抽象問題生活化
——例談初中化學教學中的類比

抽象問題生活化
——例談初中化學教學中的類比

■楊素紅

在從生活走向科學的化學啟蒙教學中，類比是廣泛使用的一種策略。本文在研究人教版初中化學教材的基礎上，結合教學實踐，分析了類比在化學啟蒙教學中的積極作用。

類比 化學教學 抽象問題 生活化

化學是在分子、原子層次上研究物質性質、組成、結構與變化規律的自然科學，化學的微粒觀等基本觀念是化學科學的重要組成部分。初中生形成化學觀念是比較困難的，一方面是化學學科特點所致，初中化學概念瑣碎而抽象，沒有形成完善的知識體系，較難直觀感知；另一方面受初中生自身的認知特點的限制，初三學生的學習依然以識記和直觀感知為主，抽象思維和概括能力還在發展中。鑒于此，《初中化學課程標準（修訂稿）》提出：從學生已有的經驗出發，創設學生熟悉的情境開展教學活動，運用類比可使抽象問題生活化。

類比是一種以比較為基礎的邏輯推理方法，是將要學習的信息和已經掌握的信息進行聯系，主要表現在3個方面：1.使學習者自動搜索類似的已有信息；2.激發學習者搜索自己認知結構中的類似信息；3.學習者使用類比生成類似的信息。下面結合人民教育出版社九年級《化學》教材，分析類比在實際教學中的積極作用。

一、用宏觀物體類比微觀粒子

成為化學基礎的原子和分子是如此之小，直接用肉眼看是看不見的，即使借助于實驗室里的光學顯微鏡仍然無法觀察。因此教材中設計了一系列的宏觀實驗現象來引導學生對微小的原子、分子的認識。與此同時，還利用學生可感知的宏觀物體類比微觀粒子來突破學生感知的困境。

1.用乒乓球類比原子。

“原子的體積很小。如果將一個原子跟一個乒乓球相比，就相當于將一個乒乓球跟地球相比（如圖1）?！?/p>

圖1 原子的體積很小

學生沒有見過原子，想象不出原子到底有多小，可是學生見過乒乓球，腦海里有乒乓球大小的形象（直徑40mm），學生也沒見過地球的全貌，但能體會到地球的“大”。以乒乓球和地球比大小來類比原子和乒乓球比大小，讓學生發出一陣驚嘆：“原子真小啊！”

2.用螞蟻類比原子核。

原子已經很小了，仍然能夠分割為原子核和電子。那么原子核有多小呢？教材中有這么一段文字：“與原子相比，原子核的體積更小，如果把原子比作一個體育場，那么原子核只相當于體育場中的一只螞蟻?！睂W生都見過體育場和螞蟻，教師不用多說，學生也能體會到原子核的小。

二、用生活經驗類比化學概念

在化學家看來，絢麗多彩的物質世界是由為數不多的化學元素組合而成的。這看似簡單的一句話卻由于學生缺乏對元素概念的認識而變得復雜起來。

1.用字母類比元素。

“利用化學方法分析眾多的物質，發現組成它們的基本成分——元素，其實只有一百多種，就像可拼寫出數十萬個英文單詞的字母只有26個一樣?！睂W生已經具有了英文單詞是由英文字母組成的顯性直觀的感受，以此來類比物質是由元素組成的這個抽象的事實，化解了學生理解上的困難。

2.用建筑物的建造類比物質的組成。

元素是怎樣組成物質的呢？對于化學初學者來說，用化學語言來解釋，他們是聽不懂的，況且也不是一兩句就能解釋清楚的。教材編寫者用類比的方法，配上優美的文字，化解了這個難題?！捌贩N繁多的材料、五彩繽紛的花朵、璀璨奪目的寶石和維持生命活動的食品等，不過是不同種類、不同數量元素的原子按照特定方式搭接而成的。就像浩如煙海的英語單詞是由26個字母所組成，造型奇特的建筑物的基本材料不外乎磚、木、灰、石、鋼材、鋁材、玻璃、塑料等?！?/p>

3.超市貨物架類比元素周期表。

在元素周期表簡介中，教材中的語言描述是：“超級市場里有成百上千種物質，為了便于顧客選購，必須分門別類、有序地擺放（如圖2）。我們周圍的物質世界是由一百多種元素組成的，為了便于研究元素的性質和用途，也需要尋求它們之間的內在規律性。”用超級市場貨物的擺放類比元素周期表的形成，在把抽象問題形象化的同時，又滲透了分類學習、尋求規律的思維方法。

4.溫室玻璃類比二氧化碳。

調查顯示，學生知道溫室效應，但不知道溫室效應的成因。如果用科學術語解釋溫室效應，學生難以理解。因此教材中描述：“大氣中的二氧化碳就像溫室的玻璃或塑料薄膜一樣，既能讓太陽光透過，又能使地面吸收的太陽光的熱量不易向外散失，起到了對地球保溫的作用，這種現象叫作溫室效應?！卑讯趸嫉淖饔门c溫室的玻璃或塑料薄膜的作用相比較，使學生根據原有的信息“溫室的玻璃或塑料薄膜有保溫效用”直接生成新的信息“二氧化碳對地球有保溫作用”。

5.炒菜類比制作合金。

炒菜是學生在生活中司空見慣的活動，甚至很多學生已經有了深刻的體驗。教材中用炒菜類比合金的形成，令人拍案叫絕?！熬拖駨N師在炒菜時那樣，他們常常會在菜里加入各種調料，以改善菜的色、香、味，并使菜的營養價值更高”，引出“如果在金屬中加熱熔合某些金屬或非金屬，就可以制得具有金屬特征的合金”。學生認識到合金并不僅僅是“金屬中添加其他金屬或非金屬”制成的混合物，還在“加熱熔合過程中金屬的性能發生了改變來滿足人們的對合金應用的需求”。

圖2 超級市場的商品排列有序

三、用日常游戲類比物質的構成

1.玩蹺蹺板類比配平化學方程式。

用蹺蹺板游戲類比化學方程式的配平。教材在說明氫氣在氧氣中燃燒的化學方程式的配平時運用的圖片（圖3和圖4）形象直觀，勝過大段文字的描述，且能反映出：在配平的過程中氫分子、氧分子、水分子都不能改變，必須改變分子的個數而使反應前后同類原子的數目相等。

圖3 配平前蹺蹺板左低右高

圖4 配平后蹺蹺板左右平衡

2.搭積木類比構成分子。

“對于初學者來說，把分子的構建過程設想為類似于積木搭接的過程，可能更容易從中體會到化學的思維方法，并感受到其中無限的樂趣”。鑒于這個設想，教材中呈現了金剛石和石墨的結構，如圖5。

圖5

圖6

用小球比作碳原子，用小球搭接成金剛石和石墨的模型，讓學生直觀感受到金剛石的硬和石墨的軟是由碳原子在相互作用時排列的方式不同而導致的。

3.手拉手類比形成聚合物。

“有機高分子化合物大部分是由有機小分子化合物聚合而成的。聚乙烯分子是由成千上萬個乙烯分子聚合而成的高分子化合物?！背跞膶W生閱讀這段文字并不能在腦海中勾畫出聚乙烯分子的模型，教材中使用兒童手拉手的游戲來類比乙烯分子聚合成聚乙烯分子（見圖6），非常形象有趣。

除了教材中采用的類比實例以外，教師也可以從生活中抓取可類比的物質來降低學生學習概念的難度。如學習活性炭的吸附能力時可以列舉海綿吸水的例子，學習相對原子質量時可以列舉克拉的起源……教師要做有心人，在生活和學習中積累豐富的課程資源，用適當的表現方式來破解教學中的難點，使抽象的問題生活化，從而激發學生的學習興趣，提高教學的質量。

（作者為江蘇省江陰市新橋中學教師）