活用類比法構筑科學思維階梯

楊明江

摘要：2017年1月頒布的《義務教育小學科學課程標準》中指出，科學探究的總目標之一：初步了解分析、綜合、比較、分類、抽象、概括、推理、類比等思維方法，發展學習能力、思維能力、實踐能力和創新能力。其中之一就是學生應掌握類比，能將新舊知識進行聯系與將原型和模型建立聯系，以獲得科學知識和培養其創造性思。

關鍵詞：類比;聯系;思維能力

科學思維方法包括分析、綜合、比較、分類、抽象、概括、推理、類比等[1]。其中之一就是學生應掌握類比，能將新舊知識進行聯系與將原型和模型建立聯系，以獲得科學知識和培養其創造性思維[2]。類比法是通過兩個或兩類研究對象進行比較，找出它們之間相同點和相似點，并以此為根據把其中一個或一類對象（原型）的有關知識和結論，推移到另一個或另一類對象（模型）上，從而推論出它們也可能有相同或相似的結論的一種邏輯推理和研究方法。

在小學科學課堂教學當中，教師活用類比法，可幫助學生在科學概念遷移、探究方法推理、模型原理分析等方面得到提升，從而構筑學生科學思維階梯。

一、類比遷移，擴充思維廣度

構建主義認為，學習不是由教師把知識簡單地傳遞給學生，而是由學生自己在原有認知基礎上建構的過程[4]。因此，在小學科學教學中教師應更多關注學生原始認知和初始概念，用學生熟知的生活化的事物與新知識建立聯系，同時形成類比，這樣便于學生理解知識和遷移概念，學生的知識體系在類比中不斷更新和整合，有利于思維廣度的擴充。

（一）經驗類比遷移

組織小學低段科學教學，教師既要了解學生已有的認知水平，又要了解他們的認知特點，再針對這些特點更多地采用貼近生活的事物和情景。如一年級上《在觀察中比較》一課，比較恐龍誰大誰小這一活動，根據學生日常生活中司空見慣的比身高經歷，教師很自然地引入人和人之間“比身高”，與恐龍“比大小”進行類比。這個類比活動過程的增量在哪，并不是簡單的情景引入，而是要引入公平比較這一科學概念。采用比身高類比事例過程中，教師可情景演繹：1、讓兩個學生站在不同平面上比身高，這樣會導致不公平，大部分學生便能深入體會公平比較的重要性;2、讓兩個學生站的距離較遠，這樣會導致視線差，學生也能體會正確比較的方式。通過一系列情景類比，讓學生明白公平比較的含義，并將生活中的一些經驗遷移至科學課堂，慢慢形成自己的知識體系。

（二）概念類比遷移

高段學生對事物本質和特點逐漸有了清晰的認識，但是也僅局限于具體的、有形的、熟悉的事物，對抽象的、無形的、陌生的事物理解起來還是很困難。教師在教學中為了讓學生更好地理解科學概念，可通過性質類比，實現科學概念遷移，使學生更加容易對所學的科學概念有一個直接的、具體的、形象的認識，找出類似的規律。例如六年級上《電磁鐵》這一課，教師將電磁鐵與磁鐵建立聯系，將所熟悉的磁鐵這一概念性質遷移至電磁鐵中，使得學生在原有認知基礎上樹立電磁鐵這一概念。再通過設計實驗檢驗電磁鐵的一系列特征，論證電磁鐵確實有磁性、南北極的性質。最后總結知識，教師引導學生對電磁鐵和磁鐵進行全方位類比，鼓勵學生將知識橫向聯系，形成知識體系，便于知識遷移，最終實現思維廣度的擴充。

二、類比推理，挖掘思維深度

類比作為一個主觀推理猜測，雖然學生已經建立起來模型與原型的聯系，但是缺乏前期知識的積累以及推理經驗，沒有底氣論證模型的正確性，猜的成分更多。教師應當引導學生通過類比推理的方法，論證類比出來的性質或模型是否正確，從而挖掘科學思維深度。

（一）探究方法類比推理

例如三年級上《水》和《空氣》單元，教材將水和空氣兩部分放在前后兩個章節進行編寫，利用這兩者相似的性質和特點，無色無味、都是物質、與生命息息相關等建立聯系。教師引導水有質量、能流動、會占據空間，學生自然類比空氣可能也具備質量、流動、占據空間等性質。此時學生更多的是猜測，如何論證才是關鍵。這時通過類比方法推理，可讓學生主動去探究空氣的性質。比如《感受空氣》一課，教師可從流水的聲音、流水對手的感受以及流水對外物的表現等方面讓學生來描述，讓他們體會到就算看似平靜的湖面，也包含著洶涌的波濤。之后學生就會形成類比，將風的特點作為空氣流動的證據，會想出很多表現空氣流動的事例和方法，在課堂上就能佐證空氣流動。這種類比推理也可適用于空氣的其他性質，乃至五年級下，空氣的熱脹冷縮概念。通過類比方法推理，讓學生充分發揮自主探究能力，實現挖掘科學思維的深度。

（二）模擬實驗類比推理

根據皮亞杰等人研究，兒童7-11歲處在思維的第三階段具體運算階段。兒童具有了明顯的符號性和邏輯性，能進行簡單的邏輯推演，但這一階段兒童的思維活動仍局限于具體的事物及日常經驗，缺乏抽象性。小學高段的學生思維則正從具體性向抽象性轉變進化，在這一時期要積極培養學生的邏輯抽象能力。例如學習地球和宇宙相關知識時，學生雖然興趣很大，但是知識較為宏觀和抽象，不易理解和掌握學習方法。教師依據教材采用了大量的模型和模擬，并將建立的模型與原型類比，將學生無法直接、實際觀察到的現象搬到課堂中來，既可以提高學生課堂的參與率，又可以幫助學生主動探究現象發生的本質。

三、類比分析，加筑思維厚度

小學科學教材中蘊涵大量仿生學知識，我們可以通過引導和類比，讓學生在模型與原型比較中，分解原型，提煉相似性或相關性，認識科技的發展奧秘，加筑思維厚度。比如五年級下《浮力》單元分析潛水艇沉浮原理時，教師構建潛水艇與鯨魚聯系，在教學過程中先分析潛水艇的內部構造及沉浮原理，再通過類比分析，引導學生分析潛水艇與鯨魚有什么相似的地方，把潛艇分解成各個部分，與鯨魚的身體結構進行比較，這不僅增加了學生對科學及仿生學的興趣，也讓學生體驗類比分析，實現了思維進階成長。

綜上所述，教師要立足教材和學生發展階段來設計和開展有效的教學，由淺入深，由易到難，巧用類比教學，將類比滲透到小學科學教學中，以此促進學生的有效學習。學生基于所學知識，借助類比法，綜合提高自身的概念遷移、方法推理、原理分析最終實現自主探究和構筑科學思維階梯。

參考文獻

[1]王曉鈺;葉寶生.小學科學課程中類比法的教學應用及策略[J].學科探索，2018，2（3）：72-73.

[2]中華人民共和國教育部.義務教育小學科學課程標準[S].北京：北京師范大學出版社.2017.

[3]秦鳳志.在高中物理教學中利用類比法促進知識的遷移[J].讀寫算2012，（58）：83