初中生物学教材中“类比推理”的理解与运用

初中生物学教材中!类比推理"的理解与运用
陈秋香（福建省漳州市教育科学研究院漳州363000）
摘要类比推理作为科学思维的基本形式之一，在目前的生物学教学中引起了教师的关注。

本文充分挖掘了人教版初中生物学教材中渗透的类比推理案例，并指出中学生物学教师注重培养初中生类比推理能力，发展科学思维，做好初高中科学思维能力培养的衔接。

关键词类比推理科学思维理解运用初中生物学
类比推理是指从两个（类）对象的相似性和一个
（类）对象的已知特征推出另一个（类）对象也具有这个特征的过程$ 类比推理简称类比#它是科学思维的
基本形式之一。

在人教版高中生物学教材必修2《遗
传与进化》中有专栏进行介绍，因而高中教师对此方法
并不陌生。

而人教版初中生物学教材并没有对此方
法进行专栏介绍或明确写出,致使初中教师对此方
法的理解与运用，还是比较模糊，甚至是忽视的$仔
细翻阅初中生物学教材，就不难发现在许多栏目和
正文里均有渗透类比推理的方法$所以教师应充分
地挖掘教材，在教学中渗透“类比推理”思想，努力培
养初中生类比推理的技能,做好初高中学生科学思
维能力培养的衔接。

运用类比推理关键是寻找合适的类比对象，关注
对象之间的相似性$而相似对象又具有多种多样的属
性，按类比对象属性的不同或类比逻辑的不同，人教版
初中教材中渗透了几种常见的类比推理类型$下文提
供了一些如何理解和运用类比推理的参考性建议。

1模拟类比推理
模拟类比推理是按已知事物的形状结构和比例，
类比未知事物的形状和比例的一种思维方式$有很多
生物的结构形态是微小的，必须借助一定科学方法才
便于认识和学习。

因此,模拟生物结构模型的教学方
法显得至关重要$类比推理应用于模型建构教学过程
中的模型制作，是初中生物学教学中常用的一种教学
方式,它通过活动让学生亲历检验，在体验中理解知
识，不仅可以激发学生的学习兴趣,培养动手能力，而
且有效发展了学生科学思维能力$
例如，在人教版初中生物学教材七年级（上）第2
单元第3章“动物细胞”一节中的模拟制作，在尝试制
作动物细胞模型时，除了用教材中介绍的塑料袋类比
细胞膜、琼脂类比细胞质和果脯类比细胞核外,教师可
鼓励学生选择其他合适的材料进行替代与改造。

从教
学实践经验中了解到，学生会产生很多预想不到的创
新思路：将塑料袋改为透明气球，琼脂改为橡皮泥、土
豆淀粉等;用不同种子的颜色拼出平面的细胞结构模
型;将线粒体结构呈现出来等。

这种模拟类比推理将不易观察的细胞膜、细胞质和细胞核等微小的结构形象化、立体化。

此类方法也可运用于细菌、病毒和染色体等相关细微的生物或结构的模型制作上$
类比推理也常常用于实验教学中，用于真实条件学生难以完成的实验，通过类比学生能更好地理解这些实验的原理。

例如，七年级（下）“探究馒头在口腔中的变化”实验中，“馒头块、不搅拌”和“馒头碎屑、搅拌”的对比,模拟是否经过“牙齿的咀嚼和舌的搅拌”$类似的还有八年级（下）模拟实验“精子与卵细胞随机结合”，其中黑、白棋子分别模拟精子细胞和卵细胞，在纸盒中随机抽取模拟精子细胞与卵细胞的随机结合。

此外,模拟类比推理在教材中也有用图片的形式出现，通过类比把抽象的概念具体化。

例如，八年级（上）第6单元第2节“从种到界”中，狼在动物分类中位置的金字塔图，每层容量大小类比不同等级的生物分类单位，所代表概念范围大小与包含之间的关系$
2因果类比推理
通过因果关系进行类比推理，即用已知事物间的因果关系去研究其他事物之间类似或相同的因果关系，寻找解决问题的新思路。

因此，要先厘清已知事物之间的因果关系，再寻找合适类比对象。

例如，在七年级（上）第2单元第4节“细胞的生活”中，关于“细胞生活需要的能量是从哪里来”的概 念教学，笔者考虑到七年级学生对能量理解存在一定的困难，就在教学中渗透“汽车需要加油，是因为汽油、柴油能给汽车提供能量”这一因果类比推理的思维。

同理，人们每天摄取食物中的营养物质，不仅能提供给建造自身的物质，还能给身体提供能量。

这一实例会让学生联想到自身的经历,即肚子饿了,会影响到精力和体力$
类似因果类比推理的其他案例如：在七年级（上）第3单元第4章“绿色植物是生物圈中有机物的制造者”一节中，此节引言中将绿色植物类比为天然的“工厂”，能够利用简单的无机物合成复杂的有机物，养活了地球上几乎所有的生物。

其中叶绿体类比为“车间”，是“能量转换器”。

以上的因果类比推理可将抽象问题转换为学生亲身感受，不仅让能量、动力等词形
象化,易于理解，同时可培养学生想象力与类比推理思维。

这种因果类比推理，也可以运用于知识拓展上，培养学生知识迁移能力。

例如，学生学完植物蒸腾作用后，教师可以设计问题:“绿色植物是天然加湿器吗？”让学生辨别真假，并举例说明$加湿器是城镇学生所熟悉的生活用品，用一个与学生生活十分贴近的例子，让学生探索加湿器的喷口相当于气孔，其内管道相当于水分在植物体内运输的管道$这种因果类比推理，可以将所学知识加以联系,形成解决问题的知识网，不仅可激发学生学习兴趣,也避免了单纯复习蒸腾作用概念与意义的枯燥，培养了学生科学思维和学以致用的能力$
3平行类比推理
平行类比推理如果从逻辑角度看,其含义是由两个事物的某些属性相同，推论它们在另一属性上也可能相同的一种间接推理。

逻辑形式简单表示为：A对象具有性质a、b、c、d，B对象具有性质a、b、c，进而推出B也具有性质d，这里强调的推理关系是平行的［1：$
例如，在八年级（上）第5单元第4章“细菌”一节的观察与思考栏目中提出问题:“试根据细菌的结构推测，细菌能够像植物那样自己制造有机物吗？”显然推测细菌的营养方式是本节的重点与难点,知识较抽象,跳跃大，难理解。

这时，教师要引导学生先回忆“动物细胞与植物细胞的结构概念”，应用比较方法,再引入“细菌与动物细胞和植物细胞结构的异同点是什么？”等问题互动，然后归纳说出细菌与植物细胞结构的异同点。

植物细胞有叶绿体，能进行光合作用，属于自养型;动物细胞没有叶绿体，不能进行光合作用，属于异养型;从而平行类比推理出细菌细胞没有叶绿体，也不能进行光合作用,属于异养型。

采用这种平行逻辑类比推测，可以呈现给学生一个清晰的、从理论到运用的学习过程，进而帮助学生形成重要概念。

平行类比推理也可运用于教材重难点的化解上$例如，在七年级（上）第2单元第1章“细胞通过分裂产生新细胞”一节中，“一部分细胞长到一定的大小就会进行分裂，而不能无限制生长”。

此知识点是本节的难点，教师可通过腌制萝卜块的大小不同,会引起入味效果不同的原理，引导学生类比分析细胞生长过大,会影响对周围营养物质吸收的效率，因而推理细胞不能无限制长大$通过生活化事例的平行类比推理，降低了对知识理解的难度,将抽象的生命知识规律形象化,且化繁为简化难为易,也培养了学生类比推理的思维［2］$4概念类比推理
概念类比推理就是利用类比方式引入熟知的概念,有助于帮助学生识别新概念与旧知识的相似之处以及它们的特征、属性。

在初中生物学教材中有些概念比较深奥、抽象，较难理解，甚至容易混淆。

如果在概念教学时，能从学生身边熟悉的概念作为学习新概念的切入口，利用概念之间的类比推理,让学生在原有的知识基础上获得新知识,又迅速突破重难点,可以更好地理解新概念的内涵与外延。

例如，在八年级（上）第5单元第2章“动物的运动”一节中“观察与思考”的讨论题:“关节对骨的运动有什么意义如果用房间的门来举例，它相当于门上的什么结构？”关节可以使骨的运动更加灵活,从这功能属性看,与生活中熟悉的门轴是相类似的。

这种概念类比推理应用相对简单，抓住概念某一相类似特征即可类比$这些特征还可以是大小关系、相互包含关系，如生物的分类等级单位界、门、纲、目、科、属和种是比较抽象的概念,学生难以理解其中大小与包含关系。

若从学生已学过的概念：个体、系统、器官、组织、细胞、细胞核和染色体等进行类比，可一目了然地帮助学生厘清概念之间大小及相互包含关系，进而理解概念的内涵与外延，掌握新概念的主要特征,也复习了旧概念,培养学生概念类比推理能力$
当然，类比推理因为类比范围相对较狭隘,其运用也会受到一定限制。

除了上述几种常见模式运用以外,较多的时候是与其他科学方法相互渗透和综合运用才能更好地解决问题$类比推理作为人类核心的认知能力之一，在教学上也有其他科学方法无法替代的优势［3］$教师要有意识地培养学生的类比推理能力，帮助学生理解概念、提升学生科学思维，也为高中阶段的学习打好基础$
（基金项目：教育部福建师范大学基础教育课程研究中心2019年开放课题“基于科学思维培养的初中生物学复习课实践研究”，No.KCZ—2019028%福建省基础教育课程教学研究2019年度课题“核心素养统领下的中学生物学实验创新研究”,No.MJYKT2019-138）
主要参考文献
&1］吴孝良，魏金萍.基于"类比推理”法的习题课教学&J］.生物学教学，2019,44（4）:77-78.
&2］陈秋香•初中生物学教学中理性思维的培养策略［J］・生物学 教学，2017,42（10）:35—36.
&3］张晓光.国内类比推理研究综述&J］•哲学动态，2000（5）：11-12.0。