淺析類比思維在知識遷移中的定式誤導(dǎo)

張瑾

[摘 要]在教學(xué)中論證類比思維在化學(xué)教學(xué)中的重要作用，剖析知識遷移中定式思維誤導(dǎo)的成因及對策，列舉幾種類比遷移知識陷阱的識別，對發(fā)展學(xué)生思維能力有著積極的意義。

[關(guān)鍵詞]類比思維 知識遷移 定式誤導(dǎo)

[中圖分類號] G633.8 [文獻(xiàn)標(biāo)識碼] A [文章編號] 16746058（2016）170082

化學(xué)教學(xué)中，概念、規(guī)律和理論等涉及的種種關(guān)系都可以是類比的對象。類比啟發(fā)是立足于已有知識的基礎(chǔ)上，把同類知識歸納整理，突出兩類具有相同或相似屬性的事物之間的對比，以啟發(fā)學(xué)生識別異同、認(rèn)識規(guī)律、變未知為已知，進(jìn)行聯(lián)想、比較、推理和驗(yàn)證，舉一反三，觸類旁通，實(shí)現(xiàn)知識的創(chuàng)新。當(dāng)抽象深奧的知識和性質(zhì)與某一淺顯事物的性質(zhì)有相似之處時，類比教學(xué)方法可使問題簡單化和直觀化。然而，在化學(xué)教學(xué)中，類比思維在知識遷移中有時會存在定式誤導(dǎo)，那么該如何慎防類比思維在知識遷移中的定式誤導(dǎo)呢？本文對此進(jìn)行粗淺的闡述。

一、簡單的機(jī)械推論常使類比遷移出現(xiàn)錯誤

類推法是解決化學(xué)問題的一種重要思維方法，如由水含有氫鍵而推知乙醇也應(yīng)含有氫鍵，由不能用電解AlCl3溶液來制鋁而推知不能用電解MgCl2溶液來制鎂；有機(jī)化學(xué)也是從官能團(tuán)來推知新物質(zhì)的性質(zhì)。近年來，高考常用類比遷移的信息題來考查學(xué)生應(yīng)用知識的能力。但自然界的事物是千差萬別的，事物之間有其規(guī)律性，也有其差異性和特殊性。如果我們類比的信息落在這種特殊性上，盲目類比就可能得出荒謬的結(jié)論。

1.在知識類推遷移過程中，人們往往易被形式上的相似性所迷惑，忽視情景間的本質(zhì)區(qū)別，牽強(qiáng)附會地進(jìn)行聯(lián)想，機(jī)械類比，輕率地作出判斷。

【例1】 Fe3O4中鐵的化合價有+3價和+2價，常有人把它拆開為Fe2O3·FeO或[Fe（FeO2）2]。于是有人寫Pb3O4的結(jié)構(gòu)時，進(jìn)行知識的類比遷移，機(jī)械模仿將其寫成PbO·Pb2O3，這里就忽視了鉛的化合價是+2價和+4價，要用2PbO·PbO2或Pb2PbO4表示才符合化學(xué)式對化合價的要求。

2.有些看似容易的基礎(chǔ)題常常是命題人經(jīng)過精密構(gòu)思的陷阱，考試時很容易在自我感覺良好中大意失荊州，待到試卷發(fā)下后卻感嘆“又錯了”。犯錯的原因往往是不認(rèn)真審題，忽視潛在因素的干擾。

【例2】 0℃時，1atm下，100mL水最多能溶解氧氣4.9mL；在0℃時，5atm下，100mL水最多能溶解氧氣多少毫升？

看到這個題目我們會自然地想起氣體溶解度與壓強(qiáng)的正比關(guān)系，因?yàn)闇囟炔蛔?，壓?qiáng)增大5倍，那么所溶解的氧氣也應(yīng)變?yōu)?倍，即24.5mL。然而正確的答案是4.9mL，因?yàn)檫@個體積是5atm下的體積，換算到標(biāo)準(zhǔn)狀況下就是24.5mL了。學(xué)生往往會受“氣體溶解度與外界壓強(qiáng)成正比”的影響，忽略了通常指的是標(biāo)準(zhǔn)狀況下的體積，而本題顯然是指5atm下的體積。

二、經(jīng)驗(yàn)的思維定式會使類比遷移誤入歧途

經(jīng)驗(yàn)是寶貴的，但當(dāng)它成為一種思維定式時就會起反作用。心理學(xué)研究表明，人的第一印象往往在頭腦中占主導(dǎo)地位，且易排斥后繼意識，從而作為指導(dǎo)思想發(fā)揮作用。思維定式也是一種思維的慣性，這種先入為主的觀念有時容易形成主觀決定客觀的錯誤思維。

1.思維的定式往往是對經(jīng)驗(yàn)的一種崇拜，在分析和解決問題的思維過程中，

率先應(yīng)用

最熟悉的材料和方法，只抓住一點(diǎn)，不顧其他，而在解題中又很順利地落在某個知識點(diǎn)上實(shí)現(xiàn)問題的局部解決，形成一種僵化的思維模式。

【例3】 用鋁箔包好的2.3g鈉塊投入水中，則產(chǎn)生H2的質(zhì)量是（ ）。

A.0.1g B.>0.1g C.<0.1g D.無法確定

實(shí)驗(yàn)中關(guān)于鋁箔的作用我們強(qiáng)調(diào)的多是減少鈉與水的接觸面以減慢反應(yīng)的速率，便于實(shí)驗(yàn)操作和氣體收集。因此，學(xué)生僅僅把注意點(diǎn)集中在鈉與水的反應(yīng)上，以此計算放出的H2，選擇A。實(shí)際上由于水已逐步轉(zhuǎn)化成燒堿溶液，鋁箔會與燒堿反應(yīng)產(chǎn)生H2，而這個知識點(diǎn)

的

遷移障礙則可能是平時強(qiáng)化不夠造成的。本題應(yīng)該選B。

2.平時對某知識點(diǎn)或某知識塊練習(xí)太多，印象深刻，熟能生巧，常在解答某些類似的試題時產(chǎn)生條件反射，且為節(jié)省時間不認(rèn)真分析題意就匆匆答題，往往錯而不知。

【例4】 38.4mgCu跟適量的濃硝酸反應(yīng)，銅全部作用后，共收集到氣體22.4mL（標(biāo)準(zhǔn)狀況），反應(yīng)消耗硝酸的物質(zhì)的量可能是（ ）。

A.1.0×10-3mol B.1.6×10-3mol

C.2.2×10-3molD.2.4×10-3mol

部分學(xué)生審題時不注意細(xì)微差別，一看題目“眼熟”就有了“思路”，題目中說硝酸是濃的，那么放出的氣體便是NO2了，依方程式計算得出答案D。解題時務(wù)必要有動態(tài)意識，事物是在不斷地變化的，反應(yīng)過程中的硝酸濃度在不斷地變化，當(dāng)反應(yīng)到一定時候時就會變?yōu)橄∠跛幔~與稀硝酸反應(yīng)放出的氣體是NO，然而很多學(xué)生卻慣用靜止的方式看問題，焉能不錯！此題的答案是C。

三、抓住一點(diǎn)就盲目類比，導(dǎo)致知識遷移產(chǎn)生謬誤

粗心或思考問題不夠深入、統(tǒng)攝思維能力欠缺

的學(xué)生，一看題目發(fā)現(xiàn)有自己熟悉的內(nèi)容就激動不已，不

認(rèn)真讀題、審題、分析、比較，盲目類比，匆忙解答，因此吃虧上當(dāng)。

1.題給材料展示的知識背景由于敘述上某一點(diǎn)的限制，解決問題時則必須完全跳出背景知識的框框，換一種思路去思考、作答。

【例5】 最近，發(fā)現(xiàn)了一種由某金屬原子M和非金屬原子N構(gòu)成的氣態(tài)團(tuán)簇分子，如右圖所示，頂角和面的原子是M原子，棱中點(diǎn)和體心的原子是N原子，則它的化學(xué)式為（ ）。

A.M4N4 B.MN C.M14N13 D.條件不夠

解答該題時學(xué)生往往會與食鹽的晶體結(jié)構(gòu)進(jìn)行聯(lián)系，應(yīng)用NaCl晶胞中的原子折算規(guī)則：頂點(diǎn)上的點(diǎn)為1/8，面心上的點(diǎn)為1/2，棱上的點(diǎn)為1/4，體心內(nèi)的點(diǎn)為1，得出其化學(xué)式為MN，選A或B。

實(shí)際上這樣解答正好落入命題者的圈套。晶胞的原子折算規(guī)則是在晶體向空間多個方向無限伸展的特殊情況下得出的，而本題給出的是“氣態(tài)團(tuán)簇分子”，一個分子內(nèi)的原子并未與其他分子共享，數(shù)一下圖中質(zhì)點(diǎn)就可得出其化學(xué)式為M14N13，正確答案為C。

2.面對閱讀量較大或與生活聯(lián)系密切的問題，要發(fā)散思維，善于從題給信息里篩選出有用的信息，然后再根據(jù)相關(guān)信息進(jìn)行驗(yàn)證，判斷知識的遷移是否可行，從而準(zhǔn)確有效地回答提問。

【例6】 1971年，美國的斯圖杰爾和阿佩里曼在

0℃以下使氟氣從細(xì)冰末上通過，成功地合成了一直認(rèn)為不存在的氟的含氧酸——次氟酸。

（1）寫出次氟酸的結(jié)構(gòu)式，并指出各元素的化合價。

（2）次氟酸剎那間可被熱水分解，得到既可表現(xiàn)氧化性（對NaI）又可表現(xiàn)還原性（對KMnO4）的溶液，試寫出相應(yīng)反應(yīng)的化學(xué)方程式。

碰到這一類型的問題，我們自然聯(lián)想到類似的次氯酸，考慮到次氯酸的結(jié)構(gòu)式應(yīng)該寫成H-O-Cl，然后模仿出次氟酸的

結(jié)構(gòu)式及化合價的標(biāo)示為H+1-O-2-F+1

，殊不知F沒有正價，正確的解答是H+1-O0--1F。

對于第二問，學(xué)生也常常簡單地按次鹵酸分解的通式代入得2HFO=2HF+O2↑，但是題目中的產(chǎn)物是要有還原性的，而HF和O2卻都無還原性，顯然不對。

正確分析的思路應(yīng)從斷鍵上來考慮：→H-F+H-O-O-H，

其化學(xué)方程式為：HFO+H2O=HF+H2O2。

由此可見，類比思維不是根據(jù)簡單比較進(jìn)行的推理，必須具體分析物質(zhì)屬性間的聯(lián)系，既要考慮客觀事物之間相似的一面，又要注意其差異性，注意避免所比較的內(nèi)容的落腳點(diǎn)在其差異性上，否則得出的結(jié)論將不具有必然的邏輯性。類比時切不可想當(dāng)然，一定要注意所比事物的相似屬性和個性差異，利用求同和求異思維，方可得出正確的結(jié)論。

[ 參 考 文 獻(xiàn) ]

[1]王惠萍.教育心理學(xué)[M].北京：高等教育出版社，2011.8

[2]龍運(yùn)海.類比思維策略在中學(xué)化學(xué)教學(xué)中的應(yīng)用[J].化學(xué)教學(xué)，2001，3期

[4]宴樂華.“類推”為何總是錯[J].中學(xué)生數(shù)理化.2003，7-8期合刊

[5]錢志英，謝李寧，丁慧芳，等.類比法在生物教學(xué)中的應(yīng)用[J].中學(xué)生物教學(xué)，2015，10期

（責(zé)任編輯 羅 艷）