谈科学学科中“比喻教学”的应用

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  摘要:以具体思维为主的初中生与科学课程中抽象、深奥的概念规律等之间的矛盾,是导致科学教学障碍的主要原因。如何搭建具体思维向抽象思维转变的桥梁?本文是笔者在进行比喻教学实践基础上,从比喻教学的功能视角,阐述了其应用的价值、时机、关键点等,试图通过挖掘其在科学教学中的价值,使之更好地解决科学教学中疑难问题,成为教师学生手中教与学的利器。
  关键词:比喻教学;理解;启发;方法教育
  
  Discuss application of "parable teaching" in science subjects
  Wang Jin-ping
  Abstract:The junior high school regarding concrete thinking as principle students with science course abstract, the antinomy of abstruse concept regulation etc. is the main reason that causes science teaching obstacle. How to build concrete thinking toward the bridge of abstract thinking change? The article is a writer in carrying on parable teaching to practice foundation, from the function angle of view of parable teaching, the value, opportune moment, key that elaborates its application orders etc. , try to pass to scoop out in the value in science teaching, it makes of bitterly work out difficulty problem in science teaching, become teaching and learning in the teacher's student's hand of sharp weapon.
  Key words:Parable teaching; Comprehend; Inspire; Method education
  
  科学课程中很多知识具有抽象、深奥、不直观或不可观察性等特点,对这些知识的理解需建立在一定的抽象思维能力之上,而初中学生的思维还是以具体直观思维为主,这一矛盾常常使教学陷于困境。应用“比喻教学”往往可使教学峰回路转,解救于困惑,问题也随之迎刃而解。基于它对笔者平时教学的帮助,缘于发挥其更大的作用,笔者结合自身的实践,研究它的认知机理、挖掘其在教学中的价值角度,阐述其应用时的关键点。
  
  一、“比喻教学”的认识
  1.比喻明理早有共识。《新序·善说》:“惠子之言事也善譬。王使无譬,则不能言矣。”“善譬”即“比喻”,是根据事物之间的相似点,把某一事物比作另一事物。“善喻者——喻明数理”出自魏·刘韵《人物志·材理》,意思是说巧用比喻有助于讲清道理。《学记》亦所述:“君子之教,喻也。作家秦牧说过,“精彩的比喻,仿佛是童话里的魔棒似的,它碰到哪里,哪里就会清晰明亮起来”。可见“比喻”对明理和教学的作用早有共识。本文的“比喻教学”是指应用比喻来组织教学。
  2.符合认知规律。建构主义理论认为:学生在日常生活中,以往学习中积累了丰富的经验知识,形成独特的认知结构(即图式),学生在探究、学习中,总是在已有的知识基础上,以自已的方式理解世界。“比喻教学”就是去寻找突出学生原有“图式”中与新信息相似的知识,从已知导入未知——浅入深出,它遵循的是一个循序渐进的过程,有利于把新知识同化到原有认知结构中。
  3.默会知识教学的重要形式。“默会知识” 这一概念与理论是由匈牙利裔的英国哲学家波兰尼在《个体知识》一书中提出的,以此为出发点,知识被划分为两类:能言传的,即以书面文字、图表等清晰表达的知识称之为明确知识;知道却又不能通过语言文字符号予以清晰表达或直接传递的知识,一种只可意会不可言传的知识,称之为默会知识。利用默会知识理论,“比喻教学”无可比拟的优越性是可把只可意会的默会知识嵌入一个新的但熟悉而容易被理解的载体(情境)之中,借助联想进行传递。当然恰当载体(情境)的选择是关键,也是默会知识正确传递,不走样的关键。
  
  二、科学教学中应用“比喻教学”的价值取向
  1.帮助理解方便记忆。科学知识中一些概念和规律比较抽象深奥,采用常规教学方法难于使学生理解和掌握,但如果用学生生活中熟悉的材料或现象作比喻进行教学,就能使得抽象的概念具体化,深奥的道理浅显化,模型的构建形象化,复杂的过程直观化,知识感性生动化,记忆方便深刻化,从而帮助学生克服认知过程中的困难,同时也方便记忆。
  2.使抽象概念具体化,使深奥道理浅显化。科学课程中像动态平衡、参照物、溶解度、功和能、比热、相对湿度、元素和同位素、化合价、电压、电阻等等很多概念具有抽象特点。以动态平衡为例,处于平衡的生态系统能量的输入输出是一种“动态平衡”,“动态平衡”对初中生来说是个很抽象的概念。我在讲解时作了这样的比喻:有一水桶,其上方有一水龙头在往里注水,下方有个小洞在往外漏水。注入水的量跟流出水的量相等时,桶内的水位就保持不变,但其中的水是在不断更换的。水桶里的水就处于动态平衡。借此比喻,学生就能很好地理解此时能量输入输出是一种“动态平衡”。
  科学课程中像磁场的知识、化学变化、光学成像原因、四季更替原因、电流形成、功和能的关系,额定电压和实际电压关等等道理较深奥。以磁场有关知识为例,对于磁场的存在以及小磁针N极指示磁场方向的道理很深奥,学生往往对小磁针和磁场关系云里雾里的难以理解。如果采用形象“比喻”的方法:看窗外现在风有没有?(有)——为什么?(树梢在动)——能看出风的方向吗?(能,看树梢的偏向)——如没有树梢,风还有吗?(有)。借助小磁针我们能知道有没有磁场,正如借助树梢我们能判断有没有风;借助小磁针N极指向就能判断磁场方向,就如借助树梢的偏向我们能知道风的方向;磁体周围有没有小磁针磁场都存在就如风不管有没有树梢都存在一样。通过这种比喻使深奥的问题变得浅显,易于理解,意味无穷。
  3.使模型构建形象化,使复杂过程直观化。模型比喻常常可以帮助人们认识和理解不能直接观察到的或复杂的事物。用模型作比喻是科学研究学习中常用的方法。
  例如原子结构教学中,原子核在原子中所占的体积,可把原子比喻成地球,原子核比喻成乒乓球,就能很形象地描述了这个关系。
  又如物质三态变化,可通过下列模型比喻
  


  很容易得出:水在三态变化过程中,分子没有发生变化;而是分子的距离发生了变化。
  4.使知识感性生动化,使记忆方便深刻化。大凡学生对过程、规律等的记忆都比较头疼,有些知识还易使记忆出错,比喻可大大方便记忆。例如:在光学中研究凸透镜的成像规律时,物体一倍焦距以外物像移动关系易出错,比喻成“敌进我退,敌逃我追”;影响电阻大小时有相同情况下,导体越粗电阻越小易出错,比方成“体胖力小”;氢气还原氧化铜时的操作要点比喻成“氢气早出晚归”。
  可见,当抽象深奥、复杂或不可观察事物的学习,或记忆知识出现困难时,正是采用“比喻教学”化难为易的好时机。
  2.便于启发发展思维
  “举隅”,是孔子提出的启发式教学的一个重要方法。他在说到“不愤不启,不悱不发”之后,紧接着指出“举一隅不以三隅反,则不复也。”孔子说的就是“举一反三”、“触类旁通”的问题,暗意着应用举隅启发学生思考的必要性。这里的“举隅”就是举例打比方,也即比喻。
  例如:在学习电流有大小之后,如何测量电流的大小呢?(发散思维)。同学们打滴点的时候怎么知道滴点的快慢(水流大小)的呢?(比喻启发)。从串在其中的一段有空气的粗管来看出,以此让学生思考,学生就能以此联想(迁移思维):应该在电路中串一个相类似的东西就能测得电流。到此电流表就差不多已“毛遂自荐”了。
  再如:有位教师为使学生更好地掌握化学键的知识,直接讲其概念不能培养归纳思维、迁移思维、创新思维等,教学效果不佳。而采取这样比喻来启发引入:人体上联结关节的是键,门与门框用键相联,键是一种什么东西呢?学生就会意会到了键是一种起联结作用的东西。分子或晶体中原子或离子靠什么想联呢?靠键,称为化学键。?
  平时讲题也一样,例如,在做“pH=5的盐酸稀释1000倍,其pH是( )。A.8;B.7;c.5;D.11。”这一道选择题时,学生往往做错,你不能直接跟他讲,稀释多少倍,它还是酸性,所以PH不会超过7,因为这种不引起学生思考的教学是低效的。如果让学生思考:“糖水无限稀释,会产生苦味吗?”学生立即茅塞顿开,选题的速度大大提高。因此恰当的比喻,能够启迪思维,发展学生的迁移创新能力。比直接讲或者反复讲解要有效。
  惠子曰:夫说者,固以其所知喻其所不知,而使人知。初中学生的思维方法面临一个由具体思维向抽象思维的转变,这样的一个飞跃是学生本人所无法独立做到的。用比喻作启发在此就充当了一个很好的媒介和桥梁,它将具体和抽象联系起来,为学生提供了一个由具体思维发展为抽象思维的通道。教学中教师应懂得利用“比喻”,以已知来启发学生思考,训练培养学生各种思维能力。
  3.升华方法开拓视野
  “比喻”是一种认识事物的重要方法,在回顾那些科学结论的发现历程:有关微观、宇宙世界的研究中,由于刚开始人们不能直接观察,但人们可以用宏观世界的一些事物来描述微观世界就是一种打比方,如刚开始人们建立原子结构时就用模型来打比方:道尔顿实心球模型、汤姆森西瓜模型,卢瑟福太阳行星模型等。这是科学家们利用打比方帮助研究的实例。
  柏拉图曾断言,人类将永远不可能看到真正的世界。人类的认知能力不但受到时间和空间的限制,而且还受到自身感觉器官结构的限制;人类的经历毕竟相当有限,而且具有真伪性。因此,人类要认知周围的世界,探索未知的领域,就需要借助已知的概念,并将此映射到未知的领域,以获得新的知识和理解。于是在科学思维中,在对新概念的探索和阐述中,比喻就必然成为一种重要的工具和手段。
  例如月相变化原因的教学,由于宏观天体观察上具有局限性,不用比喻方法显然很难进行探究。应用比喻法:让同学手里都有一个一半黑一半白的小球比喻月亮,白的代表太阳光照射的一面,所以要朝向太阳光射过来的方向(如指定方向东方),学生自已当作是一个地球上的观察者。直臂托起小球,让球分别置于人的东方、北方、西方、南方等方位进行观察就能很好地探究出日、月、地位置不同是产生月相变化的原因。
  可见,“比喻具有认知力,它给我们提供了一种认识世界的新方法……透过比喻,我们可以从另一种角度认识世界”。因此,对缺少观察性事物的教学教师应多采用比喻组织教学。这种比喻性思维的运用,也给学生方法教育上增添了一条新途径,无疑,它扩大了学生认识事物的视野。
  
  三、科学教学中应用“比喻教学”的几个关键点
  1.比喻的必要性,避免画蛇添足
  由比喻的价值取向分析可知,往往用于抽象、深奥概念规律或复杂、缺乏观察性的事物的教学,或是为启发学生思维等,具有很明确的目的性。若脱离教学目的,随意添油加醋,喧宾夺主,反而分散学生注意力,淡化教学内容。例如:光从空气在同种物质中沿直线传播的知识,用激光电筒打光,然后吹点烟就能很好地显示出来。然后有老师说它好像什么啊?像一根拉直的红线,这样的比喻没有任何必要。
  2.比喻的贴近性,避免得不偿失
  所谓贴近性,就是运用简单和学生熟知的客观事实、现象作比喻,化解知识难点,使得所学知识通俗易懂,从而提高教学效率。下列事例是不宜用作比喻的:教师熟悉学生不熟悉的;涉及过多的背景知识,消耗大量时间的。否则有可能导致不比喻还有点明白,一比喻倒糊涂的情况。如有位教师在讲述电器的实际电压和额定电压的关系时,用教育中关于“因材施教”来比喻电器使用时实际电压与额定电压的关系,二者供求相符是最好。应该说他的出发点是对的,但他却忽视了学生尚未学过教育学,不太明白“因材施教”的含义,于是反而得不偿失,产生新的疑点。
  3.比喻的同构性,避免节外生枝
  同构性就是喻体和本体从性质,特征上要尽可能相似,可以此出发设计比喻。例如:100ml的酒精与100ml水混合体积小于200ml,原因是什么呢?结论:分子间有间隔,水分子跑到酒精分子的间隔中去了。因为不具有观察性,学生接受上有困难。我们可以在提出问题后,补做一个实验——100毫升小石块与100毫升沙混合体积小于200毫升,学生可观察到原因是沙跑到小石块的间隔中去了。后者作为喻体在原因特征上与前者极相似。
  比喻不能生拉硬搬,用不贴切的事物、现象来作比喻,只能弄巧成拙、节外生枝。例如:有教师用足球场上运动员的奔跑和冲撞来比喻分子运动。一来数目相差过于悬殊,二来足球比赛很难说是“无规则运动”,而这一点正是分子运动的关键特征,比喻运用极不贴切。容易让学生产生一些不应有的错误认识。比方要打得巧、打得妙可不是一件易事,这需要我们教师在自己的教学中不断地去探索挖掘、归纳和积累。
  科学概念的抽象、结构过程的复杂、规律的深奥对抽象思维能力较差的初中生来说是个巨大的挑战,我们教师在教学过程中,要勤于动脑、富于创新,通过比喻这把利器,把许多抽象、枯燥的知识通过形象、生动的比喻展开教学。另外我们还要注意引导学生自己在学习过程中多想象,巧比喻。让比喻之花在思维和想象的土壤里灿烂绽放。
  
  参考文献
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  收稿日期:2009-03-18
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