科学学习:斯坦福黄金学习法则
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Ⅴ.运用类比容易出现的问题

运用类比的学习过程中容易出现两类问题,需要我们格外注意。首先,学习者可能无法从类比中总结出蕴含其中的深层结构,或是干脆读出了目标内容之外的东西。比如,学生们类比了原子结构与太阳系结构之后,可能会得出“这里面所有的东西都是球”这一规律,却忽视了按轨道运行、质量集中在核心、组成元素散布在相对较大的空间中等关键特征。当然了,客观来说这类问题可能只是美中不足,因为即便学习者没能一下子看出来我们想让他们看出来的类比关系,努力思考深层结构和共通原理的过程,也足以作为构建更通透理解的良好铺垫(请参考本书章节J)。

而更为严重的问题是,为目标特征选择的类比不恰当,类比关系无法准确反映问题。例如,随着科学技术的飞速发展,当今人们对原子的了解越来越精准,原子结构与行星轨道的概念类比已经不再适用(见图A.5)。若是要举一个生活中更常见的例子,那么最耳熟能详的莫过于电流与水流的类比。人们常用水管中的水流来类比电线中的电流。这确实能帮助人们直观地理解电流的概念,但同时也引入了一个错误概念:如果根据这个类比来推理,那么点亮一串彩灯时小灯泡应当是按顺序逐个亮起,因为电流(水流)要流经导线(水管)。这里出现的问题并非类比推理的逻辑有误,而是类比本身就不严谨!更准确的类比描述应当是,水管中已经充满水,打开水龙头后管子里的水会同时流动起来。总而言之,在利用类比的时候,务必要选择合适准确的例子,谨防误人子弟。当然,刚开始学习的时候,可以先用一个简单的例子进行类比,随着学习者的理解不断加深,再用更准确的类比例子取而代之。但这里还要再提醒一句,如果一开始学习时的理解有误,早期形成的误解在之后可能很难消除(请参考本书章节U)。

说过了两种常见的问题,我们再结合实践中的情况进行讨论。乍看上去,要求学习者自己为学习内容选择类比例子应该是个不错的主意。但这又会带来另一个问题,因为人们总会不由自主地在已知的范围内寻找类比对象,而很难从全新的角度来思考问题的本质。比如,如果我们邀请你找一个用来类比DNA脱氧核糖核酸(Deoxyribonucleic acid, DNA),可组成遗传指令,以引导生物发育与生命机能运作。的例子,你可能会想到工程蓝图(二者都是复杂系统的核心指南)、一串编程指令(二者都是用简单而有限的代码进行组合,创造出无限可能),或是一条麻绳(二者都是螺旋缠绕的形态)。虽然这些例子都很棒,但都只从一个我们已经熟悉的角度来体现DNA的某一特征,因此这些类比并没有带来多少额外的价值。因此,如果我们想要发挥出类比案例所能带来的更大学习价值,则应邀请更多人一起加入构思类比的过程,然后再一起分享讨论,看看哪个类比对于表达目标内容更为贴切。这既能帮助学习者了解挑选优质类比的标准,又能促进对目标概念本身的深入理解。

图A.5 太阳系和原子结构模型的类比已经过时了,人们对原子结构的最新理解已与太阳系的结构不同