类比迁移在化学例题教学中的应用研究

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1、类比迁移在化学例题教学中的应用研究 济南第八职业中专仝风华 摘要 当人们面对难以解决的问题时，他们通常会用另一个较易理解的问题来诠释这个 问题，这便是类比迁移。它有简化教学，明确思路，加深理解，增强记忆，训练思维 等作用，更主要的是它能让学生在教师的引导下，从“学会“ 起步，达到“会学“ 的 目的。类比迁移例题教学以转变学生的学习方式为目的，以学生的已有知识为依托， 借助化学实验及电教媒体等工具，使学生在教学活动中主动参与和积极探究，帮助学 生构建良好的认知结构，提高学生提出问题、分析问题和解决问题的能力。本文以类 比迁移理论为基础，论述了它在例题教学中应遵循的原则，并构建了例题教学的类比 迁

2、移模式，并分别提出了相应的教学策略。 第一部分问题提出与研究意义 一、问题的提出 化学教学的最终目的是要使学生能综合运用化学和其他学科的知识技能解决一些 实际问题。解决问题就是运用已有的经验和知识对面临的问题情境进行分析以发现问 题的起始状态和结果之间的联系的过程。问题解决过程中的一个关键就是通过对当前 问题的合理表征，将这种生成的问题表征与已有的知识经验中的问题类型进行类比， 也就是问题的类化，然后将已有的知识经验具体运用到当前问题情境中，这种问题的 类化和已有知识经验的具体化的过程也就是迁移的过程。 当人们遇到一个新问题( 靶问题) 时，人们往往想起一个过去已经解决的相似的 问题( 源问题

3、) ，并运用源问题的解决方法和程序去解决靶问题，这一问题解决策略被 称之为类比迁移。类比作为一种推理方式，是人类获得新知和解决问题的重要心理机 制，在科学发现过程中曾经起过重要作用。例如，我国人工牛黄的培育成功就得益于 人工珍珠培育的方法；著名的薛定谔方程便是将经典波的运动规律与粒子波进行类比 的结果；卢瑟福的原子模型就是用太阳系来类比原子结构，从而对原子结构形成新的 理解。 类比是问题解决的一种思维工具。类比的特征是：根据两个( 或两类) 对象之间 在某些方面的相同或相似从而推出它们在其它方面也可能相同或相似乜1 。它可以用基 本公式表示如下： A 与B 都具有属性a 、b 、c A 还有另

4、一属性d 所以，B 也可能具有属性d 类比是以比较为基础的。许多在质上不同的现象，只要服从相似的规律，就往往 可以用类比来研究。通常我们将陌生的对象与熟悉的对象比较，未知与已知对象比较， 这样往往可以由此及彼，产生启发，提供线索，触类旁通。中学生在学习新知识和解 决新问题时，不是缺乏已有的知识，而是缺少把新知识与1 日知识的恰当类比，把已有 方法与新方法恰当类比的能力，缺乏较好的解题思路。 类比在中学化学中应用相当广泛。根据事物的相似性，门捷列夫把元素先分成族， 然后再在每一族中选取一个典型元素进行研究，他运用类比推理的方法，将知识分门 别类加以整理，最终提取出了隐含在知识内部的本质规律元素周

5、期律。类比作为 一种指导性的策略，在引导学生解决化学问题中所起的作用更不可低估。由于知识经 验和抽象概括能力的不足，当面临一些与自身认知结构相偏离的化学问题时，学生往 往一筹莫展，有时试图用纯演绎或纯归纳的方式去推理，最终也难奏效，而类比却时 常成为十分活跃的思维工具，在已知和未知之间迅速架起一座座桥梁，形成解题之捷 径。物质客观属性( 结构、性质、制取装置等) 之间的类比，通常与映入认知结构 中的某些鲜明直观的形象或模型有关，但更有价值的是思路、观念或方法的类比，其 抽象思维和联想迁移的水平更高，在解决复杂化学问题时往往显示出其独特的魅力。 但实际教学中重视演绎，轻视归纳，忽视类比的现象较为

6、普遍，对解题方法训练多， 对一般的科学思维方法训练少，特别是用类比的方法启发学生的创造思维更为少见。 类比是一种或然性的推理，有时结论并不可靠，特别是以现象作为类比的根据时， 而这也正是学生常犯的错误。故化学教学中，应引导学生仔细分析、比较，透过现象 抓住与所研究的问题相对应的特征，选择恰当的类比对象，提高其结论的可靠程度， 自觉地掌握和应用类比方法。 二、改革化学例题教学的必要性 所谓“例题”，是指说明某一定理或定律时用来做例子的问题。在中学化学课 堂教学中，例题教学占有相当重要的地位，搞好例题教学，不仅能加深概念、规则、 定理或定律等基础知识的理解和掌握，更重要的是开发学生智力，培养以及提

7、高学生 解决问题的能力。要提高例题教学的有效性，改变学生“听课易懂做题难“ 的倾向， 就需要改变传统的学习方式和教学方式。 1 、学生学习方式转变的需要 学习方式主要是认知方式。它是学生个体在对信息和经验进行积极加工过程中表 现出来的个性差异；它是一个人在感知、记忆和思维过程中，经常采用的、受到偏爱 的和习惯化了的态度和风格。学习方式直接影响着学生的学习活动和他们的心理能力 的发展，它是比学习方法更重要的东西。 在以往的例题教学中，教师常常是“主角”，少数学生是“配角“ ，多数中等生 是“群众演员“ ，少数学困生只能当“观众，在练习时，学生也常常习惯于照搬例 题，依葫芦画瓢，缺乏变通。 据我国

8、的一项对6 3 0 余名小学生及1 1 8 0 余名初中生的调查显示，小学生最喜欢的 学习方式依次是运用电脑、做实验、读课外书；初中生最喜欢的学习方式依次是 做实验、运用电脑、读课外书；小学生认为最有效的学习方式依次是运用电 脑、听讲、作业练习、考试；初中生认为最有效的学习方式是听讲、做实验、作 业练习、运用电脑| 5 。不难看出，中小学生最喜欢的学习方式和他们认为最有效的学 习方式之间有明显的差别。学生所谓的有效的学习方式，只不过是针对考试和完成作 业而言，而为数众多的学生却不能利用自己喜欢的方式进行学习，其结果必然是学生 学习兴趣下降，效率低下，缺乏自主意识，缺乏情感体验，创新意识更无从谈

9、起。 从教育心理学的角度讲，学生的学习方式有接受和发现两种。在接受学习中，学 习内容是以定论的形式直接呈现出来的，学生是知识的接受者。在发现学习中，学习 内容是以问题形式间接呈现出来的，学生是知识的发现者。两种学习方式都有其存在 的价值，彼此也是相辅相成的关系。但是传统学习方式过分突出和强调接受和掌握， 忽略了发现和探究，通常都是教师讲，学生听，照着例题演算习题，题目稍加改变， 便不知如何下手，学生学习成了纯粹被动地接受、记忆的过程。这种学习压抑了学生 的学习兴趣和热情，影响了学生思维和智力的发展。转变学习方式就是要改变这种状 态，把学习过程之中的发现、探究、研究等认识活动突显出来，使学习过程

10、更多地成 为学生发现问题、提出问题、分析问题、解决问题的过程。 从推进素质教育的角度来说，转变学习方式，要以培养创新精神和实践能力为主 要目的。换句话说，要构建旨在培养创新精神和实践能力的学习方式及其对应的教学 方式：要注重培养学生的批判意识和怀疑意识。鼓励学生对书本的质疑和对教师的超 越，赞赏学生独特和富有个性化的理解和表达。要积极引导学生从事实验和实践活动， 培养学生乐于动手、勤于实践的意识和习惯，切实提高学生的动手能力、实践能力。 2 、教师角色行为转变的需要 传统教育以教材为中心、以课堂为中心、以教师为中心，教师是知识的占有者、 传授者，教师是学术权威、真理的化身，在课堂教学中教师处于

11、主导地位。在例题教 学中，常常是教师将审题分析与例题解答等一一“包办”，并且题量偏大，题目偏难。 如此的教学使学生接受的信息过于繁杂，且学生往往以听为主，参与教学活动的感官单 一，易于疲劳，致使学生很难参与到教学活动中来。学生在课堂上处于被动地位，很难 主动地学习、思考，久而久之学生的主动性受到压抑，进而影响学生智能的发展和素质 的全面提高。 新课程改革要求教师要实现两个方面的转变。一是教师角色的转变，即教师要从知 识的传授者转变为学生学习的促进者；要从教育教学的执行者转变为教育教学的研究 者；要从教材的实施者转变为课程的开发者，要从学校教育制度的贯彻者转变为学校 制度的建设者。二是教学行为转

12、变，表现在：对待师生关系上，强调理解、尊重、赞赏； 对待教学关系上，强调帮助、引导；对待自我上，强调反思；对待与其它教育工作者的 关系上，强调合作。而所有这些转变，都要落实到学生的学习方式的转变上。 在课程改革不断深入的今天，中学化学教师要及早认清现代教育中社会对教师角 色的期望，做好角色转变，在教学中大胆尝试，勇于探索。 三、类比迁移用于化学例题教学的意义 学习并不仅仅是简单地增加新知识，掌握抽象规则，成功的学习经常依靠我们从记 忆中提取相关的知识和技能，并以此为出发点去学习新的知识和技能即类比迁移。从教 学角度看，类比有简化教学，明确思路，加深理解，增强记忆，训练思维等作用，更 主要的是它

13、能让学生在教师的引导下，从“学会“ 起步，达到“会学“ 的目的。因此， 研究类比迁移在教学中的应用，对教育的改革和发展具有重要的理论意义和实践意义。 1 类比迁移有助于学生形成良好的认知结构 类比方法符合人们认识事物的规律和当代教育学、心理学规律。知识之间存在着 紧密的联系，新知识往往是若干旧知识的重新组合或是旧知识的引申和扩展。应用类 比方法，不仅可以把抽象的新知识纳入到已有知识系统中来，变抽象为形象、变难为 易、变繁为简，同时又可激发学生联想，具有启发思路、举一反三、触类旁通的作用。 通过对知识各个方面的类比，可以帮助学生贯通知识之间的联系，使知识脉络纵横交 融，形成系统的知识网络，逐步构

14、建良好的认知结构，从整体上掌握知识。 2 、类比迁移有助于学生形成创造性思维 类比推理是一种创造性很强的推理形式，它是进行创造性思维的原型启发，是发 现新问题、探索新知识、创造新事物的手段。能够发现两种事物之间的类比关系，表 明一个人能够把二者纳入同一个深层次的上位范畴中。这有利于把已掌握的关系迁移 到不熟悉的事物中，同时也是创造性思维的一种表现。因此，在掌握基础知识和基本 技能的基础上，培养学生的类比迁移能力，有利于他们创造性思维的发展，从而培养 创造能力。 3 、类比迁移有助于提高学生的元认知水平- 董奇认为，元认知的实质是人对认知活动的自我意识和自我调节。学生的迁移水 平在一定程度上反映

15、了他们的元认知水平，因为有效的迁移表明学生能认知、调节自 己的学习活动。元认知贯穿于信息加工的全过程，从注意到编码到信息提取再到问题 解决，这些过程都需要相应的元认知策略。教师在教学过程中，通过一定的例题指导 学生了解运用相应策略，并创设变式情境，使学生的策略达到反省认知水平。教师通 过对教学过程的有效监控，能促进学生在信息加工过程中的有效建构，有利于学生元 认知水平的提高和发展。 第二部分例题教学的类比迁移理论基础及原则 一、例题教学的类比迁移理论基础 1 结构映射理论 该理论主要由G e n t n e r 等人提出m 1 。其主要观点是：类比迁移是一个结构映射过 程，源问题各因素之间的关

16、系，即结构，被提取并被用于解决靶问题。结构映射是类 比迁移产生的前提。问题的内容在源问题的提取阶段起作用，但是在选择源问题和应 用于靶问题的解决阶段，问题的结构起主要作用。源问题和靶问题之间的匹配或映射 可以发生在多种水平上，如事物之间、属性之间、初级关系和复杂关系之间。结构映 射理论要求在进行例题教学中要提示学生注意对问题及问题结构的理解，快速形成对 问题的正确表征，发现解决问题的程序和方法。 2 实用图式理论 实用图式理论由H o l y o a k 和他的同事们提出并发展的口1 。其主要观点是：认为实 用图式在类比迁移的选择和映射阶段起着重要的作用。实用图式是指对问题因果关系， 即有助于问题目标完成的关系的抽象概括。对源问题因果关系和靶问题因果关系相似 性的再认，引导着相关源问题的提取和选择，以及应用到靶问题的解决中去。该理论 认为提取相关的源问题可以通过表面特征的重叠，或者通过实用图式的匹配。在类比 迁移中，靶问题的呈现会激活大量的源问题信息，问题解决者要对其进行认真分析， 选择恰当的问题图式，这也是在例题教学中我们应注意的问题。 3