關于美國高中化學教材中類比推理策略的研究
——以氧化還原反應知識模塊為例

◎張天媛

在人類悠久的發展史中，類比推理方法被譽為科學活動中“偉大的引路人”、“人類認知的核心”。類比推理在我們認知周圍世界的過程中扮演著重要角色。每天生活中，我們使用類比推理解決很多普遍生活問題。科學領域中，原子結構的發現，周期表的建立，波粒二象性理論建立……都離不開類比推理。學生在學習過程中經常會遇到一些理解上的困難，類比推理就可以作為最行之有效的解決方法。

筆者在翻閱美國教材《Chemistry：Concepts and Application》的過程中，發現其中有大量的類比推理案例，這無疑更加有利于學生理解化學知識。本文歸類了該書中“氧化還原反應”知識模塊，出現類比推理案例（見下表）。

一、類比推理案例使用特點

隨處可見的類比案例，讓原本生澀難懂的理論知識變得更加生動，更易理解。通過這些例子發現教材中應用類比推理案例有以下一些特點。

1.類比源取材范圍廣 新課程提倡STS教育，在實際教學過程中教師和學生也普遍感覺到將知識與生活、技術聯系起來，更能培養學習興趣，提高課堂活動積極性。教材中多涉及與學生生活緊密聯系的知識，就會讓學生覺得學有所得，能用知識解決生活問題，從而有較強的學習興趣和學習成就感。另外，將已經熟悉的自然事物作為類比源，能夠幫助學生學習知識，并較快地進行類比。科學前沿知識的取材，一方面能讓學生以科普知識的形式，增加對于化學這門學科最前沿的認識，另一方面前沿知識更加新穎，更能激發學習動機［1］，這也為學生將來深造打下基礎。

講解氧化還原反應的過程中使用如下案例：“氧化還原反應中氧化反應和還原反應是同時進行的，就像橄欖球的成功傳接，必須要有四分衛的傳球，和接球員的接球，一個氧化還原反應中也需要有給電子的元素，同時要有得電子的元素。”在美國，橄欖球是最受大眾喜愛的體育運動，教材中以橄欖球運動作為類比源，選取學生親身經歷的例子，與化學知識結合起來，使化學學習更加生動有趣。

2.類比推理闡述口語化 美國教材，尤其在類比推理過程中都注重使語言闡述口語化，學生在這樣的氛圍下更容易以輕松的心態去實現類比推理。在講解伏打電池時，有如下翻譯后的案例，“當你有一美元的一半時，你能做什么？沒有另一半，你不能把它花出去。相似地，伏打電池是由兩個半電池組成。你需要兩個半電池形成一個有用的伏打電池。”我們試著將這個案例中的反問語句，改變為陳述句“你不能用一美元的一半進行消費，就像是只有當兩個半電池共同存在時，才能形成一個有用的伏打電池。”相較之下，反問的語氣更能讓人覺得，與我們對話的是顧及讀者感受，很人性化的讀物。當讀者覺得是課本在和自己聊天時，就能明顯激起讀者閱讀興趣，減少讀者原有的對教材的心理防衛，從而促進對于概念的理解。

3.類比推理圖文并茂 美國教材中，將類比推理與插圖結合，實現類比運用，是其另一特點。多樣化的圖片，實物圖、示意圖、表格、模擬圖、卡通圖等等，都使內容更加生動，易于理解。圖文并茂的講解，直觀地展示所要闡述的內容，并有效降低認知難度。

二、類比推理使用策略

類比推理思維方法在知識傳授過程中有著舉足輕重的地位，如何在中學化學教學中有效地應用類比推理，降低知識難度，增加課堂有趣性，本文提出以下策略。

（1）增加類比推理數目和種類：初中化學中像分子和原子、原子的結構、元素、化學式與化合價、質量守恒定律等知識點都是學生在理解過程中出現問題比較多的地方，如果在這些內容中多穿插些通俗易懂的類比推理內容，比如色彩鮮明的圖片、簡單明了的表格、饒有趣味的文字故事等等，都能很好地起到幫助學生理解新知識的中間橋梁作用；

（2）擴展類比源的范圍：學生的生活經驗，蘊藏豐富類比源的自然現象，學生已經學習的舊知識，以及各種各樣的故事等等，都在充實著類比源的范圍，多樣化的類比源能夠使教學達到更好的效果。

（3）注意類比源與目標物之間的差異性：類比推理過程能夠實現的首要因素是類比物和目標物之間存在的相似性。可是在注重這些相似性的同時，我們不能忽略的是類比源和目標物之間的差異性，有些屬性是物質的固有屬性，是不能隨著類比的過程而改變的［2］。