類比在初中科學教學中的應用小探

摘要：初中學生正處在思維生長發育階段，以形象思維為主，抽象思維能力較弱，在學習科學基本概念時，往往會覺得科學概念很抽象，很難把握其核心含義，難以理解和掌握。而類比法可以把陌生的未知的對象和熟悉的已知的對象進行對比，可以引導學生的思維從形象升華到抽象，幫助學生把握科學概念，有效地提高科學教學的效率。

一、類比的涵義

在《辭海》中類比的基本解釋是：“根據兩種事物在某些特征上相似，推論出它們在其他特征上也有可能相似。用這種推理方法推出的結論是或然性，是否正確還有待實踐證明。”

二、類比的幾種主要類型

（1） 科學類比。科學類比是建立在科學分析基礎上的類比。其結論要比經驗類比可靠得多。現在人們根據探測器發現了火星上有赤鐵礦，由此推斷火星上曾經有水，根據的就是類比。因為地球上也有赤鐵礦，而我們知道地球上的赤鐵礦通常都是在水的作用下形成的。既然地球上的赤鐵礦都是在水的作用下形成的，那么火星上的赤鐵礦也應該是在水的作用下形成的。所以說火星上曾經有水。

（2） 擬人類比。將要研究的事物擬人化來研究，會更形象生動，讓人易理解。比如，Fe置換CuSO4，我把Fe比作英雄，把水中自由態的Cu2+比作美人，英雄救美，這樣Fe就進入水中成為自由態的Fe2+，形象生動，學生能快樂的理解，并能很好地解決問題。

（3）象征類比。物理問題中的某些現象比較抽象，學生不易接受，可利用現實生活中學生易接受的現象加以類比，如將街道的路況、長度、寬度分別比作電阻的材料、長度、橫截面積：導體的長度可能會影響電阻大小，電流在長度較大的導線中流動相當于行車在長度大的道路中，阻礙道路的因素會更多一些；導體的橫截面積可能會影響電阻大小，電流在橫截面積大的導線中流動相當于行車于寬闊的道路，阻礙作用小，使學生輕而易舉地理解了這些概念及規律。

（4）因果類比。因果類比是根據相類比的兩個對象各自屬性之間可能具有相同的因果關系而進行的類比推理。在“電流的形成”的教學中，用“水流的形成”相類比，推出“電流的形成”。我先說一句俗語的上句：“人往高處走……”學生就很自然地接著說：“水往低處流。”我馬上引導學生思考：怎樣才能形成水流呢？經過學生的思考和討論，得出：水流的形成是由于水有高度差（水往低處流）。

教師：在電路中，電池的兩極間有電壓，即有電勢差。當導體的兩端與電池的兩極接通時，它的兩端就有了電壓，導體中就有了電場。這樣，導體中的自由電荷在電場力的作用下定向移動，形成了電流。這樣，通過水流的形成跟電流的形成相類比，抓住主要的特征，由此及彼，由因到果，類推出電流形成的條件，學生既容易理解，又不容易遺忘。

三、類比的應用

（1）在概念形成中的應用。科學涉及的抽象概念和專業術語很多，若采用平鋪直入，把概念一股腦兒搬出來給學生，效果往往不好。在電磁感應的教學中，我列出電與磁的對應的特征：正負電荷與磁南北磁極相對應；電荷的相互作用與磁極的相互作用相對應；電場與磁場相對應。接著提出一個問題：電流有磁效應，也就是說“電”可以生“磁”，那么，“磁”可不可以生“電”呢？根據電跟磁的相似性，學生很自然地想到：“磁”應該也可以生“電”，從而引入電磁感應現象。

（2）在微觀領域的應用。在“物質的構成”這節課中講到分子之間存在空隙時，書本上設計一個活動：往一端封閉的細徑玻璃管內注入近一半的清水，再沿內管壁緩緩注入酒精，使酒精上液面距管口約5厘米，標出酒精上液面的位置。用手指封住管口，將玻璃管反復顛倒幾次，使酒精和水充分混合，此時混合液的液面將小于所標的液面位置。盡管在實驗后教師向學生解釋，酒精分子與水分子分別進入了對方的縫隙，但是由于分子過于抽象，有的學生仍不能理解。

我用了大米與黃豆混合實驗來進行類比。大米與黃豆之間的空隙是學生親眼看見的：一定體積大米與黃豆混合后，部分大米填充了黃豆之間的空隙，使混合后的總體積變小；而之前的實驗中，構成水和酒精的微粒分子雖然是肉眼看不見的，但聯想到水和酒精的分子像大米和黃豆的顆粒一樣之間存在一定的空隙，所以水和酒精混合后總體積也會減小。這樣的設計，既解決了學生理解上的困難，又使學生從規律的被動接受者變成規律的發現者，激發了學生學習科學的興趣，提高了他們的科學思維能力。

在學習相對原子質量時，相對原子質量標準的選擇是學生很難理解的地方，為什么要以一個碳-12原子質量的1/12作為相對原子質量的標準呢？我用了天文單位來進行類比：天文學上用天文單位來描述八大行星到太陽的距離，天文單位就是以日地距離作為標準的，得到的是相對距離，使本來很大的數據變得很小，從而使表達更簡便，同樣，因為原子的實際質量很小，當我們選擇一個較接近的原子的質量作為標準時，得到的比值將會變大，從而更簡便。

（3）易混物理量區別上的應用。例：在學習機械期間，筆者發現許多學生對“功”、“功率”、“機械效率”三者關系總是混淆不清，“做功越多，功率越大”；“功率越大，機械效率越高”等錯誤理解在學生中相當普遍。針對這種情況，筆者運用了類比：“做功多少相當于同學們做題目的多少；功率相當于同學們做題的快慢；機械效率相當于同學們做題的正確率……”在教師的引導下，學生自然就想到了“做題越多，不一定做題越快”；“做題越快，正確率不一定高”，從而輕松地理解了三個概念間的區別。

“類比法”在新舊知識之間建立了聯系，為學生的生活經歷和科學知識架起了橋梁，它的應用，不僅能幫助教師輕松的教學，也能使學生克服學習過程中的障礙，讓學過的知識形成一個整體、一個系統。正如德國哲學家康德所說的那樣：“每當理智缺乏可靠論證的思路時，類比這個方法往往能指引我們前進。”