類比推理是人們所熟知的幾種邏輯推理中最富有創(chuàng)造性的。科學(xué)史上很多重大發(fā)現(xiàn)、發(fā)明，往往發(fā)端于類比推理，它被譽(yù)為科學(xué)活動(dòng)中的“偉大的引路人”，它推動(dòng)了假說的產(chǎn)生。利用類比推理，從特殊到特殊，可將復(fù)雜問題簡單化，陌生問題熟悉化，抽象問題形象化，達(dá)到舉一反三、觸類旁通的效果。在生物教學(xué)中，利用類比思想，還可以幫助學(xué)生理解和消化類似的生物內(nèi)容，促進(jìn)學(xué)生解題思維的發(fā)散和開拓，培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新精神和解題能力。

一、 運(yùn)用類比思想，溝通新概念與固有知識(shí)的聯(lián)系，幫助學(xué)生迅速突破重難點(diǎn)

高中生物學(xué)有大量的概念，一些概念較為深?yuàn)W，較難理解。在學(xué)習(xí)這些新概念時(shí)，如果應(yīng)用類比推理，與某些原有知識(shí)聯(lián)系，有利于學(xué)生快速對(duì)該概念的理解，突破教學(xué)重點(diǎn)、難點(diǎn)。如在學(xué)習(xí)種群特征時(shí)，教師可將種群與個(gè)體類比，個(gè)體具有出生死亡、遷入遷出、性別和年齡的特征；種群應(yīng)具有出生率死亡率、遷入率遷出率、性別比例和年齡組成的特征。這樣就使新授概念與固有知識(shí)聯(lián)系起來，快速展開教學(xué)。

又如，在學(xué)習(xí)激素調(diào)節(jié)的過程中，我們可以利用激素調(diào)節(jié)與手機(jī)工作原理的類似特征，進(jìn)行類比，以降低神經(jīng)遞質(zhì)與特異性受體的理解難度。手機(jī)的工作原理是：一只手機(jī)，一個(gè)號(hào)碼，一種信號(hào)，只要撥打這只手機(jī)的號(hào)碼，這個(gè)號(hào)碼的信號(hào)就會(huì)向四周發(fā)射，無論手機(jī)在哪里，唯獨(dú)這只手機(jī)能夠接受；激素調(diào)節(jié)也是如此，特定的激素，由特定的內(nèi)分泌腺分泌，具有特定的信號(hào)，內(nèi)分泌腺分泌這一激素后，激素會(huì)進(jìn)入全身各處血液，唯獨(dú)特定的靶細(xì)胞能夠接受、識(shí)別信號(hào)。通過這一類比，能夠增添學(xué)生的聽課興趣，幫助學(xué)生對(duì)所學(xué)知識(shí)理解更深刻，應(yīng)用更自如。

二、 運(yùn)用類比思想，將相似的知識(shí)網(wǎng)絡(luò)化、條理化

生物學(xué)中的概念，多而瑣碎，教師應(yīng)幫助學(xué)生串聯(lián)起來，將相似的知識(shí)網(wǎng)絡(luò)化、條理化，使學(xué)生迅速掌握，進(jìn)行有效教學(xué)。

在學(xué)習(xí)染色體變異時(shí)，染色體組、二倍體、多倍體和單倍體是本節(jié)課的教學(xué)難點(diǎn)，也是重點(diǎn)，單純靠記憶，容易對(duì)各概念混淆，難以掌握知識(shí)點(diǎn)間的差異，難以理解各概念的要點(diǎn)。教學(xué)時(shí)，教師可以利用相關(guān)概念與手形類似特征，進(jìn)行類比。教師先向?qū)W生展示自己的一只手，指出手指三長兩短，各不相同，類比指出：此時(shí)一個(gè)染色體組有五個(gè)成員。然后高高地伸出自己的雙手，各手指相對(duì)，類比有兩個(gè)染色體組，然后提出問題：為什么此時(shí)為兩個(gè)染色體組？學(xué)生思考，教師引導(dǎo)學(xué)生只數(shù)大拇指的數(shù)目，或者用所有十個(gè)手指數(shù)除以一個(gè)手的手指數(shù)。在講解多倍體時(shí)，教師可以用一只濕手在黑板上連續(xù)按壓三下，留下三只手印，類比此時(shí)有三個(gè)染色體組，最后教師指出以上判斷二倍體、多倍體前提是由一個(gè)受精卵發(fā)育形成的個(gè)體，每個(gè)細(xì)胞中具有的染色體數(shù)目。如果個(gè)體是由生殖細(xì)胞發(fā)育形成的個(gè)體，不管細(xì)胞中染色體的數(shù)目多少，全為單倍體。這樣，本節(jié)課的各概念按著“染色體組——二倍體——三倍體——多倍體——單倍體”思路串聯(lián)起來，使知識(shí)網(wǎng)絡(luò)化、條理化。

又如，光合作用過程中，ATP、[H]、C5化合物和C3化合物變化情況，光合作用強(qiáng)度、呼吸作用強(qiáng)度和凈光合作用強(qiáng)度三者的關(guān)系是學(xué)生學(xué)習(xí)中的一個(gè)難點(diǎn)，不易掌握。在復(fù)習(xí)中，教師可以先在黑板上，畫出一個(gè)水箱，一個(gè)進(jìn)水管，一個(gè)出水管，然后提問，水箱中水量由什么決定？（學(xué)生答：進(jìn)水量與出水量的差值決定）然后教師類比建立模型：ATP的積累量（水箱中的水）等于光反應(yīng)下合成ATP的量（進(jìn)水量）與暗反應(yīng)ATP消耗量（出水量），當(dāng)光照強(qiáng)度降低，合成ATP的量減小，短時(shí)間內(nèi)消耗ATP的量不變，所以ATP積累量降低；當(dāng)CO2濃度降低，暗反應(yīng)消耗ATP的量減少，短時(shí)間內(nèi)合成ATP的量不變，所以ATP積累量增加。通過以上講解和類比后，再推廣到[H]、C5化合物和C3化合物變化情況，以及光合作用強(qiáng)度、呼吸作用強(qiáng)度和凈光合作用強(qiáng)度三者的關(guān)系，將類似知識(shí)點(diǎn)“打包”，使學(xué)生更好地理解和應(yīng)用光合作用和呼吸作用的知識(shí)。

三、 運(yùn)用類比思想，培養(yǎng)學(xué)生解決問題的能力

德國著名哲學(xué)家康德說過：“每當(dāng)理智缺乏可靠論證的思路時(shí)，類比思想這個(gè)方法往往能指引我們前進(jìn)?！鳖惐韧评黼m然不具有邏輯的必然性，卻是科學(xué)探索的重要源頭。在教學(xué)中，當(dāng)遇到一個(gè)棘手的問題時(shí)，可以借助學(xué)生生活中熟悉的事物進(jìn)行類比，培養(yǎng)他們解決問題的能力。

例如，在計(jì)算Aa自交代數(shù)與子代基因型AA、Aa、aa之間的關(guān)系時(shí)，很多同學(xué)總是算錯(cuò)，碰到類似的試題時(shí)，學(xué)生還會(huì)害怕。如何化解初學(xué)者的恐懼，是教學(xué)者應(yīng)該思考的問題。教師首先講解Aa自交第一代基因型及比例為1/4AA、1/2Aa、1/4aa。子一代中1/4AA和1/4aa自交結(jié)果不變，全為1/4AA和1/4aa，子一代1/2Aa自交結(jié)果是在1/2的部分中有1/4AA、1/2Aa、1/4aa。那么AA共有1/4AA+1/2×1/4AA，aa共有1/4aa+1/2×1/4aa。然后教師類比切蛋糕：第一次將蛋糕切成1/4（AA）、1/2（Aa）、1/4（aa）三部分，如圖1；第二次在中間的1/2部分切成1/4（AA）、1/2（Aa）、1/4（aa）；按此思路進(jìn)行第三切、第四切，能夠化解學(xué)生對(duì)純數(shù)理知識(shí)理解的難度。

應(yīng)用類比推理，培養(yǎng)學(xué)生的解題能力，前提是試題與類比的事物必須具有某些相似的屬性，然后從這種相似的屬性出發(fā)，通過類比思想，找到形數(shù)的統(tǒng)一，避免繁瑣的數(shù)學(xué)推理，起到不細(xì)講自明的效果。尤其是在講某些難題時(shí)，按照傳統(tǒng)方法講，學(xué)生聽不懂，或者不能深刻理解。教師要以學(xué)生熟悉的一些事物為聯(lián)系，以結(jié)構(gòu)形式的類比為突破口，進(jìn)行講解，培養(yǎng)學(xué)生類比推理的能力。

四、 運(yùn)用類比推理，大膽猜想，培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)造性思維能力

應(yīng)用類比推理，大膽猜測問題答案，得出結(jié)論，這是人們生活生產(chǎn)中常運(yùn)用的一種思維方式，也是新課程理念提倡的創(chuàng)造性思維模式，近年來高考也都注重這方面的考查。

例：（2012年新課標(biāo)卷第32題）某草原上生活著鹿、兔、狼和狐等生物，雄鹿有角、雌鹿無角，通常情況下這種鹿的雌雄個(gè)體分群活動(dòng)（生殖季節(jié)除外）。有人提出“鹿角效應(yīng)”假說解釋這種同性聚群現(xiàn)象，即一群形態(tài)相同的食草動(dòng)物能迷惑捕食者，降低被捕食的風(fēng)險(xiǎn)，回答下列問題：

（1）該草原上的雌鹿群和雄鹿群屬于 （填“不同”或“同一”）種群。

（2）草、鹿、兔、狼、狐和土壤中的微生物共同形成了一個(gè) （填“種群”、“群落”或“生態(tài)系統(tǒng)”）。

（3）為探究“鹿角效應(yīng)”假說是否成立，某同學(xué)用狗（能將拋入流水池中的漂浮物叼回來）、項(xiàng)圈和棍棒做了如下3組實(shí)驗(yàn)：甲組同時(shí)向流水池中拋出兩個(gè)相同項(xiàng)圈，乙組同時(shí)拋出兩個(gè)相同棍棒，丙組則同時(shí)拋出一個(gè)項(xiàng)圈和一個(gè)棍棒，記錄每次拋出后狗叼回第一個(gè)漂浮物的時(shí)間。若丙組平均時(shí)間 （填“大于”、“等于”或“小于”）其他兩組，則實(shí)驗(yàn)結(jié)果支持該假說。測試時(shí)要求甲、乙、丙3組拋出項(xiàng)圈或棍棒的距離 （填“相同”或“不同”），本實(shí)驗(yàn)中項(xiàng)圈或棍棒相當(dāng)于該草原上的 。

解析：該題考查生態(tài)學(xué)部分的基礎(chǔ)知識(shí)，考查學(xué)生對(duì)種群、群落基本概念的理解，又引入了模擬實(shí)驗(yàn)進(jìn)行了類比，對(duì)實(shí)驗(yàn)分析能力和知識(shí)的理解層次有更深的要求。第（3）小問中，以“鹿角效應(yīng)”為探究點(diǎn)，考查學(xué)生的分析探究能力。鹿角效應(yīng)即一群形態(tài)相同的食草動(dòng)物能迷惑捕食者，降低被捕食的風(fēng)險(xiǎn)。在狗叼項(xiàng)圈和木棍活動(dòng)中進(jìn)行類比：“狗”相當(dāng)于“捕食者”，“項(xiàng)圈”或“木棍”相當(dāng)于“雌鹿”或“雄鹿”。當(dāng)狗單獨(dú)叼兩個(gè)木棍或兩個(gè)項(xiàng)圈時(shí)，類比成捕食者捕食雄鹿或雌鹿；當(dāng)狗同時(shí)叼一個(gè)項(xiàng)圈和一個(gè)木棍時(shí)，類比成捕食者同時(shí)捕食雄鹿和雌鹿。只有當(dāng)狗同時(shí)叼一個(gè)項(xiàng)圈和一個(gè)木棍所用時(shí)間比單獨(dú)叼兩個(gè)木棍或兩個(gè)項(xiàng)圈所用時(shí)間要短時(shí)，才能說明捕食者捕食兩種鹿要比單獨(dú)捕食一種鹿要容易得多。通過如此類比，大膽猜想，化解了學(xué)生認(rèn)為的捕食兩種鹿更難的定向思維。顯然，類比推理是獲取新知的重要源泉，它可以培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)造性思維能力。

波利亞說過：“如果沒有相似推理，那么無論是在初等數(shù)學(xué)還是在高等數(shù)學(xué)中，甚至在其他任何領(lǐng)域，本來可以發(fā)現(xiàn)的東西，也可能無從發(fā)現(xiàn)?！痹谏飳W(xué)中又何嘗不是呢？類比推理可以幫助學(xué)生溝通新知識(shí)與固有知識(shí)的聯(lián)系，使學(xué)生掌握教學(xué)的重難點(diǎn)，將相似的知識(shí)網(wǎng)絡(luò)化、條理化，提高學(xué)生發(fā)現(xiàn)問題、分析問題和解決問題的能力，提高學(xué)生的實(shí)踐能力和創(chuàng)新精神，在高中生物學(xué)教學(xué)中具有重要作用。

參考文獻(xiàn)

[1] 楊貞藹.類比在高中數(shù)學(xué)教學(xué)中的應(yīng)用.教學(xué)月刊，2012（6）.

（責(zé)任編輯 楊 子）