維對原始生命形成的一種推測，以此凸現(xiàn)推理價值，注重能力培養(yǎng)。

總之，在新認(rèn)知形成中類比推理起到新舊過渡與啟發(fā)作用，與此同時，類比推理可激活學(xué)生思維，培養(yǎng)推理思維能力。但也不能過分地強(qiáng)調(diào)類比物和目標(biāo)物之間的關(guān)系，特別是運(yùn)用事理類比與聯(lián)想類比等類比物和目標(biāo)物相關(guān)性不強(qiáng)時，類比要適度，不能牽強(qiáng)附會，否則有礙學(xué)生對教學(xué)概念精確把握。教學(xué)中只有引導(dǎo)學(xué)生建構(gòu)良好知識體系，豐富自身生活實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)，加強(qiáng)解決問題訓(xùn)練，類比推理能力才會與其身心發(fā)展同步提高。