以電學(xué)的教學(xué)為例談?lì)惐确ǖ膬?yōu)點(diǎn)及其局限性

張夫堅(jiān)

【摘要】初中科學(xué)教學(xué)活動(dòng)中對(duì)于某些抽象、難懂的概念或模型常采用類比教學(xué)法，使得復(fù)雜、抽象的新知識(shí)遷移到簡單、熟悉的舊知識(shí)；但由于類比法存在局限性，可能會(huì)帶來新的知識(shí)沖突或障礙，甚至導(dǎo)致學(xué)生形成錯(cuò)誤的觀念，因此要能用、會(huì)用、善用類比法，并及時(shí)進(jìn)行補(bǔ)充、優(yōu)化，利用好類比法這把“雙刃劍”，使之更好地服務(wù)于科學(xué)教學(xué)。

【關(guān)鍵詞】類比法 優(yōu)點(diǎn) 局限性

【中圖分類號(hào)】G633.7 【文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼】A 【文章編號(hào)】2095-3089（2017）25-0163-02

從形象思維到抽象思維的轉(zhuǎn)變，是學(xué)生在學(xué)習(xí)初中科學(xué)的過程中遇到一個(gè)難點(diǎn)。為了降低難度，往往采用從學(xué)生熟悉的形象思維出發(fā)，來建構(gòu)學(xué)生的抽象思維，但是此舉也帶來一些弊端。比如在學(xué)習(xí)電路和電流時(shí)，學(xué)生普遍感覺到抽象、難懂。老師在教學(xué)過程中為了降低難度，往往采用把電路與水路類比，電流與水流類比的教學(xué)方法。比如用水流的交叉來類比并聯(lián)電路，讓學(xué)生說出電流流經(jīng)的“路線”。這是促使學(xué)生理解與感知的重要方法，也為學(xué)生今后分析電路打下基礎(chǔ)。類比法帶來好處顯而易見，但是這種科學(xué)方法的也為學(xué)生后來電流的學(xué)習(xí)帶來了障礙，比如并聯(lián)電路，斷開其中一條支路時(shí)，另一條支路的電流是不變的，但學(xué)生由于受到水流的影響，認(rèn)為斷開其中一條支路時(shí)，另一條支路的電流要變大。因此在使用類比教學(xué)法時(shí)，教師要給予必要的修正、引導(dǎo)，避免由于使用不當(dāng)帶來的負(fù)面影響。

一、分析類比法

類比法是兩個(gè)對(duì)象在某些方面相同或者相似，推測它們?cè)谄渌矫嬉部赡芟嗤蛘呦嗨频倪壿嬐评矸椒āｎ惐确ㄊ墙⒃诓煌匀皇挛镏g相似性的基礎(chǔ)上，事物在屬性、數(shù)學(xué)形式、描述等方面有其共同或相似之處。在科學(xué)教學(xué)上，我們?yōu)榱私档碗y度，利用學(xué)生熟悉的舊知識(shí)與新知識(shí)的相似性，完成已有知識(shí)向新知識(shí)的過渡。類比法是學(xué)習(xí)科學(xué)的非常重要的方法。它不僅能開拓思維、提供解決問題的線索，還能將抽象的概念或者模型形象化、生活化，對(duì)理解某些不熟悉的問題非常有益，所以類比法是一種富有啟發(fā)性、創(chuàng)造性的推理方法。但由于類比推理是一種或然性的推理，其結(jié)論不一定正確。

二、類比法的優(yōu)點(diǎn)及其局限性

很多老師在電流的教學(xué)時(shí)，為了降低學(xué)生學(xué)習(xí)的難度，讓學(xué)生更容易理解，往往采用如下類比教學(xué)法，收到了事半功倍的教學(xué)效果。

（一）類比法的優(yōu)點(diǎn)

1.溫故知新——建立了新舊知識(shí)的聯(lián)系

在學(xué)習(xí)新的科學(xué)概念時(shí)，利用新舊知識(shí)相似的思維特點(diǎn)，與熟知的舊概念進(jìn)行類比，幫助學(xué)生理解新知識(shí)，建構(gòu)新的科學(xué)概念。類比法建立了新舊知識(shí)之間的聯(lián)系。這種聯(lián)系的建立，讓學(xué)生能夠從已掌握的舊知識(shí)中順利地接受和理解新知識(shí)，幫助了學(xué)生建構(gòu)知識(shí)網(wǎng)絡(luò)，使知識(shí)不再是孤立的、零散的，而是一個(gè)完整的知識(shí)體系。

在電路與電流教學(xué)過程中，將電路與水路進(jìn)行類比，將電流類比成水流，電壓類比成水壓，與生活實(shí)際緊密關(guān)聯(lián)，為直流電路的學(xué)習(xí)提供了具體化的模型。電壓類似于水壓維持電路中有一定電壓，電流類似于水流通過用電器使用電器工作，并且通過水輪機(jī)工作狀態(tài)與用電器工作如發(fā)光、發(fā)熱等，判斷學(xué)生很容易就理解了電路中的電壓和電流，為之后的電路概念的建構(gòu)打下了厚實(shí)的基礎(chǔ)，從而提高教學(xué)效率，進(jìn)一步實(shí)現(xiàn)物理教學(xué)活動(dòng)的有效教學(xué)。

2.舉一反三——提高了學(xué)生的邏輯推理能力和科學(xué)素養(yǎng)

類比法是兩個(gè)對(duì)象在某些方面相同或者相似，推測它們?cè)谄渌矫嬉部赡芟嗤蛘呦嗨频倪壿嬐评矸椒āＫ灶惐确ū旧砭褪且环N邏輯推理方法，通過電路與水路的類比、電流和水流的類比可以培養(yǎng)學(xué)生的邏輯推理能力。學(xué)生根據(jù)已知推理出未知，提高了探求新領(lǐng)域的能力，從而揭示科學(xué)現(xiàn)象的本質(zhì)，引導(dǎo)學(xué)生理解和掌握科學(xué)規(guī)律。從而實(shí)現(xiàn)知識(shí)的正向遷移。通過電路與水路的類比、電流和水流的類比有利于培養(yǎng)學(xué)生的觀察能力和分析能力，能激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)的主觀能動(dòng)性，能培養(yǎng)學(xué)生的類比思想。當(dāng)學(xué)生遇到抽象晦澀的概念時(shí)，能自主類比推理，既激發(fā)了學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣，又提高了學(xué)習(xí)能力。

3.化難為易——學(xué)生更易理解知識(shí)、教學(xué)活動(dòng)更易進(jìn)行

由于我們認(rèn)知事物一般是在一定的想象基礎(chǔ)上從感知宏觀事物開始的，在學(xué)習(xí)抽象微觀或者抽象的科學(xué)知識(shí)時(shí)，可以把“看不見摸不著”的微觀或者抽象的事物與一個(gè)相似的“看得見摸得著”的宏觀或者形象的事物進(jìn)行類比。學(xué)生對(duì)水流的認(rèn)識(shí)已經(jīng)非常熟悉，形象的類比讓學(xué)生很容易理解電路中有電流流過時(shí)，可以看到燈泡發(fā)光、電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)動(dòng)等現(xiàn)象，也知道了電路中的電流有大小。作為新課的引人和講解，這樣的教學(xué)是合適的和生動(dòng)的，學(xué)生很容易就能夠理解電流的存在，對(duì)建構(gòu)電流的概念起到了很好的鋪墊作用。所以采用類比法可以搭建思維的階梯，從而降低知識(shí)的認(rèn)知難度，幫助學(xué)生理解新知識(shí)。

（二）類比法的局限性

1.類比推理是一種或然性的推理，類比得到的結(jié)果需要嚴(yán)格證明

（1）認(rèn)為水壓跟水管的粗細(xì)有關(guān)，電壓與導(dǎo)線的粗細(xì)有關(guān)

從圖1和圖2可知，抽水機(jī)維持一定的水壓而電源維持一定的電壓，水管輸送水流而導(dǎo)線輸送電流，水輪機(jī)是消耗水能的設(shè)備而燈泡是消耗電能的設(shè)備。但是水壓是水給的，而電壓并非是電給的壓力。水壓除了與抽水機(jī)有關(guān)，還與管子的粗細(xì)有關(guān)，在抽水機(jī)相同的情況下，管子越細(xì)，水壓越大；但是電壓只跟電源有關(guān)，跟導(dǎo)線的粗細(xì)無關(guān)。

（2）認(rèn)為串聯(lián)電路中的電流經(jīng)過用電器工作之后會(huì)減少

進(jìn)行類比的兩個(gè)對(duì)象除了有相似的一面外，還有差異的一面，即他們的區(qū)別。電路和水路的類比帶來了教學(xué)方便和效益的同時(shí)，也不可避免的引人了對(duì)電路的錯(cuò)誤認(rèn)識(shí)。如圖3所示，電路中有兩個(gè)完全相同的燈泡。因?yàn)槭艿剿鞯挠绊憽?/p>

學(xué)生認(rèn)為閉合開關(guān)后電流通過L1之后會(huì)減小，所以通過L2的電流比L1電流小，燈泡L1比燈泡L2亮。剛學(xué)電學(xué)的部分學(xué)生產(chǎn)生了錯(cuò)誤的認(rèn)知。

（3）認(rèn)為電流順著電路流動(dòng)時(shí)靠近電源正極的燈先亮

水流的速度與水壓的大小有關(guān)，且水流的速度在生活中能看到。當(dāng)我們用水流類比電流時(shí)，很多學(xué)生就會(huì)認(rèn)為，在圖3中，閉合開關(guān)S后，認(rèn)為電流從電源的正極出發(fā)先經(jīng)過燈L1后經(jīng)過燈L2，會(huì)看到靠近電源正極的燈L1比燈L2先亮。因?yàn)閷W(xué)生在學(xué)習(xí)電流的有關(guān)知識(shí)時(shí)，還沒有電流速度的概念，產(chǎn)生這樣的想法也是很正常的。

（4）認(rèn)為并聯(lián)電路斷開一條支路，另一條支路的電流會(huì)增大用水流類比電流，很多學(xué)生認(rèn)為，在圖4中，同時(shí)閉合開關(guān)S、S1后燈L1、L2亮，再斷開開關(guān)S1后，燈L2不亮，但是認(rèn)為燈L1會(huì)變亮。學(xué)生認(rèn)為電路中燈L2這條支路的原有的電流分給另一條支路，從而使得燈L1變亮。形成這樣的認(rèn)識(shí)也是受水流的影響，因?yàn)樵趯?shí)際生活中，同一水管中，同時(shí)打開兩個(gè)水龍頭，水流偏小，如果關(guān)掉其中一個(gè)水龍頭，另一個(gè)水龍頭水流會(huì)變大。所以，學(xué)生在學(xué)習(xí)電流時(shí)，也就很自然地進(jìn)行類比，這樣的認(rèn)識(shí)是符合學(xué)生認(rèn)知規(guī)律的。

2.類比法教學(xué)容易浪費(fèi)時(shí)間

在開公開課的時(shí)候，時(shí)間比較緊，類比教學(xué)法由于要建立新舊知識(shí)的聯(lián)系，往往需要大量的時(shí)間。如果一節(jié)課回顧舊知識(shí)用了大量的時(shí)間，往往會(huì)讓上課的學(xué)生和聽課的老師感到無聊，上課的效果也會(huì)受到影響。

綜上所述，類比法在初中科學(xué)教學(xué)中有著廣泛的應(yīng)用，既能幫助學(xué)生提高對(duì)科學(xué)知識(shí)的認(rèn)識(shí)程度，也能提高學(xué)生運(yùn)用科學(xué)方法解決實(shí)際問題的能力，還能訓(xùn)練學(xué)生的創(chuàng)造思維，發(fā)展學(xué)生學(xué)習(xí)的能力。類比法，可以把復(fù)雜的知識(shí)簡單化、把抽象的知識(shí)形象化。

在科學(xué)教學(xué)活動(dòng)中，新舊知識(shí)間運(yùn)用類比教學(xué)法建立橋梁，能夠增強(qiáng)學(xué)生的自信，激發(fā)學(xué)生的積極性，提高教學(xué)的效率。因此合理恰當(dāng)使用類比教學(xué)法很有必要。但類比法是一種或然的邏輯推理方法，推出結(jié)論后，又往往無力去證明其正確性，因此在科學(xué)教學(xué)中不可過分夸大它的作用，必須經(jīng)過實(shí)驗(yàn)和實(shí)踐的檢驗(yàn)來證明。這就對(duì)科學(xué)教師提出了更高的要求，在科學(xué)教學(xué)中既要有嚴(yán)謹(jǐn)?shù)慕虒W(xué)態(tài)度，還要有科學(xué)的教學(xué)方法，既要充分利用類比教學(xué)法的優(yōu)點(diǎn)、長處，又要避免其帶來的負(fù)面遷移。在使用類比教學(xué)法進(jìn)行課堂教學(xué)時(shí)，要及時(shí)加以引導(dǎo)、約束和修正。優(yōu)化方法，培養(yǎng)學(xué)生的邏輯推理能力，提高其科學(xué)素養(yǎng)，讓他們?nèi)ヌ剿鞲鼜V闊科學(xué)天地。

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