小学科学课程中类比法的教学应用及策略

成都天府新区新兴小学

引言：

2017年1月颁布的《义务教育小学科学课程标准》中明确指出，科学探究的目标之一是学生应掌握类比这种思维方法，能将新旧知识进行联系与将原型和模型建立联系，以获得科学认识和培养其创造性思维，并且在教学案例中也提出了使用类比方法的注意事项。由此可以看出类比法在小学科学课程中有着重要的意义，特别是在地球与宇宙科学领域中，类比的思维方法应用更为广泛，因为其概念具有难于理解、抽象的性质，并且不易直接观察，所以构建模型与模拟实验成为了类比方法的主要应用方式之一。下面通过对类比法进行分析，阐述类比的分类和特点，依据小学科学课程标准和教学内容，将类比法在小学科学课程的应用进行分类，并分别提出相应的教学策略。

1 问题的提出

类比方法是根据两个（或两类）对象在一系列属性上是相同（或相似）的，而且已知其中的一个对象（即模型）还是具有其他特定属性，由此推出另一个对象（即原型）也具有同样的其他特定属性的结论。上述模型由主体创造或者选择的一个系统，它简化地复现了被研究对象（即原型）本质的方面，因此模型系统同被研究对象处于替代、相似或同构的关系，以至于对系统的研究成为获得关于被研究对象的知识的一种间接方式。简而言之，类比是原型和模型中间的桥梁，以二者的类似性为基础建造的。

类比法在人们认识和改造客观世界的活动中，具有非常重大的意义，因此被誉为是科学活动中“伟大的引路人”。在日常的科学教学中，类比法也起到了重要的作用。从教学层面上分析，一是具有横向迁移的作用，从已知、熟悉的对象具有的某种性质，推出未知、生疏的对象应具有相似的性质，从而起到触类旁通、举一反三的作用。二是可以将知识条理化、系统化，将不同知识领域之间的概念进行知识体系的建构。三是具有启迪和培养创造性思维的作用，类比法是建立在发散性思维的基础上，通过猜测想象提供解决问题的线索。

2 类比的特点和分类

类比通常是在两个（或两类）对象之间进行的，在推理方向上表现为从特殊到特殊的过渡。并且类比法选择的模型与原型，不受同类中一般与个别关系的严格限制，现实中差别极大的殊异对象，都有可能运用类比法加以推论，所以适用范围极广。例如，采用类比法认识各个行星和学习太阳系的组成，可以在两个不同的个体事物之间进行类比，如火星与地球；也可以在两个不同事物之间进行类比，如太阳系的组成与学校的组成。

2.1 性质类比。性质类比也称为质料类比，它是以两个对象系统之间的某些性质的相似作为依据而进行类比推理，用于掌握不易理解的知识和概念。例如学生在学习光的波动性质时，可根据光与声音具有一系列相似的性质，将光与声音建立起联系，通过联想声音具有波动性，而推出光也具有波动性。

2.2 关系类比。关系类比也可称为形式类比，是以两个对象系统之间某些因果关系或规律的相似为根据而进行的类比推理。还以光和声音为例，由于两者本身的性质具有相似性，那么当把各自的性质联系起来，能形成因果关系方面的相似，就能形成关系类比。如光和声音都具有反射定律和折射定律、强度与距离形成反比关系，等等。该类比方式可以将熟悉与陌生的事物建立联系，寻找和加强彼此的因果关系，便于将头脑中松散、复杂的概念建构成为知识体系，以及建立学习科学的方法。由此可以看出，类比法的基础是比较对象之间的相似性，而比较法是对比两者的差异不同，这与类比法有明显不同。

3 小学科学课程中类比的教学应用和策略

在小学科学课程中类比法大多应用于知识较为抽象，概念涵盖的性质、因素较多且复杂，学生不易学习和理解的概念上；或者是事物变化过程无法直接观察，事物之间的关系不易联系，需要采用模型和模拟的方法进行授课，以帮助学生习得这种探究科学的方法。基于此，类比的教学应用主要分为概念类比和方法类比。

3.1 概念类比。对于小学生来说，不易理解那些较为复杂和远离生活的知识，教师多采用概念类比，将所学习的知识与相似的生活经验、情境建立联系，便于学生理解。例如小学生在学习噪音的防止方法时，可以类比生活中对于常见传染病的防治方法，两者均可概括为三个方面，一是防治源头，二是阻隔传播途径，三是保护自身。概念类比还经常将先前所学的内容与要学习的知识进行联系，通过类比的方法，帮助学生理解新的知识，建立知识体系。

3.2 方法类比。对于小学生来说，地球与宇宙这个模块的知识是较为抽象的，不易掌握学习的方法，所以教师大多采用模型和模拟，也就是类比法的第二种教学应用——方法类比。利用模拟和模型的方法，教师可以将学生无法直接、实际观察到的现象搬进课堂，不仅提高了学生的参与度，而且还有利于学生了解现象发生的本质原因。学习地球运动和地表变化这一主题时，教师多采用模拟实验的方法。通过模拟沙洲形成的过程，学生掌握沙洲的形成是由于大量降水后，流水的搬运和冲刷中携带了大量泥沙，当流到开阔处时，由于地势降低，流速减缓导致泥沙沉积。从该案例中，学生通过观察模拟过程，了解到地表沙洲的形成与大量降雨、泥土无植被覆盖、地势平缓等因素有因果关系。

4 结语

由此看出，方法类比的应用少不了模拟和模型的结合，用本质相似的模型模拟现实中无法直接观察和实验的现象，还原事物产生、变化的动态过程，借此帮助学生掌握这种获取知识的方法。当然这种方法类比应用于小学科学课程的教学中，就称为“模型和模拟”的方法。上述方法类比是较为复杂的实验过程，当然也有简单的模型应用，即通过制作与原型结构或功能相似的模型，进行演示或探究，借此掌握与目标知识之间的关系。例如在“声音”单元，学生通过由塑料杯、气球皮、橡皮筋制作的“鼓膜模型”来观察鼓膜的振动情况，探究耳朵是如何听到声音的。