化學(xué)課堂教學(xué)要善用類比思維

摘 要 類比推理在中學(xué)化學(xué)中形式多，應(yīng)用范圍廣。本文闡述了類比思維的特點，并從四個方面說明類比在化學(xué)教學(xué)中的運(yùn)用。

關(guān)鍵詞 化學(xué) 類比 課堂教學(xué)

中圖分類號：G424 文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A

Use of Analogical Thinking in Chemistry Classroom Teaching

ZHANG Wanping

（Gong 'An NO.3 Middle School， Jingzhou， Hubei 434309）

Abstract Analogical reasoning in the middle school chemistry analogies， wide scope of application， and this paper expounds the features of analogical thought from four aspects， and illustrates the application of analogy in chemistry teaching.

Key words chemistry； analogy； classroom teaching

1 類比思維的特點

類比法屬于邏輯思維方法，類比是根據(jù)兩個（或兩類）對象之間在某些屬性上的相同或相似，類推出它們的其他屬性可能相同或相似的一種邏輯方法，其形成結(jié)構(gòu)是“個別→個別”，這種方法既借助已有知識，又超越其框架，將兩個看似不相干的事物聯(lián)系起來，進(jìn)而產(chǎn)生新的信息、提出新的假設(shè)。類比推理在中學(xué)化學(xué)中類比形式多，應(yīng)用范圍廣。教師善于類比，可引導(dǎo)學(xué)生從已知過渡到解決未知，從熟悉的過渡到解決生疏的，從明顯的過渡到解決隱晦的，實現(xiàn)信息轉(zhuǎn)移，從而發(fā)現(xiàn)新的原理。

2 類比思維在中學(xué)化學(xué)教學(xué)中的運(yùn)用

2.1 運(yùn)用類比思維，培養(yǎng)學(xué)生基礎(chǔ)類比的能力

善用類比來理解概念。在講授必修1《氧化還原反應(yīng)》一節(jié)時，為使學(xué)生較快建立還原劑和氧化劑的概念，可引導(dǎo)學(xué)生回憶初中所學(xué)“干燥劑”的概念，刻意從定義和內(nèi)涵、外延三個層面進(jìn)行比較。

干燥劑：本身被潮解，能干燥其他物質(zhì)的物質(zhì)，例如生石灰因為吸水可以做干燥劑。

氧化劑：本身被還原，能氧化其他物質(zhì)的物質(zhì)，例如氧化銅在反應(yīng)中失氧做氧化劑。

還原劑：本身被氧化，能還原其他物質(zhì)的物質(zhì)，例如氫氣在反應(yīng)中得氧做氧化劑。

“劑”作為化學(xué)中的特有稱呼即物質(zhì)，在“劑”前面的詞，指該物質(zhì)所具有的特性，如此這般，學(xué)生很容易突破了氧化劑與還原劑這個難點。

善用類比來深化概念。在講到“同系物”這個概念時，已經(jīng)學(xué)習(xí)了同分異構(gòu)體，同素異形體，同位素，此時要把這些概念進(jìn)行比較，才能使這些概念得到理解和深化，知道概念的內(nèi)涵及外延。在高三進(jìn)行復(fù)習(xí)時，更要把一些相近、相似的概念、定義進(jìn)行類比，可使學(xué)生加深理解這些概念，且能收到較好的復(fù)習(xí)效果，提高復(fù)習(xí)效率。如：復(fù)習(xí)概念：電解質(zhì)、非電解質(zhì)，強(qiáng)電解質(zhì)、弱電解質(zhì)，四種平衡，五大常數(shù)等，這些概念都是成雙成對地出現(xiàn)，進(jìn)行類比復(fù)習(xí)效果較好。

2.2 運(yùn)用類比思維，培養(yǎng)學(xué)生知識遷移的能力

在元素及化合物的教材編排中，采用了從個別到一般的演繹法。如《堿金屬》中安排了鈉作為代表物，《鹵素》中安排了氯作代表物，知識的安排就是每一章節(jié)，先學(xué)習(xí)代表物的性質(zhì)，然后根據(jù)同主族性質(zhì)的相似性、遞變性，推出其它同族元素的性質(zhì)。這樣就不僅僅學(xué)了一種元素的性質(zhì)，而是整族元素的性質(zhì)。在學(xué)習(xí)有機(jī)物時，也有類似安排，學(xué)習(xí)烷烴時，以甲烷性質(zhì)類推烷烴性質(zhì)，以乙烯性質(zhì)類推烯烴性質(zhì)，基本原理都是根據(jù)同系物結(jié)構(gòu)的相似性，類推出其它同系物的性質(zhì)。

在具體學(xué)習(xí)元素性質(zhì)，二氧化硫化學(xué)性質(zhì)的教學(xué)中，運(yùn)用類化推理的方法，CO2與Ca（OH）2這一系列反應(yīng)，學(xué)生是已知的。教師可充分利用從已知知識遷到未知知識。

通過這樣知識的遷移，學(xué)生在回答“如何區(qū)別CO2與 SO2”時，會用澄清石灰水的方法進(jìn)行檢驗。

3 運(yùn)用類比思維，培養(yǎng)學(xué)生深化知識的能力

運(yùn)用類比思維深化知識。在講解高一化學(xué)《鈉的性質(zhì)》，講解鈉與水反應(yīng)時，往往要補(bǔ)充鈉與硫酸銅反應(yīng)，此時要充分利用學(xué)生的已知知識：Fe+CuSO4=FeSO4+Cu，知道在金屬活動順序表中，排在前面的金屬可置換出排在后面的金屬，為此可設(shè)問：“把鐵片放入硫酸銅溶液中可置換銅，現(xiàn)在如果把鈉塊放在硫酸銅溶液中能否置換出銅呢？”學(xué)生回答“能”，當(dāng)學(xué)生發(fā)現(xiàn)實驗結(jié)果與預(yù)期的結(jié)果有很大出入時，引發(fā)學(xué)生深入思考，自然明白鈉與硫酸銅與鐵和硫酸銅反應(yīng)的不同之處，更能理解鈉的活潑，若不引入鐵與硫酸銅的反應(yīng)，不會收到理想效果，在講到《氣體摩爾體積》時，先設(shè)問：“1L酒精與1L水混合，能不能得到2L 溶液？”再設(shè)問：“在標(biāo)準(zhǔn)狀況下，1LN2與1LO2混合后，能否得到2L混合氣體？”進(jìn)行類比教學(xué)。在講到濃硫酸的性質(zhì)時，可列相應(yīng)表格進(jìn)行類比。一可通過比較得出濃硫酸的“氧化性”，二可通過比較得出“氧化性酸”，通過這樣的類比來深化知識，例子還有很多，只有通過類比教學(xué)后，才能把知識深化鞏固。

運(yùn)用類比思維解決習(xí)題。不論在高考中，還是在競賽中，往往會碰到一些題目，是從課本知識深化而來，這些題目從學(xué)生熟悉或似曾相似的題目、知識點衍變而來，這需學(xué)生用類比的方法解之，且在平時解題更需向?qū)W生講授類比思維。如：

例1.科學(xué)實驗證明，同主族元素的單質(zhì)或化合物，其性質(zhì)相似，例如，硫化物的性質(zhì)類似于氧化物，過硫化物的性質(zhì)類似于過氧化物，試寫出下列反應(yīng)的化學(xué)方程式：

（1）CS2與Na2S溶液一起振蕩，水溶液由無色變?yōu)橛猩篲_________________。

（2）As2S6溶于Na2S溶液中：__________________________________。

（3）Na2S2溶液中加入鹽酸產(chǎn)生淡黃色沉淀：___________________________。

解析：根據(jù)同主族元素的單質(zhì)或化合物性質(zhì)相似的規(guī)律，運(yùn)用類比思維即可解決問題。

（1）類比CO2與Na2O的反應(yīng)得：CS2+Na2S=Na2CS3

（2）類比P2O5與Na2O的反應(yīng)得：As2S5+3Na2S=2Na2AsS4

（3）類比Na2O2與鹽酸的反應(yīng)得：Na2S2+2HCl=2NaCl+H2S↑+S↓

在高考、竟賽中有許多題目是由平時常見的普通題目或課本知識改變而來，培養(yǎng)學(xué)生運(yùn)用類比思維可以避免題海戰(zhàn)術(shù)。

4 運(yùn)用類比思維時，要防止知識的負(fù)遷移

圖1

事物本身往往具有兩面性，“類比方法”的使用也不例外，即有時類比的屬性恰好是兩者的相異點，例如：同族元素性質(zhì)的遞變性和物質(zhì)的某些特殊性，極易造成類比錯誤，且這種錯誤具有強(qiáng)烈的誘導(dǎo)性，學(xué)生往往會屢犯不止，因此在對此類問題進(jìn)行類比時，既要比較問題的共性，又要注意個性和特殊性，從而可以恰當(dāng)運(yùn)用類比法，應(yīng)當(dāng)指出類比應(yīng)該符合實際情況。

例2.已知KMnO4與濃HCl在常溫下反應(yīng)能產(chǎn)生Cl2。若用圖1所示的實驗裝置來制備純凈、干燥的氯氣，并試驗它與金屬的反應(yīng)。每個虛線框表示一個單元裝置，其中有錯誤的是（ ）

A.①和②處 B.只有②處

C.②和③處 D.②③④處

作為一道新題，很多同學(xué)第一反應(yīng)，這個制取氯氣的原理沒有學(xué)過，對于①只有靠“蒙”了，后續(xù)的②③裝置還能判斷。說明這些學(xué)生在分析問題時，抓不住問題的本質(zhì)（制取氯氣的原理本質(zhì)是氧化還原反應(yīng)），往往停留在表象（這個反應(yīng)我沒有見過），以上判斷很簡單，同學(xué)不是不會，而是沒有想到。本題的隱含信息是：選取發(fā)生裝置的依據(jù)是制取氣體所用試劑的狀態(tài)和反應(yīng)條件（加熱與否），所以它們的發(fā)生裝置與教材上介紹的應(yīng)該相同，對于“常溫下”這個信息更是視而不見。說明對有關(guān)聯(lián)的知識或相似性問題進(jìn)行類比推理過程中，一定要注意問題的差異性，不能忽略其本質(zhì)特點，否則容易出錯。

比如在必修1“硝酸和硝酸的氧化性”的教學(xué)中，有些學(xué)生利用九年級化學(xué)中鹽酸的性質(zhì)作出推斷：因鹽酸不跟銅反應(yīng)，所以硝酸也不與銅反應(yīng)；還有學(xué)生類比硫酸的性質(zhì)作出猜想：濃硝酸與銅會反應(yīng)但沒有氫氣產(chǎn)生，而稀硝酸與銅不反應(yīng)。這是負(fù)遷移的極好的例證。通過比較、類推，自主建構(gòu)硝酸可能具有的性質(zhì)的猜想與假設(shè)。之后通過實驗證實其合理性，進(jìn)而產(chǎn)生新的信息，稀硝酸與稀硫酸的性質(zhì)又有差異（稀硝酸與Cu卻能反應(yīng)），從而提出新的猜想。整堂課學(xué)生始終處于探究的興奮之中，學(xué)習(xí)熱情很高。

參考文獻(xiàn)

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