化学教材中的类比思维浅析

王 萍

（苏州市田家炳实验高级中学 江苏 苏州 215004）

类比（analogy），指不同事物之间的类似和相像。类比法是根据两个或两类对象之间在某些方面相似或相同，从而推出它们在其他方面可能相似或相同的一种逻辑方法［1］。很多科学发现和发明创造中都用到了类比方法，在化学教学中有些内容比较抽象不易讲清，运用类比思维有利于提高学生对知识的理解和记忆水平，分析教材中类比思维的应用有助于我们加深对这一方法的了解，从而在教学中更好地加以运用。

一、化学教材中类比思维的运用情况

1．国内化学教材中类比思维的运用

以目前国内高中三种版本化学教材为例， 分别是：由人民教育出版社出版，宋心琦主编的（以下简称人教版）；山东科技出版社出版，王磊主编的（以下简称鲁科版）；江苏教育出版社出版，王祖浩主编的（以下简称苏教版）。这三种教材又分别包括化学1、化学2、化学与生活、化学与技术、物质结构与性质、化学反应原理、有机化学基础和实验化学8 个模块，这些教材中类比思维的运用情况统计见表1。

表1 三种版本化学教材各模块类比思维运用的数量统计

通过以上统计可见，三种教材都不同程度地运用了类比方法，其中人教版对类比的运用较丰富，共有22 处。从表1 我们还可以看出，各模块运用类比的程度不同。以人教版为例，在《物质结构与性质》中运用得相对较多，共有10 处，约占总数的45%。而在《化学与技术》、《化学与生活》及《实验化学》中几乎看不到明显运用类比的案例，这说明类比方法多运用在教学内容比较抽象、学生不容易理解的部分。

为了更清晰地认识类比法在教材中的应用情况，以苏教版教材为例对类比思维的应用背景和目的等加以梳理和分析，见表2。

2．国外化学教材中类比思维的运用

以美国高中教材《现代化学》为例，全书共有五十多处运用类比促进学生对科学知识的理解。例如，用四只绑在一起的气球来表示四面体中的杂化轨道形状； 用高速公路上南来北往的车的数量来理解平衡；用学生们在公共汽车上占位的情形和 “洪特规则”中关于电子在同一亚层尽可能分布不同的轨道作类比等等［2］。再如美国高中教材《化学 概念与应用》也非常多地使用了类比方法，说明国外的教材编者也非常重视类比方法的运用。

二、化学教材中类比思维的运用特点

1．类比目标陌生抽象

在分析类比运用案例时发现，类比运用在学生遇到不熟悉的知识情境时较多。例如，《化学 概念与应用》在解释浓度对化学反应速率的影响时用了一幅玩碰碰船的图片并配以文字：“增加碰碰船的数量会增加碰撞的机会……当更多的粒子参与到反应体系中时，粒子碰撞和反应的机会就增加了”。又如，苏教版《化学反应原理》在讲解熵的概念时将生活中常见的混乱程度不同的现象类比 “熵”， 以学生已掌握的知识来类比，与学生的生活联系起来，适合学生特点符合学生感受，能够帮助学生记忆。

2．类比对象丰富多彩

表2 苏教版化学教材中类比思维的具体运用

类比对象涉及的领域非常广，包括物理、生物、生活甚至音乐等等。例如，把化学能和水能类比；用汽车穿越隧道要比爬山容易得多类比催化剂的作用；用音阶类比光谱的“七基色”；用胶水类比原子间共用电子所起的联结作用；用变色龙的变色帮助学生理解化学反应速率；用一组色彩丰富的俄罗斯套娃与电子能级类比……将具体的情境作为中介与抽象的概念类比，把原本枯燥的理论知识转化为学生熟悉的情境，把死记硬背的教学转化为学生的自我体验，达到化无形为有形的作用。

3．类比方法图文并茂

图文并茂是化学教材在运用类比思维时的共同点，这些插图生活化、直观化，为教师开展教学提供了丰富的素材，具有启发和诱思功能，降低了学生学习化学知识的难度。例如，人教版《物质结构与性质》讲解电负性时以一幅两人相互拉一个物块的图片说明电负性是用来描述不同元素的原子对键合电子吸引力的大小。将微观世界中的原子吸引电子的能力大小与生活中的人的力气相类比，起到了拉近教学内容与学生经验间距离的作用，也为教学增加了趣味性。

三、教学中类比思维运用的几点建议

1．用好教材中的类比思维

在教学中运用类比可以增强教学效果，有效提高学生分析问题、解决问题的能力，更重要的是能使学生掌握类比思维这一科学思维方法，从而提升科学素养。教材作为一种重要的教学资源，在教育中发挥着其他资源无法替代的作用。有学者在研究教材时不由得感叹：“他们竟总能找到如此深入浅出的表述方式……能把人类已经发现的那些非常重要的科学理论用这种浅显易懂的方式介绍给学生是一种有益的尝试”［3］。因此，在教学中首先要用好教材中的类比思维，还可借鉴其他版本的教科书，更好地增进学生学习化学的兴趣。

2．教学中主动运用类比思维

在教学中运用类比思维一方面要借助教材中的类比素材，事半功倍地开展教学，另一方面也应开拓思维，积极主动地运用类比思维，同时鼓励、培养学生运用类比思维解决问题。如，笔者在讲述不同聚集状态物质的微观结构与性质时，用学生上课类比固态时微粒的情况： 学生只能在座位上做小幅度的活动；而液态时类比为下课， 学生可在一定范围自由活动，彼此间距离增大；当讲到气态时，学生脱口而出——那应该是放学了！ 我们可以在教学中注意积累，在实践中不断改进，运用好类比方法，使我们的课堂灵动起来。

3．注意类比思维的或然性

应该指出的是类比的结论有其或然性，在类比时要防止类比的负迁移。在抓住事物共性的同时也要注意差异性一面， 进行类比法教学时力求做到科学准确，避免得出错误结论。例如，有老师提出用“地球自转”类比“电子自旋”就不恰当，电子自旋作为一个极其抽象的概念，这种运动并不是表示电子能够围绕本身轴线转动，而是指电子处于一种称作“自旋”的特殊状态。因此电子自旋与地球自转在本质上存在着明显差异，不能作任何类比。

在以人为本观念越来越深入教育教学过程的今天，我们一再强调不仅要教给学生知识，更要让学生掌握学习的方法，学会用获得的知识去解决问题。而类比就是反映知识间联系的一种思维模式，能起到启发思想、触类旁通的作用，我们有必要引导学生学习和运用这一方法。

［1］王亚同．类比推理［M］．保定：河北大学出版社，1999：1

［2］胡月红．类比方法在化学基本概念教学中的应用研究［D］．上海：华东师范大学硕士学位论文，2009：12－13

［3］杨卫东．中美化学教材部分内容的比较与思考（一） ［J］．课程教材教学研究（中教研究），2003，（01）：30