类比在化学平衡教学中的应用

  
类比在科学中的应用并不新鲜；科学家和学生都用类比来帮助自己更好的理解理论概念。近年来，人们更关注的是类比在科学教学中的作用，以及如何创造性的应用类比并评价其中科学教学中的效率。这些类比可以是语言的，或者实验，图表，模拟实验，甚至计算机辅助。奥苏贝尔首次提出学生进行有意义学习需要把学生认知结构中已有的知识与新知识联系起来，这样学生才可以把知识应用于其它情境。具体的样例比抽象的样例更容易让学生把新的知识整合到旧知识中。有研究表明类比是形式推理中比较有效的一种方式，而对于能力较强的学生的用处不太明显。有研究表明，一个有能力的老师如果可以系统地、完整地把类比贯穿到他的课堂教学中，那么会取得很好的效果。化学平衡对于学生来说是最难理念经的概念，也是教师最难教的一部分知识。教师在教这部分知识的时候就经常用到了类比，教科书中也用了大量的类比。类比有利于加强对概念的理解。比如，人们常用流进流出水槽的水流来类比一个稳定的开放系统的动态平衡性质。Harrison和Treagust强调应该用一种系统的方法，在用类比时需要指出类比物和目标物（正在学习的科学概念）的相似和不同之处，以促进对概念的准确理解。
从1993到1996年，研究者对四类学习者进行了模拟：12年级的学生、职前教师、有经验的教师、大学教师。研究者设计了为学生设计了六个学习步骤，有些步骤中包括一些游戏。步骤1：向学生介绍所要学习的目标概念。在这个步骤中并没有对化学平衡进行深入的解释，简单的告诉学生并不是所有的反应都进行完全的。步骤2：介绍类比物。学生得到了两张图表纸，49张卡片（3*4cm，一边有颜色，另一边是白色的，也可是扑克牌），一个很大的浅的箱子（大约60*300*5cm）。研究者让学生两个一组进行合作学习，一个让颜色的卡片反应，另一个让白色的卡片进行反应。研究者设计了三个游戏让学生进行卡片颜色互变的游戏。步骤3：确认类比中的相关特征：用有颜色的卡片变成白色的卡片的数量与白色卡片变成有颜色的卡片的数量在一定情况下会相等来类比化学平衡中的动态平衡问题。步骤4：指出类比物与目标概念的相似之征：让学生来回答游戏和真正的化学平衡的相似之处。总共有8处相似之处。步骤5：指出类比的不足：游戏中卡片是两维的而化学反应中分子的反应是在三维空间中碰撞的。步骤6：得出目标概念的结论：对化学平衡的几个主要方面的知识进行讨论，并得出化学平衡的概念。平衡游戏用来模拟化学反应直到达到平衡的过程。这种模拟还可以扩展到用来介绍勒沙特列原理。这种游戏包括了化学平衡中大部分的概念。研究者发现，比较聪明的学生在玩游戏之前就对化学平衡有一定的理解，通过游戏他们从类比中收获更多，而理解能力较差的学生没有表现出明显的提高。

化学中有许多的抽象概念，可以通过类比的方式使其具体化，这样可以让学生更加容易接受新的知识，同时把新知识与原有知识更好的整合成一个整体。但是，在应用类比的时候，应该注意类比物与目标物的相似处和不同之处，这样才能更好的促进学生对概念的全面准确的理解。 中小学教育资源站（http://www.edudown.net）原创文章，未经原作者同意，严禁转载！