小學科學課程中類比法的教學應用及策略

成都天府新區新興小學

引言：

2017年1月頒布的《義務教育小學科學課程標準》中明確指出，科學探究的目標之一是學生應掌握類比這種思維方法，能將新舊知識進行聯系與將原型和模型建立聯系，以獲得科學認識和培養其創造性思維，并且在教學案例中也提出了使用類比方法的注意事項。由此可以看出類比法在小學科學課程中有著重要的意義，特別是在地球與宇宙科學領域中，類比的思維方法應用更為廣泛，因為其概念具有難于理解、抽象的性質，并且不易直接觀察，所以構建模型與模擬實驗成為了類比方法的主要應用方式之一。下面通過對類比法進行分析，闡述類比的分類和特點，依據小學科學課程標準和教學內容，將類比法在小學科學課程的應用進行分類，并分別提出相應的教學策略。

1 問題的提出

類比方法是根據兩個（或兩類）對象在一系列屬性上是相同（或相似）的，而且已知其中的一個對象（即模型）還是具有其他特定屬性，由此推出另一個對象（即原型）也具有同樣的其他特定屬性的結論。上述模型由主體創造或者選擇的一個系統，它簡化地復現了被研究對象（即原型）本質的方面，因此模型系統同被研究對象處于替代、相似或同構的關系，以至于對系統的研究成為獲得關于被研究對象的知識的一種間接方式。簡而言之，類比是原型和模型中間的橋梁，以二者的類似性為基礎建造的。

類比法在人們認識和改造客觀世界的活動中，具有非常重大的意義，因此被譽為是科學活動中“偉大的引路人”。在日常的科學教學中，類比法也起到了重要的作用。從教學層面上分析，一是具有橫向遷移的作用，從已知、熟悉的對象具有的某種性質，推出未知、生疏的對象應具有相似的性質，從而起到觸類旁通、舉一反三的作用。二是可以將知識條理化、系統化，將不同知識領域之間的概念進行知識體系的建構。三是具有啟迪和培養創造性思維的作用，類比法是建立在發散性思維的基礎上，通過猜測想象提供解決問題的線索。

2 類比的特點和分類

類比通常是在兩個（或兩類）對象之間進行的，在推理方向上表現為從特殊到特殊的過渡。并且類比法選擇的模型與原型，不受同類中一般與個別關系的嚴格限制，現實中差別極大的殊異對象，都有可能運用類比法加以推論，所以適用范圍極廣。例如，采用類比法認識各個行星和學習太陽系的組成，可以在兩個不同的個體事物之間進行類比，如火星與地球；也可以在兩個不同事物之間進行類比，如太陽系的組成與學校的組成。

2.1 性質類比。性質類比也稱為質料類比，它是以兩個對象系統之間的某些性質的相似作為依據而進行類比推理，用于掌握不易理解的知識和概念。例如學生在學習光的波動性質時，可根據光與聲音具有一系列相似的性質，將光與聲音建立起聯系，通過聯想聲音具有波動性，而推出光也具有波動性。

2.2 關系類比。關系類比也可稱為形式類比，是以兩個對象系統之間某些因果關系或規律的相似為根據而進行的類比推理。還以光和聲音為例，由于兩者本身的性質具有相似性，那么當把各自的性質聯系起來，能形成因果關系方面的相似，就能形成關系類比。如光和聲音都具有反射定律和折射定律、強度與距離形成反比關系，等等。該類比方式可以將熟悉與陌生的事物建立聯系，尋找和加強彼此的因果關系，便于將頭腦中松散、復雜的概念建構成為知識體系，以及建立學習科學的方法。由此可以看出，類比法的基礎是比較對象之間的相似性，而比較法是對比兩者的差異不同，這與類比法有明顯不同。

3 小學科學課程中類比的教學應用和策略

在小學科學課程中類比法大多應用于知識較為抽象，概念涵蓋的性質、因素較多且復雜，學生不易學習和理解的概念上；或者是事物變化過程無法直接觀察，事物之間的關系不易聯系，需要采用模型和模擬的方法進行授課，以幫助學生習得這種探究科學的方法。基于此，類比的教學應用主要分為概念類比和方法類比。

3.1 概念類比。對于小學生來說，不易理解那些較為復雜和遠離生活的知識，教師多采用概念類比，將所學習的知識與相似的生活經驗、情境建立聯系，便于學生理解。例如小學生在學習噪音的防止方法時，可以類比生活中對于常見傳染病的防治方法，兩者均可概括為三個方面，一是防治源頭，二是阻隔傳播途徑，三是保護自身。概念類比還經常將先前所學的內容與要學習的知識進行聯系，通過類比的方法，幫助學生理解新的知識，建立知識體系。

3.2 方法類比。對于小學生來說，地球與宇宙這個模塊的知識是較為抽象的，不易掌握學習的方法，所以教師大多采用模型和模擬，也就是類比法的第二種教學應用——方法類比。利用模擬和模型的方法，教師可以將學生無法直接、實際觀察到的現象搬進課堂，不僅提高了學生的參與度，而且還有利于學生了解現象發生的本質原因。學習地球運動和地表變化這一主題時，教師多采用模擬實驗的方法。通過模擬沙洲形成的過程，學生掌握沙洲的形成是由于大量降水后，流水的搬運和沖刷中攜帶了大量泥沙，當流到開闊處時，由于地勢降低，流速減緩導致泥沙沉積。從該案例中，學生通過觀察模擬過程，了解到地表沙洲的形成與大量降雨、泥土無植被覆蓋、地勢平緩等因素有因果關系。

4 結語

由此看出，方法類比的應用少不了模擬和模型的結合，用本質相似的模型模擬現實中無法直接觀察和實驗的現象，還原事物產生、變化的動態過程，借此幫助學生掌握這種獲取知識的方法。當然這種方法類比應用于小學科學課程的教學中，就稱為“模型和模擬”的方法。上述方法類比是較為復雜的實驗過程，當然也有簡單的模型應用，即通過制作與原型結構或功能相似的模型，進行演示或探究，借此掌握與目標知識之間的關系。例如在“聲音”單元，學生通過由塑料杯、氣球皮、橡皮筋制作的“鼓膜模型”來觀察鼓膜的振動情況，探究耳朵是如何聽到聲音的。