1、1类比在概念教学中对学生影响的调查研究摘要：类比有助于学生理解，也有助于培养学生观察、思考社会生活中的化学现象和分析解决社会生活中简单化学问题的能力。文字图像类比更加有利于学生熟悉目标概念和类比源之间的联系，并且使学生产生更多的联想，因此也就更容易建构新的知识网络。 关键词：概念；类比；文字类比；图像类比；文字图像类比 文章编号：1008-0546（2013）03-074-02 中图分类号：G632.41 文献标识码：B doi：10.3969/j.issn.1008-0546.2013.03.030 一、问题的提出 普通高中化学课程标准在教科书编写建议中提出：“教科书的编写要充分利用学生已有
2、的知识和经验，引导他们理解和体会知识的产生过程，自主构建知识体系，增强进一步学习化学的兴趣。 ” 由于化学是一门深入原子、分子层次研究物质的组成、结构、性质、变化及变化规律的科学，因而不少学生感到概念抽象、难懂。什么样的教学方法可以帮助学生较顺利地掌握这些概念？ 二、概念界定 类比：类比是人们根据两个或两类对象在某些方面具有相同的属性而发现对应关系和完成某些推理的一种思维方式。根据呈现方式的不同，可以将类比分为文字类比、图像类比、文字图像类比。 2文字类比：文字类比是借助文字的形式陈述目标物、类比物，并说明它们之间的相似性。 图像类比：图像类比要求图像以日常事物或生活情景为主要内容，且能实现类
3、比作用。 文字图像类比：文字图像类比中的图像编排方式应与一般的插图相同。除了图题外，图像应配有简要说明的文本，即形成“文字图像类比” 。这样不仅能够引起学习者对图像类比的注意，也有助于学习者对图像内容形成正确、迅速的理解。 三、研究方法 1. 被试选择 高一和高二的学生，参加测试的学生共 60 人。 2. 研究工具 “原子核组成的调查研究” ，该调查问卷的初稿是在分析了普通高中化学课程标准（实验） 的基础上，结合原子核相关概念的特点编制而成的。经小范围预测后，又对问卷初稿做了进一步的修改，形成了最终的问卷。 3. 数据分析 本研究数据分析采用 SPSS11.0 软件。 四、结果与分析 1. 文
4、字类比对学生的影响 在研究文字类比对学生的影响时，以“原子结构的行星模型”为研究对象，分别向控制组和实验组提供了两段文字材料（见材料一和材料3二） 。 材料一：1911 年，英国物理学家卢瑟福根据 粒子散射现象，提出了带核的原子结构模型：原子是由原子核和核外电子构成，原子核带正电荷，位于原子中心，电子带负电荷，在原子核周围空间做高速运动。原子核外所有电子的质量总和只占原子质量的极小部分，原子质量主要集中在原子核上。 材料二：“经研究发现，原子结构与太阳行星模型有着一定的相似性（见表 1） 。 ” 在两组学生用相同时间阅读材料之后，要求两组学生在相同时间内完成下列问题。 问题：在下列原子模型中你
5、认为最符合的是（ ）不符合的是（ ） 原子由 和 构成，原子核位于原子的 位置，原子核的相对质量 （填“较大”或“较小” ） ，电子的相对质量 （填“较大”或“较小” ） ，原子的质量主要集中在 上，电子占据的空间 （填“很大”或“很小” ） ，电子的运动有规律吗？ （填“有”或“无” ） 。 实验组和控制组的成绩经 SPSS11.0 处理的结果见表 2。 进行这样的类比，不仅有助于提高学生学习兴趣，而且有助于学生理解，培养学生观察、思考社会生活中的化学现象和分析解决社会生活中简单化学问题的能力。 2. 图像类比对学生的影响 图像类比要求图像以日常事物或生活情景为主要内容，且能实现类比作用。经
6、问卷调查发现学生对手性分子的理解，高一有超过 80%的学生4选择了通过图像类比的方式来理解这一概念。经过对学生的访谈发现，这一现象的出现也与教材对概念的呈现方式相关。苏教版物质结构与性质第 66 页在呈现手性分子概念时向学生展示的一幅图（见图 3）具有简洁、直观、易于理解的特点，所以多数学生对手性分子理解时采用了图像类比的方法。 访谈过程记录： 教师：你知道手性分子的定义吗？ 学生 2：不太清楚了。 教师：能说说自己对手性分子的理解吗？ 学生 2：能，手性分子象手一样，相互对称但不能重叠。 教师：你是借助什么来理解手性分子的？ 学生 2：因为书上有这个图。这个图比较简单，容易记。 结合调查和访
7、谈结果，发现学生对概念的理解与教材中概念的呈现方式密切相关。 3. 文字图像类比对学生的影响 在研究文字图像类比对学生的影响时，以“电子跃迁”为研究对象，分别向控制组和实验组提供了以下两段文字材料（见材料三和材料四） 。 材料三：不同的原子轨道具有不同的能量，轨道能量的变化是不连续的，即量子化的。当电子吸收了能量后，就会从能量较低的轨道跃迁到能量较高的轨道上。处于能量较高轨道的电子不稳定，会回到能量较低的轨道上，当电子从能量较高的轨道回到能量较低的轨道时会发散出5光子，发出光的波长取决于两个轨道的能量之差。 材料四：电子迁移就像爬梯子（见图 3） 。如果你要上下梯子，就必修一档一档地爬。原子中
8、电子在不同能级之间的运动，也像爬梯子一样。就像你的脚只能搁在梯子的横档上一样，电子也只能处在一定的能级上，而不能处于两个能级之间。当电子吸收了某个特定的能量后，就可跃迁到相对高级的能级上。这个量就是电子跃迁的两个能级之间的能量差。当电子返回到相对低级的能级时，就以光的形式将两个能级之间的能量差释放出来。 在两组学生用相同时间阅读材料之后，要求两组学生在相同时间内完成下列问题。 问题：原子轨道的形状是 。离原子核较近的原子轨道（能级）能量 （填“较高”或“较低” ） ，从离原子核较近的原子轨道跃迁到较远的原子轨道会 能量（填“吸收”或“放出” ） ，原子轨道是连续的吗？ （填“是”或“不是” ）
9、 。原子轨道的能量是连续的吗？ （填“是”或“不是”） 。 实验组和控制组的成绩经 SPSS11.0 处理的结果见表 3。 在调查中发现文字图像类比更加有利于学生熟悉目标概念和类比源之间的联系，并且使学生更易产生更多的联想，因此也就更容易建构新的知识网络，因为文字类比中文字的准确解释将优化、提高图像类比的教学功能。 五、启迪与思考 如果其他的抽象概念（如电子迁移、可逆反应、共用电子对的偏移、催化剂的作用、化学平衡、浓度和反应速率、酶的催化作用）能够根据6类比的有关思想设计成文字、图像、文字图像类比，必定对学习者产生更强大的认知促进作用。 类比并不适合所有的化学概念，类比得出的结论具有一定的或然
10、性。当不加分析地把熟悉的概念扩展到新的题材时，很容易犯下严重的错误。一般化学概念的解释都无必要使用类比。只有复杂、抽象的或属于微观领域的概念才适用文字、图像、文字图像类比。 。 在类比教学中应当让学生从自身对类比物的体验出发，以便进行有意义的理解，尽可能避免机械的记忆。 参考文献 1 王祖浩. 化学 1M. 南京：江苏教育出版社，2012 2 王祖浩. 化学 2M. 南京：江苏教育出版社，2012 3 王祖浩. 物质结构与性质M. 南京：江苏教育出版社，2012 4 中华人民共和国教育部. 普通高中化学课程标准（实验） M. 北京：人民教育出版社，2003 5 王祖浩等.化学概念与应用M. 杭州：浙江教育出版社，2008 6 陆 军.新课程高中化学必修教科书的科学方法体系J. 中学化学教学参考，2007， （7）：8-11 7 张行涛，郭东歧. 新世纪教师素养M. 北京：首都师范大学出版社，2003 8 朱亚萍，王后雄，彭 慧. 美国高中化学教材中“类比图像”的研究J. 化学教育，2012， （1）：7-9 9 麦裕华，陈 徽，钱扬义. 图像类比在教科书中的应用J. 化7学教育，2009， （8）：22-24 10 范增民，毕华林，刘一兵. 高中化学教科书中类比特征的分析及编写建议J. 化学教育，2011， （12）：9-12
