Аналогии на уроках химии и биологии

Метод аналогии на уроках химии и биологии

Понятие аналогия происходит от древнегреческого ἀναλογἰα — соответствие, сходство и означает подобие, равенство отношений; сходство предметов (явлений, процессов) в каких-либо свойствах, а также познание путём сравнения.

Аналогия – это прием познания, при котором на основании сходства объектов по одним признакам заключают об их сходстве и по другим признакам. В основе аналогии лежит факт, что объекты сходны не только в одном, но и в других отношениях.

Аналогия как метод исследований используется в науке со времен античного мира.

Еще Аристотель писал: «По аналогии — здесь я имею в виду [тот случай], когда второе так относится к первому, как четвертое к третьему… [например], старость так [относится] к жизни, как вечер к дню…». То есть два элемента в одной системе относятся друг к другу так же, как два других в другой.

О роли аналогий как в научном познании, так и в процессе обучения говорили многие видные ученые. Так, Кеплер высказал следующее суждение: «Я больше всего дорожу Аналогиями, моими самыми верными учителями. Они знают все секреты Природы, и ими меньше всего следует пренебрегать».

. Аналогия – эффективна при изучении тех разделов химии и биологии, которые не могут быть проиллюстрированы экспериментами и требуют развитого абстрактного мышления.

В этих случаях аналогии – это единственный способ сделать учебный материал доступным для определенных категорий учащихся.

Иными словами, если явление слишком сложное или его невозможно представить визуально, используют метод аналогий. 

Далее будут представлены некоторые примеры использования метода аналогий для обучения.

В биологии есть немало тем, которые сложны для восприятия и понимания учащихся. В этом случае мы опираемся на имеющийся у учащихся житейский опыт или же актуализируем ранее полученные знания для решения новых задач.

В курсе 8-го класса проводим аналогию между человеком и оркестром, где каждый орган – «музыкальный инструмент» играет свою «партию» (например, сердце – «барабан», легкие – «гармонь» и др.). Однако, благодаря «дирижеру» - нервно-гуморальной регуляции организм – «оркестр» работает слаженно и согласованно.

При изучении клетки и её органоидов, для лучшего усвоения органоидов и их функций. Приводим следующие аналогии: ЭПС (синтезирует, накапливает в своих цистернах различные вещества , а также транспортирует их) – метро г. Москвы (карта метро), Комплекс Гольджи – холодильник, где упаковываются, накапливаются и хранятся продукты (накопление и «упаковка» химических соединений; митохондрии (энергетический центр клетки) – батарейка сотового телефона;

На уроке в 9м классе при изучении механизма биосинтеза белка используем аналогию с производством целлюлозы и бумаги на Целлюлозном комбинате в г. Коряжма

Ещё несколько примеров аналогий, которые можно использовать при изучении биологии.

1.  Полная аналогия строения стеблей злаков и современных высотных сооружений. Стебли злаковых растений способны выдерживать большие нагрузки и при этом не ломаться под тяжестью соцветия. Если ветер пригибает их к земле, они быстро восстанавливают вертикальное положение. В чем же секрет? Оказывается, их строение сходно с конструкцией современных высотных фабричных труб — одним из последних достижений инженерной мысли.

2.  В теле глубоководных губок рода Euplectellas высококачественное оптоволокно. По результатам тестов оказалось, что материал из скелета этих 20-сантиметровых губок может пропускать цифровой сигнал не хуже, чем современные коммуникационные кабели, при этом природное оптоволокно значительно прочнее человеческого благодаря наличию органической оболочки. Скелет глубоководных губок рода Euplectellas построен из высококачественного оптоволокна.

3.  Конструкция Эйфелевой башни основана на научной работе швейцарского профессора анатомии Хермана фон Мейера. За 40 лет до сооружения парижского инженерного чуда профессор исследовал костную структуру головки бедренной кости в том месте, где она изгибается и под углом входит в сустав. И при этом кость почему-то не ломается под тяжестью тела.Основание Эйфелевой башни напоминает костную структуру головки бедренной кости.

Рыба плывет, отталкиваясь от водоворотов, которые выталкивают ее вперед. На основе этого принципа кораблестроители начали работать над созданием подводных судов, двигающихся с легкостью рыбы.

Например, почему кот в холодную погоду сворачивается в клубок? Чтобы ответить на поставленный вопрос, надо провести аналогию с законом геометрии: «Из всех тел равного объема наименьшую поверхность имеет шар» и законом физики «Теплоотдача прямо пропорциональна площади поверхности». Таким образом, кот максимально уменьшает свою поверхность, чтобы уменьшить теплоотдачу.

Существует много примеровприменения метода аналогий для объяснения, закрепления и контроля полученных учащимися знаний, причём не только для ребят с недостаточным пространственным воображением.

Так, учебной программы О.С. Габриелян использовал метод аналогий для обучения «успешных» детей при изучении сложной и одной из главнейших тем курса химии «Периодическая система химических элементов Д.И. Менделеева». Он представил её в виде большого дома, в котором дружно живут все химические элементы, известные человеку.
Каждому элементу в доме – таблице отведена своя «квартира» со строго определённым номером. Также строго распределена и этажность этих квартир – периоды – этажи. 
Как и порядковый номер элемента, номер периода – этажа несёт в себе важнейшую информацию о строении атомов химических элементов. По «этажности» вся Периодическая система делится на 7 периодов. Внизу находятся «подвальные» этажи, где «живут» 14 элементов-близнецов, очень похожих по своим химическим свойствам: одни – на лантан (La), другие, четырнадцать – на актиний (Ac), живущие на верхних этажах системы.

В 8 классе, когда ещё только начинается изучение химии, для более общего представления

того, как будет развиваться рассмотрение всего материала, использую аналогию, связанную с предметом русский язык. В младших классах ребята учат буквы, мы в химии – символы химических элементов. Затем из букв складывают слова, мы – составляем формулы химических соединений. В языке из слов – предложения, в химии – уравнения химических реакций.

Трудно идёт составление формул веществ.Создание супружеской пары - аналогия сложного вещества, состоящего из катиона и аниона. Люди, вступающие в брак, обладают разными чертами характера, у них разные привычки, распорядок дня. Но, несмотря на это, они образуют супружескую пару, начинают вести совместный образ жизни и становятся единым целым, создавая семью. Так же образованы и сложные вещества: кислоты, основания и соли. Они, как супружеские пары, состоят из разноимённо заряженных ионов: катиона и аниона, которые притягиваются друг к другу. И так будет всегда. В сложном веществе не может быть два катиона или два аниона. Договорились, что глава семьи – мужчина, на первом месте, положительный ион (+), женщина, на втором – отрицательный ион (-).

В основе классификации химических реакций лежит признак сложности веществ. Представим ситуацию: мы решили испечь пирог. Для приготовления теста нам необходима мука, молоко, сахар, соль, масло, дрожжи. Мы взяли несколько компонентов, а получим сложный продукт – тесто. В реакциях соединения тот же принцип: вступает несколько простых или сложных веществ, а образуется всегда одно сложное.

При работе с ОВР некоторым учащимся очень трудно бывает определить, что является восстановителем или окислителем, кто отдаёт электроны, кто – принимает. Использую такой метод: смотрим на степень окисления, если СО увеличилась ( горка), то это процесс окисления, элемент отдаёт электроны, ну, а если СО уменьшилась (Под горку), то процесс восстановления, элемент принимает электроны.

При составлении реакций с солями необходимо проверить условие: мы его называем - низ, верх, вода.

Методика решения многих расчётных задачстановится яснее при использовании аналогий. Например, установление массы исходного вещества по известной массе продукта реакции легко объясняется при составлении кулинарных рецептов.
Если известно, сколько муки надо взять для изготовления торта, то нетрудно рассчитать её количество для изготовления двух, трёх и т.д. тортов.
Эта же аналогия подходит для разъяснения смысла задач на избыток. Если в рецепте указано несколько ингредиентов (к примеру, мука и сахар), и один из них (допустим, сахар) уже израсходован, то оставшуюся муку никаким способом в торт не превратить.

в 9-ом классе учащиеся охотно пишут сочинения об одном или группе химических элементов, положив в основу сюжета их химическое превращение или какой-либо химический процесс. Так, ученица 9-ого класса Демьяненко Анастасия написала сочинение-сказку о щелочных металлах.

Сравнения сложных биолого - химических процессов с различными ситуациями из повседневной жизни выполняют разнообразные функции: предоставляют возможность представить то, что невозможно увидеть в школьных условиях, служат средством открытия новых закономерностей, объясняют некоторые явления, помогают запомнить сложные научные понятия и понять их сущность. Метод аналогии делает уроки более интересными, разнообразными, а учебный материал более понятным и доступным для понимания.