類比推理在高中化學(xué)教學(xué)中的應(yīng)用

何建平

著名科學(xué)家開普勒說：“我珍視類比勝于任何別的東西，它是我最信賴的老師，它能揭示自然界的秘密……”.在高中化學(xué)教學(xué)中，如果教師能科學(xué)恰當(dāng)?shù)剡\(yùn)用類比推理，就能有效地化解教學(xué)難點(diǎn)，促進(jìn)學(xué)生對(duì)知識(shí)的理解，激發(fā)學(xué)生的聯(lián)想，啟發(fā)思路，學(xué)會(huì)探究知識(shí)的方法.

一、與日常生活知識(shí)類比，化解思維障礙

案例1：化學(xué)平衡與水池

在平時(shí)教學(xué)中，我們感覺“化學(xué)平衡”抽象難懂，為突破難點(diǎn)，筆者將“化學(xué)平衡”與生活中的“水池”作了如下類比：（1）化學(xué)平衡：當(dāng)一個(gè)可逆反應(yīng)中同一種物質(zhì)消耗的速率和生成的速率相等時(shí)，體系中各物質(zhì)的濃度和百分含量保持不變，但正逆反應(yīng)仍在進(jìn)行（即達(dá)到平衡狀態(tài)），如果正逆反應(yīng)速率不等，各物質(zhì)的百分含量將發(fā)生改變（平衡被破壞）.（2）水池：假設(shè)一個(gè)水池有進(jìn)水和出水兩個(gè)管道，當(dāng)進(jìn)水和出水的流量相等時(shí)，水位保持不變，但水池中的水是流動(dòng)的（即達(dá)到平衡狀態(tài)），如果進(jìn)水和出水的流量不等，水位將發(fā)生改變（平衡被破壞）.

中學(xué)生的思維方式以形象思維為主，抽象思維相對(duì)滯后.通過與學(xué)生生活中看得見，摸得著的事例作類比，既能激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)興趣，又能消除知識(shí)障礙.

二、與其它學(xué)科知識(shí)類比，借鑒思維方法

案例2：元素周期律與哲學(xué)

按照元素周期律的現(xiàn)代解釋，元素的性質(zhì)隨元素核電荷數(shù)的遞增呈現(xiàn)周期性的變化.同周期從左到右，元素從活潑金屬開始，逐漸演變?yōu)榛顫姷姆墙饘?，最后惰性元素結(jié)束，循環(huán)反復(fù).同主族從上到下，元素的金屬性逐漸增強(qiáng)，非金屬性逐漸減弱，元素結(jié)構(gòu)和性質(zhì)既發(fā)生周期性變化，同時(shí)又波浪式、螺旋式向前發(fā)展.為理解元素周期律的本質(zhì)，筆者引導(dǎo)學(xué)生運(yùn)用哲學(xué)中“量質(zhì)互變規(guī)律”去類比、理解，即物質(zhì)的量變積累到一定限度，就會(huì)引起質(zhì)變，沒有量變就沒有質(zhì)變.物質(zhì)在新質(zhì)的基礎(chǔ)上又開始新的量變，如此循環(huán)往復(fù)，不斷向前，所以，化學(xué)被人們稱為是研究物質(zhì)由于量的構(gòu)成變化而發(fā)生質(zhì)變的科學(xué).從哲學(xué)高度去理解“元素周期律”，學(xué)生理解將更加深刻.

在平時(shí)教學(xué)中，如果善于利用其它學(xué)科知識(shí)進(jìn)行類比，既能借鑒其它學(xué)科的思維方法，又能拓寬學(xué)生思維的深度和廣度，鍛煉學(xué)生優(yōu)秀的思維品質(zhì).

三、與學(xué)生已有知識(shí)類比，開發(fā)思維最近發(fā)展區(qū)

案例3：二氧化硫與二氧化碳

學(xué)生在初中已學(xué)過CO2，對(duì)其性質(zhì)比較熟悉，SO2與CO2同為酸性氧化物，所以能和堿發(fā)生相似的化學(xué)反應(yīng).

CO2+2NaOHNa2CO3+H2O；

SO2+2NaOHNa2SO3+H2O

CO2+Ca(OH)2CaCO3↓+H2O；

SO2+Ca(OH)2CaSO3↓+H2O

CO2+2NH3·H2O(NH4)2CO3+H2O；

SO2+2NH3·H2O(NH4)2SO3+H2O

新舊知識(shí)往往具有某種內(nèi)在的聯(lián)系，如果學(xué)生能辨認(rèn)各種知識(shí)的相似性，分析、概括出它們的共同本質(zhì)，學(xué)生就能根據(jù)已有知識(shí)，自主探究未知領(lǐng)域，掌握探究世界的方法.

四、與科學(xué)原理類比，建立思維模型

案例4：物質(zhì)的量與“曹沖稱象”

化學(xué)上為什么要引入物質(zhì)的量這個(gè)物理量，如何理解1摩爾微粒的計(jì)量標(biāo)準(zhǔn).筆者借鑒了“曹沖稱象”的原理與思想.“曹沖稱象”的的方法是：先把大象牽上船，在船幫上劃一道記號(hào)，再把大象換成石塊，稱出石塊的重量，加起來總和就是大象的重量.大象太重，在當(dāng)時(shí)無法稱量，所以曹沖采用了化整為零的原理，運(yùn)用了轉(zhuǎn)化與等量代換的思想（把大象的重量轉(zhuǎn)化為石頭的重量）.

而微觀粒子質(zhì)量太小、數(shù)量太大，以個(gè)數(shù)計(jì)量研究起來很不方便，所以化學(xué)家引入物質(zhì)的量這個(gè)物理量，把可稱量的宏觀物體與一定數(shù)目的微觀粒子聯(lián)系起來，把0.012 kg C-12中所含的原子數(shù)稱作1摩爾，采用了積少成多、聚沙成塔的原理（與化整為零相反）.

五、防止類比機(jī)械化

案例5：根據(jù)類比得出的錯(cuò)誤反應(yīng)

Ca(ClO)2+CO2+H2OCaCO3+2HClO（正確）；

Ca(ClO)2+SO2+H2OCaSO3+2HClO（錯(cuò)誤）

Fe(OH)3+3HClFeCl3+3H2O（正確）；

Fe(OH)3+3HIFeI3+3H2O（錯(cuò)誤）

Fe(OH)2+2HClFeCl2+2H2O（正確）；

Fe(OH)2+3HNO3Fe(NO3)2+2H2O（錯(cuò)誤）

2Na2O2+2CO22Na2CO3+O2（正確）；

2Na2O2+2SO22Na2SO3+O2（錯(cuò)誤）

著名科學(xué)家開普勒說：“我珍視類比勝于任何別的東西，它是我最信賴的老師，它能揭示自然界的秘密……”.在高中化學(xué)教學(xué)中，如果教師能科學(xué)恰當(dāng)?shù)剡\(yùn)用類比推理，就能有效地化解教學(xué)難點(diǎn)，促進(jìn)學(xué)生對(duì)知識(shí)的理解，激發(fā)學(xué)生的聯(lián)想，啟發(fā)思路，學(xué)會(huì)探究知識(shí)的方法.

一、與日常生活知識(shí)類比，化解思維障礙

案例1：化學(xué)平衡與水池

在平時(shí)教學(xué)中，我們感覺“化學(xué)平衡”抽象難懂，為突破難點(diǎn)，筆者將“化學(xué)平衡”與生活中的“水池”作了如下類比：（1）化學(xué)平衡：當(dāng)一個(gè)可逆反應(yīng)中同一種物質(zhì)消耗的速率和生成的速率相等時(shí)，體系中各物質(zhì)的濃度和百分含量保持不變，但正逆反應(yīng)仍在進(jìn)行（即達(dá)到平衡狀態(tài)），如果正逆反應(yīng)速率不等，各物質(zhì)的百分含量將發(fā)生改變（平衡被破壞）.（2）水池：假設(shè)一個(gè)水池有進(jìn)水和出水兩個(gè)管道，當(dāng)進(jìn)水和出水的流量相等時(shí)，水位保持不變，但水池中的水是流動(dòng)的（即達(dá)到平衡狀態(tài)），如果進(jìn)水和出水的流量不等，水位將發(fā)生改變（平衡被破壞）.

中學(xué)生的思維方式以形象思維為主，抽象思維相對(duì)滯后.通過與學(xué)生生活中看得見，摸得著的事例作類比，既能激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)興趣，又能消除知識(shí)障礙.

二、與其它學(xué)科知識(shí)類比，借鑒思維方法

案例2：元素周期律與哲學(xué)

按照元素周期律的現(xiàn)代解釋，元素的性質(zhì)隨元素核電荷數(shù)的遞增呈現(xiàn)周期性的變化.同周期從左到右，元素從活潑金屬開始，逐漸演變?yōu)榛顫姷姆墙饘?，最后惰性元素結(jié)束，循環(huán)反復(fù).同主族從上到下，元素的金屬性逐漸增強(qiáng)，非金屬性逐漸減弱，元素結(jié)構(gòu)和性質(zhì)既發(fā)生周期性變化，同時(shí)又波浪式、螺旋式向前發(fā)展.為理解元素周期律的本質(zhì)，筆者引導(dǎo)學(xué)生運(yùn)用哲學(xué)中“量質(zhì)互變規(guī)律”去類比、理解，即物質(zhì)的量變積累到一定限度，就會(huì)引起質(zhì)變，沒有量變就沒有質(zhì)變.物質(zhì)在新質(zhì)的基礎(chǔ)上又開始新的量變，如此循環(huán)往復(fù)，不斷向前，所以，化學(xué)被人們稱為是研究物質(zhì)由于量的構(gòu)成變化而發(fā)生質(zhì)變的科學(xué).從哲學(xué)高度去理解“元素周期律”，學(xué)生理解將更加深刻.

在平時(shí)教學(xué)中，如果善于利用其它學(xué)科知識(shí)進(jìn)行類比，既能借鑒其它學(xué)科的思維方法，又能拓寬學(xué)生思維的深度和廣度，鍛煉學(xué)生優(yōu)秀的思維品質(zhì).

三、與學(xué)生已有知識(shí)類比，開發(fā)思維最近發(fā)展區(qū)

案例3：二氧化硫與二氧化碳

學(xué)生在初中已學(xué)過CO2，對(duì)其性質(zhì)比較熟悉，SO2與CO2同為酸性氧化物，所以能和堿發(fā)生相似的化學(xué)反應(yīng).

CO2+2NaOHNa2CO3+H2O；

SO2+2NaOHNa2SO3+H2O

CO2+Ca(OH)2CaCO3↓+H2O；

SO2+Ca(OH)2CaSO3↓+H2O

CO2+2NH3·H2O(NH4)2CO3+H2O；

SO2+2NH3·H2O(NH4)2SO3+H2O

新舊知識(shí)往往具有某種內(nèi)在的聯(lián)系，如果學(xué)生能辨認(rèn)各種知識(shí)的相似性，分析、概括出它們的共同本質(zhì)，學(xué)生就能根據(jù)已有知識(shí)，自主探究未知領(lǐng)域，掌握探究世界的方法.

四、與科學(xué)原理類比，建立思維模型

案例4：物質(zhì)的量與“曹沖稱象”

化學(xué)上為什么要引入物質(zhì)的量這個(gè)物理量，如何理解1摩爾微粒的計(jì)量標(biāo)準(zhǔn).筆者借鑒了“曹沖稱象”的原理與思想.“曹沖稱象”的的方法是：先把大象牽上船，在船幫上劃一道記號(hào)，再把大象換成石塊，稱出石塊的重量，加起來總和就是大象的重量.大象太重，在當(dāng)時(shí)無法稱量，所以曹沖采用了化整為零的原理，運(yùn)用了轉(zhuǎn)化與等量代換的思想（把大象的重量轉(zhuǎn)化為石頭的重量）.

而微觀粒子質(zhì)量太小、數(shù)量太大，以個(gè)數(shù)計(jì)量研究起來很不方便，所以化學(xué)家引入物質(zhì)的量這個(gè)物理量，把可稱量的宏觀物體與一定數(shù)目的微觀粒子聯(lián)系起來，把0.012 kg C-12中所含的原子數(shù)稱作1摩爾，采用了積少成多、聚沙成塔的原理（與化整為零相反）.

五、防止類比機(jī)械化

案例5：根據(jù)類比得出的錯(cuò)誤反應(yīng)

Ca(ClO)2+CO2+H2OCaCO3+2HClO（正確）；

Ca(ClO)2+SO2+H2OCaSO3+2HClO（錯(cuò)誤）

Fe(OH)3+3HClFeCl3+3H2O（正確）；

Fe(OH)3+3HIFeI3+3H2O（錯(cuò)誤）

Fe(OH)2+2HClFeCl2+2H2O（正確）；

Fe(OH)2+3HNO3Fe(NO3)2+2H2O（錯(cuò)誤）

2Na2O2+2CO22Na2CO3+O2（正確）；

2Na2O2+2SO22Na2SO3+O2（錯(cuò)誤）

著名科學(xué)家開普勒說：“我珍視類比勝于任何別的東西，它是我最信賴的老師，它能揭示自然界的秘密……”.在高中化學(xué)教學(xué)中，如果教師能科學(xué)恰當(dāng)?shù)剡\(yùn)用類比推理，就能有效地化解教學(xué)難點(diǎn)，促進(jìn)學(xué)生對(duì)知識(shí)的理解，激發(fā)學(xué)生的聯(lián)想，啟發(fā)思路，學(xué)會(huì)探究知識(shí)的方法.

一、與日常生活知識(shí)類比，化解思維障礙

案例1：化學(xué)平衡與水池

在平時(shí)教學(xué)中，我們感覺“化學(xué)平衡”抽象難懂，為突破難點(diǎn)，筆者將“化學(xué)平衡”與生活中的“水池”作了如下類比：（1）化學(xué)平衡：當(dāng)一個(gè)可逆反應(yīng)中同一種物質(zhì)消耗的速率和生成的速率相等時(shí)，體系中各物質(zhì)的濃度和百分含量保持不變，但正逆反應(yīng)仍在進(jìn)行（即達(dá)到平衡狀態(tài)），如果正逆反應(yīng)速率不等，各物質(zhì)的百分含量將發(fā)生改變（平衡被破壞）.（2）水池：假設(shè)一個(gè)水池有進(jìn)水和出水兩個(gè)管道，當(dāng)進(jìn)水和出水的流量相等時(shí)，水位保持不變，但水池中的水是流動(dòng)的（即達(dá)到平衡狀態(tài)），如果進(jìn)水和出水的流量不等，水位將發(fā)生改變（平衡被破壞）.

中學(xué)生的思維方式以形象思維為主，抽象思維相對(duì)滯后.通過與學(xué)生生活中看得見，摸得著的事例作類比，既能激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)興趣，又能消除知識(shí)障礙.

二、與其它學(xué)科知識(shí)類比，借鑒思維方法

案例2：元素周期律與哲學(xué)

按照元素周期律的現(xiàn)代解釋，元素的性質(zhì)隨元素核電荷數(shù)的遞增呈現(xiàn)周期性的變化.同周期從左到右，元素從活潑金屬開始，逐漸演變?yōu)榛顫姷姆墙饘?，最后惰性元素結(jié)束，循環(huán)反復(fù).同主族從上到下，元素的金屬性逐漸增強(qiáng)，非金屬性逐漸減弱，元素結(jié)構(gòu)和性質(zhì)既發(fā)生周期性變化，同時(shí)又波浪式、螺旋式向前發(fā)展.為理解元素周期律的本質(zhì)，筆者引導(dǎo)學(xué)生運(yùn)用哲學(xué)中“量質(zhì)互變規(guī)律”去類比、理解，即物質(zhì)的量變積累到一定限度，就會(huì)引起質(zhì)變，沒有量變就沒有質(zhì)變.物質(zhì)在新質(zhì)的基礎(chǔ)上又開始新的量變，如此循環(huán)往復(fù)，不斷向前，所以，化學(xué)被人們稱為是研究物質(zhì)由于量的構(gòu)成變化而發(fā)生質(zhì)變的科學(xué).從哲學(xué)高度去理解“元素周期律”，學(xué)生理解將更加深刻.

在平時(shí)教學(xué)中，如果善于利用其它學(xué)科知識(shí)進(jìn)行類比，既能借鑒其它學(xué)科的思維方法，又能拓寬學(xué)生思維的深度和廣度，鍛煉學(xué)生優(yōu)秀的思維品質(zhì).

三、與學(xué)生已有知識(shí)類比，開發(fā)思維最近發(fā)展區(qū)

案例3：二氧化硫與二氧化碳

學(xué)生在初中已學(xué)過CO2，對(duì)其性質(zhì)比較熟悉，SO2與CO2同為酸性氧化物，所以能和堿發(fā)生相似的化學(xué)反應(yīng).

CO2+2NaOHNa2CO3+H2O；

SO2+2NaOHNa2SO3+H2O

CO2+Ca(OH)2CaCO3↓+H2O；

SO2+Ca(OH)2CaSO3↓+H2O

CO2+2NH3·H2O(NH4)2CO3+H2O；

SO2+2NH3·H2O(NH4)2SO3+H2O

新舊知識(shí)往往具有某種內(nèi)在的聯(lián)系，如果學(xué)生能辨認(rèn)各種知識(shí)的相似性，分析、概括出它們的共同本質(zhì)，學(xué)生就能根據(jù)已有知識(shí)，自主探究未知領(lǐng)域，掌握探究世界的方法.

四、與科學(xué)原理類比，建立思維模型

案例4：物質(zhì)的量與“曹沖稱象”

化學(xué)上為什么要引入物質(zhì)的量這個(gè)物理量，如何理解1摩爾微粒的計(jì)量標(biāo)準(zhǔn).筆者借鑒了“曹沖稱象”的原理與思想.“曹沖稱象”的的方法是：先把大象牽上船，在船幫上劃一道記號(hào)，再把大象換成石塊，稱出石塊的重量，加起來總和就是大象的重量.大象太重，在當(dāng)時(shí)無法稱量，所以曹沖采用了化整為零的原理，運(yùn)用了轉(zhuǎn)化與等量代換的思想（把大象的重量轉(zhuǎn)化為石頭的重量）.

而微觀粒子質(zhì)量太小、數(shù)量太大，以個(gè)數(shù)計(jì)量研究起來很不方便，所以化學(xué)家引入物質(zhì)的量這個(gè)物理量，把可稱量的宏觀物體與一定數(shù)目的微觀粒子聯(lián)系起來，把0.012 kg C-12中所含的原子數(shù)稱作1摩爾，采用了積少成多、聚沙成塔的原理（與化整為零相反）.

五、防止類比機(jī)械化

案例5：根據(jù)類比得出的錯(cuò)誤反應(yīng)

Ca(ClO)2+CO2+H2OCaCO3+2HClO（正確）；

Ca(ClO)2+SO2+H2OCaSO3+2HClO（錯(cuò)誤）

Fe(OH)3+3HClFeCl3+3H2O（正確）；

Fe(OH)3+3HIFeI3+3H2O（錯(cuò)誤）

Fe(OH)2+2HClFeCl2+2H2O（正確）；

Fe(OH)2+3HNO3Fe(NO3)2+2H2O（錯(cuò)誤）

2Na2O2+2CO22Na2CO3+O2（正確）；

2Na2O2+2SO22Na2SO3+O2（錯(cuò)誤）