◎張?zhí)戽?/p>
在人類悠久的發(fā)展史中,類比推理方法被譽為科學活動中“偉大的引路人”、“人類認知的核心”。類比推理在我們認知周圍世界的過程中扮演著重要角色。每天生活中,我們使用類比推理解決很多普遍生活問題??茖W領(lǐng)域中,原子結(jié)構(gòu)的發(fā)現(xiàn),周期表的建立,波粒二象性理論建立……都離不開類比推理。學生在學習過程中經(jīng)常會遇到一些理解上的困難,類比推理就可以作為最行之有效的解決方法。
筆者在翻閱美國教材《Chemistry:Concepts and Application》的過程中,發(fā)現(xiàn)其中有大量的類比推理案例,這無疑更加有利于學生理解化學知識。本文歸類了該書中“氧化還原反應”知識模塊,出現(xiàn)類比推理案例(見下表)。
隨處可見的類比案例,讓原本生澀難懂的理論知識變得更加生動,更易理解。通過這些例子發(fā)現(xiàn)教材中應用類比推理案例有以下一些特點。
1.類比源取材范圍廣 新課程提倡STS教育,在實際教學過程中教師和學生也普遍感覺到將知識與生活、技術(shù)聯(lián)系起來,更能培養(yǎng)學習興趣,提高課堂活動積極性。教材中多涉及與學生生活緊密聯(lián)系的知識,就會讓學生覺得學有所得,能用知識解決生活問題,從而有較強的學習興趣和學習成就感。另外,將已經(jīng)熟悉的自然事物作為類比源,能夠幫助學生學習知識,并較快地進行類比。科學前沿知識的取材,一方面能讓學生以科普知識的形式,增加對于化學這門學科最前沿的認識,另一方面前沿知識更加新穎,更能激發(fā)學習動機[1],這也為學生將來深造打下基礎(chǔ)。
講解氧化還原反應的過程中使用如下案例:“氧化還原反應中氧化反應和還原反應是同時進行的,就像橄欖球的成功傳接,必須要有四分衛(wèi)的傳球,和接球員的接球,一個氧化還原反應中也需要有給電子的元素,同時要有得電子的元素。”在美國,橄欖球是最受大眾喜愛的體育運動,教材中以橄欖球運動作為類比源,選取學生親身經(jīng)歷的例子,與化學知識結(jié)合起來,使化學學習更加生動有趣。
2.類比推理闡述口語化 美國教材,尤其在類比推理過程中都注重使語言闡述口語化,學生在這樣的氛圍下更容易以輕松的心態(tài)去實現(xiàn)類比推理。在講解伏打電池時,有如下翻譯后的案例,“當你有一美元的一半時,你能做什么?沒有另一半,你不能把它花出去。相似地,伏打電池是由兩個半電池組成。你需要兩個半電池形成一個有用的伏打電池?!蔽覀冊囍鴮⑦@個案例中的反問語句,改變?yōu)殛愂鼍洹澳悴荒苡靡幻涝囊话脒M行消費,就像是只有當兩個半電池共同存在時,才能形成一個有用的伏打電池。”相較之下,反問的語氣更能讓人覺得,與我們對話的是顧及讀者感受,很人性化的讀物。當讀者覺得是課本在和自己聊天時,就能明顯激起讀者閱讀興趣,減少讀者原有的對教材的心理防衛(wèi),從而促進對于概念的理解。
3.類比推理圖文并茂 美國教材中,將類比推理與插圖結(jié)合,實現(xiàn)類比運用,是其另一特點。多樣化的圖片,實物圖、示意圖、表格、模擬圖、卡通圖等等,都使內(nèi)容更加生動,易于理解。圖文并茂的講解,直觀地展示所要闡述的內(nèi)容,并有效降低認知難度。
類比推理思維方法在知識傳授過程中有著舉足輕重的地位,如何在中學化學教學中有效地應用類比推理,降低知識難度,增加課堂有趣性,本文提出以下策略。
(1)增加類比推理數(shù)目和種類:初中化學中像分子和原子、原子的結(jié)構(gòu)、元素、化學式與化合價、質(zhì)量守恒定律等知識點都是學生在理解過程中出現(xiàn)問題比較多的地方,如果在這些內(nèi)容中多穿插些通俗易懂的類比推理內(nèi)容,比如色彩鮮明的圖片、簡單明了的表格、饒有趣味的文字故事等等,都能很好地起到幫助學生理解新知識的中間橋梁作用;
(2)擴展類比源的范圍:學生的生活經(jīng)驗,蘊藏豐富類比源的自然現(xiàn)象,學生已經(jīng)學習的舊知識,以及各種各樣的故事等等,都在充實著類比源的范圍,多樣化的類比源能夠使教學達到更好的效果。
(3)注意類比源與目標物之間的差異性:類比推理過程能夠?qū)崿F(xiàn)的首要因素是類比物和目標物之間存在的相似性??墒窃谧⒅剡@些相似性的同時,我們不能忽略的是類比源和目標物之間的差異性,有些屬性是物質(zhì)的固有屬性,是不能隨著類比的過程而改變的[2]。