化學(xué)教學(xué)中類比的意義

李作勝

（武威職業(yè)學(xué)院，甘肅 武威 733000）

化學(xué)教學(xué)中類比的意義

李作勝

（武威職業(yè)學(xué)院，甘肅 武威 733000）

本文基于高職學(xué)院生源的多元化特點(diǎn)，對(duì)化學(xué)教材中類比的現(xiàn)象和教學(xué)中類比的教學(xué)法進(jìn)行了深入地探討，說明了類比教學(xué)法在高職《醫(yī)用化學(xué)》教學(xué)中有著重要的實(shí)際意義。

《醫(yī)用化學(xué)》；類比現(xiàn)象；類比教學(xué)法

我國(guó)的高職教育作為一種新的教育類型，目前的狀況是從理論到實(shí)踐仍處于不斷探索新的辦學(xué)模式和新的教學(xué)理論的發(fā)展階段。作為一線的教育工作者最能深切體會(huì)到傳統(tǒng)的精英教育理念和教法確實(shí)已不適用于高職教育，更不要說飽受詬病的應(yīng)試教育。僅從高職院校生源的角度來看就有高中理科生、文科生、三校生等，呈現(xiàn)出多元化的方向發(fā)展的趨勢(shì)。學(xué)生的知識(shí)結(jié)構(gòu)的巨大差異給授課教師提出了新的挑戰(zhàn)，從教學(xué)理論到教學(xué)方法都必須全面調(diào)整和創(chuàng)新。如何用適當(dāng)?shù)慕虒W(xué)方式完成教學(xué)目標(biāo)，尤其是在學(xué)生難學(xué)、不重視的基礎(chǔ)課上更顯得突出與緊迫，筆者在化學(xué)課的教學(xué)實(shí)踐中不斷探索，認(rèn)為類比教學(xué)法是一種有效的教學(xué)方法。

類比法，本意是根據(jù)兩個(gè)或者兩類對(duì)象之間在某些方面相似或者相同，從而推出它們?cè)谄渌矫婵赡芟嗨苹蛳嗤囊环N邏輯方法，顯然類比是由個(gè)別到個(gè)別的推理過程[1]。類比教學(xué)法則是用學(xué)習(xí)者較熟悉的知識(shí)、經(jīng)驗(yàn)或技能和學(xué)習(xí)者一時(shí)難以理解的新知識(shí)做聯(lián)想、比較從而達(dá)到由此及彼的知識(shí)遷移的教學(xué)方法，是類比法思維的一種具體應(yīng)用。因此，類比教學(xué)法的關(guān)鍵在于本體和類體之間有相同或相似的某些屬性，并且類體是學(xué)習(xí)者較為熟悉的事物。

一、化學(xué)教材中的類比

由于近代科學(xué)技術(shù)的發(fā)展，人們的認(rèn)識(shí)已遠(yuǎn)遠(yuǎn)超越了我們能直接感知到的自然世界，尤其是微觀領(lǐng)域。縱觀科學(xué)發(fā)展史，不論是科學(xué)家們的探索與研究，還是科學(xué)家要說明、表達(dá)某種思想，或是描述某種事物，都會(huì)用到類比法。1906年，英國(guó)科學(xué)家盧瑟福做了著名的α粒子散射實(shí)驗(yàn)，1911年由盧瑟福提出：原子的質(zhì)量幾乎全部集中在直徑很小的核心區(qū)域，叫原子核，電子在原子核外繞核作軌道運(yùn)動(dòng)。原子核帶正電，電子帶負(fù)電。可是原子本來就很小，現(xiàn)在要說明它內(nèi)部復(fù)雜結(jié)構(gòu)，可想在當(dāng)時(shí)是何其難。盧瑟福提出的原子模型像一個(gè)太陽系，帶正電的原子核像太陽，帶負(fù)電的電子像繞著太陽轉(zhuǎn)的行星，于是科學(xué)界就把盧瑟福提出的原子模型也稱之為“原子行星模型”。這里把宏觀的可以看得見的行星和微觀的看不見的原子作類比，這樣讓人們很容易理解盧瑟福提出的原子模型到底是怎么一回事。再如，近代化學(xué)為了描述核外電子的運(yùn)動(dòng)狀態(tài)，而引入了電子云的概念，核外電子的運(yùn)動(dòng)規(guī)律是不能預(yù)言它在某一時(shí)刻究竟出現(xiàn)在核外空間的哪個(gè)地方，只知道它在某處出現(xiàn)的機(jī)會(huì)的多少。人們?yōu)槊枋觥⒄f明它的這種特點(diǎn)就用小黑點(diǎn)的疏密來表示單位體積內(nèi)電子出現(xiàn)的幾率，小黑點(diǎn)密處表示電子出現(xiàn)的幾率密度大，小黑點(diǎn)疏處幾率密度小。可這個(gè)形象是三維圖像，用二維平面圖像來表征它，總顯得不那么直觀，如何能讓人們正確地認(rèn)識(shí)電子在原子核外空間分布的幾率密度分布呢。類比法顯示了它的好處，用人們熟悉的云霧做類比，這樣使人們很容易理解核外電子的運(yùn)動(dòng)特點(diǎn)。云是人們生活中最常見的一種形象：疏密不同的，形狀各異的立體圖像，不同之處是電子帶負(fù)電，云霧不帶電而已。于是，科學(xué)家就把核外電子出現(xiàn)的幾率分布直接稱為電子云。再如，手性分子是化學(xué)中結(jié)構(gòu)上鏡像對(duì)稱而又不能完全重合的分子。碳原子在形成有機(jī)分子的時(shí)候，4個(gè)原子或基團(tuán)可以通過4根共價(jià)鍵形成三維的空間結(jié)構(gòu)。由于相連的原子或基團(tuán)不同，它會(huì)形成兩種分子構(gòu)型，這兩種分子擁有完全一樣的物理、化學(xué)性質(zhì)。但是從分子的構(gòu)型來看，它們依然是兩種分子，這種情形像是鏡子里和鏡子外的物體那樣，看上去互為對(duì)應(yīng)，由于是三維結(jié)構(gòu)，它們不管怎樣旋轉(zhuǎn)都不會(huì)重合，就像左手和右手那樣，我們稱這兩種分子具有手性，又叫手性分子。顯然，化學(xué)上應(yīng)用了類比的方法，來定義手性分子。那么手與手性分子到底有何相似性，就是實(shí)物與鏡像不能重疊。生活中每個(gè)物體都有鏡像，但不是每個(gè)物體都不能和其鏡像重疊，只有手這樣的不具有對(duì)稱面和對(duì)稱點(diǎn)的實(shí)物才是實(shí)物和鏡像不能重疊。用手性來定義具有結(jié)構(gòu)上鏡像對(duì)稱而又不能完全重合的分子的這種特性，也是因?yàn)槿巳硕加须p手。手是人們生活中最常見隨時(shí)可拿來觀察與比較的實(shí)物，且左右手互為實(shí)物與鏡像的關(guān)系，因此才定義為手性分子。可見，類比能讓事物的表達(dá)既簡(jiǎn)單又容易理解。

二、化學(xué)教學(xué)上的類比

具體的教學(xué)過程中亦可選用恰當(dāng)?shù)念惐龋箤W(xué)生能快速、準(zhǔn)確地理解教材知識(shí)，同時(shí)還可達(dá)到啟迪思維，建立廣泛知識(shí)遷移的好習(xí)慣，培養(yǎng)學(xué)生建立良好的學(xué)習(xí)策略的目的。在講授有機(jī)化合物的命名知識(shí)時(shí)，我們的教學(xué)目標(biāo)是使學(xué)生掌握有機(jī)化合物的命名規(guī)則和步驟方法。縱觀有機(jī)化合物的命名，它們的宗旨是統(tǒng)一的：唯一的名稱對(duì)應(yīng)唯一的物質(zhì)，并且名稱中要體現(xiàn)出有機(jī)物的結(jié)構(gòu)特征。規(guī)則大致是相似的。如何讓學(xué)生由特殊到一般，系統(tǒng)、全面地掌握所學(xué)的有機(jī)化合物的命名呢？可聯(lián)想到我們?nèi)粘Ｉ钪薪o人的命名和有機(jī)化合物的命名有可比性，教師在講解時(shí)先從中國(guó)人的起名習(xí)慣談起，再和有機(jī)化合物的命名做比較，讓學(xué)生明白我們給事物命名時(shí)的習(xí)慣，再進(jìn)一步讓學(xué)生認(rèn)識(shí)有機(jī)化合物的命名規(guī)則，并且讓學(xué)生知道科學(xué)上的規(guī)則的制定不是由哪一個(gè)個(gè)人或者組織任意規(guī)定的，而是由相應(yīng)被科學(xué)界認(rèn)同的相應(yīng)的權(quán)威機(jī)構(gòu)規(guī)定的。一旦制定了某一規(guī)則，其他的個(gè)人或者國(guó)家都按照此規(guī)則執(zhí)行，當(dāng)然由于文字的不同，各國(guó)可根據(jù)自己的文字特點(diǎn)制定在本國(guó)適用的規(guī)則。我們現(xiàn)在學(xué)習(xí)的在機(jī)物命名就是我國(guó)根據(jù)我國(guó)的文字特點(diǎn)制定適合中文的系統(tǒng)命名法。例如，我先問學(xué)生，你們每個(gè)人都有自己的名字，是否想過自己為什么叫這個(gè)名字，誰給你起的，能否給自己改名字，改名字的原則是什么。這些學(xué)生最熟悉的現(xiàn)象讓學(xué)生明白，給人起名字就是做為這個(gè)人的代表符號(hào)，但是起名的規(guī)則卻是根據(jù)文化傳統(tǒng)有一定的約定俗成的，不是可以隨意地起名字；讓學(xué)生明白人們?cè)诒磉_(dá)描述事物時(shí)要有規(guī)則的制定，好的規(guī)則是名稱中要體現(xiàn)出事物的關(guān)鍵物征信息，正如中國(guó)人的姓名規(guī)則是第一個(gè)字做為姓氏，然后是第二或第三個(gè)字是排行，才有了族譜這一中華文化的特殊奇葩，我們才能知道我們的祖先是怎樣演化而來的。孔夫子的第七十二代后人能夠知道自己的來歷，也就不奇怪了。這些都是依賴中華文化中特有的姓氏制度才能得以知曉。它在生物進(jìn)化學(xué)上也有積極的意義，就是避免近親結(jié)婚。這些知識(shí)的旁征博引，不但讓學(xué)生明白了人類命名現(xiàn)象背后的邏輯與科學(xué)，還能啟發(fā)學(xué)生對(duì)生活現(xiàn)象觀察與思考。但是，我們的姓名規(guī)則和有機(jī)化合物命名還是有嚴(yán)格的區(qū)分，再以重名現(xiàn)象引導(dǎo)學(xué)生思考，使學(xué)生認(rèn)識(shí)到做為人的唯一代嗎。我們的姓名有一定的局限性，為了有效管理國(guó)家的公民，國(guó)家公安部給每個(gè)公民起了唯一的名稱—身份證號(hào)，讓學(xué)生明確身份證號(hào)中每一個(gè)數(shù)字的含義，使學(xué)生最終清楚給事物命名的較科學(xué)的規(guī)則應(yīng)當(dāng)是唯一的名稱對(duì)應(yīng)唯一的事物，名稱中要體現(xiàn)出該事物的重要的屬性信息，然后再來學(xué)習(xí)有機(jī)化合物的命名規(guī)則。這樣類比，擴(kuò)展了學(xué)生的視野，優(yōu)化了學(xué)生的知識(shí)結(jié)構(gòu)，為進(jìn)一步學(xué)習(xí)有機(jī)化合物的命名的教與學(xué)做好了知識(shí)遷移的知識(shí)準(zhǔn)備。實(shí)踐證明，學(xué)生在以后有機(jī)化合物的命名的學(xué)習(xí)中，都能很好地理解、掌握各類有機(jī)化合物的命名規(guī)則。再譬如，在講雜化軌道理論時(shí)，學(xué)生對(duì)雜化軌道理論較排斥，因?yàn)閷W(xué)生在結(jié)構(gòu)理論中已經(jīng)學(xué)習(xí)過原子軌道理論，現(xiàn)在學(xué)習(xí)有機(jī)化學(xué)又來一個(gè)新的軌道理論，相互糾纏在一起難以理解。為了讓學(xué)生較好地接受這個(gè)思想的轉(zhuǎn)變，本人嘗試著用學(xué)生相對(duì)較易理解的政治學(xué)理論來類比。馬克思主義的理論和俄國(guó)的十月革命的經(jīng)驗(yàn)，在中國(guó)的革命實(shí)踐中必須結(jié)合中國(guó)的實(shí)際狀況，毛澤東的偉大正是較好地將馬列主義和中國(guó)的實(shí)際結(jié)合起來，并創(chuàng)立了自己一整套指導(dǎo)中國(guó)革命取得勝利的理論，于是便有了“毛澤東思想”這一共產(chǎn)主義理論的新內(nèi)容。同樣，原有的結(jié)構(gòu)理論已不能很好地解釋有機(jī)化學(xué)上的現(xiàn)象時(shí)，必然會(huì)有新的理論產(chǎn)生來補(bǔ)充、完善甚至取代原有的理論，這也正是科學(xué)不斷向前發(fā)展的普遍現(xiàn)象和正確的邏輯。這樣的類比，讓學(xué)生一掃原有理論對(duì)學(xué)習(xí)新理論形成的干擾和迷思，激發(fā)起學(xué)習(xí)新理論的沖動(dòng)。在給學(xué)生講解電子效應(yīng)時(shí)，筆者用“近朱者赤，近墨者黑”原本是用來指人類活動(dòng)的普遍現(xiàn)象的名言作為切入點(diǎn)。這一名言所說的社會(huì)現(xiàn)象和所包含的哲理是兩個(gè)相距太近的事物必然會(huì)產(chǎn)生互相的影響，然后引申出這一現(xiàn)象在微觀的分子結(jié)構(gòu)中也是普遍存在的，即同一分子中相距太近的原子之間會(huì)存在相互的影響，并進(jìn)一步引出電子效應(yīng)的概念：在有機(jī)化合物分子中，由于原子或基團(tuán)之間的相互影響，使電子云分布發(fā)生一定程度變化的現(xiàn)象稱為電子效應(yīng)。將微觀的難以理解的結(jié)構(gòu)理論用學(xué)生能很好理解的社會(huì)現(xiàn)象做類比，使學(xué)生學(xué)得輕松自然，化解教學(xué)難點(diǎn)于無形。

三、結(jié)語

總之，當(dāng)我們面對(duì)學(xué)生較難理解的知識(shí)時(shí)，可選擇類比教學(xué)法。恰當(dāng)?shù)念惐龋苁雇瑢W(xué)們把熟悉的生活經(jīng)驗(yàn)和已有知識(shí)進(jìn)行聯(lián)系、比較，從而理解新知識(shí)。教師在選擇類體時(shí)要注意類體與本體確實(shí)要有相似性，能較好地促進(jìn)學(xué)生正遷移，避免負(fù)遷移的產(chǎn)生，使我們的教學(xué)難點(diǎn)成為促進(jìn)學(xué)生思維拓展的關(guān)鍵點(diǎn)。

[1]馬華東.淺談?lì)惐确ㄔ诨瘜W(xué)教學(xué)中的應(yīng)用[J].開封教育學(xué)院學(xué)報(bào)，2008，（4）：116-117.

G712

A

1674-9324（2014）28-0182-03

李作勝，男，甘肅民勤人，中職（化學(xué)），工作為化學(xué)教育。