浅析高中生物课程对学生逻辑推理能力的培养.docx

浅析高中生物课程对学生逻辑推理能力的培养根据中央、国家机关2006年考试录用公务员和机关工作人员公共科目考试大纲的要求，2006年公务员考试的行政职业能力测验中的“判断推理”部分新增了一类题型-类比推理。国家公务员考试主要测查应试者从事国家机关工作必须具备的潜能，考试内容涉及到言语理解与表达、常识判断、数量关系、判断推理和资料分析等。其中“判断推理”包括图形推理、演绎推理、定义判断和类比推理等题型。由此可见，逻辑推理能力已作为国家机关工作人员的一项基本的能力。对于中学生，也应该在早期进行培养。 1、课标对于学生推理能力的要求 由中华人民共和国教育部制定的普通高中生物课程标准1以最新的生物学知识为主线内容，以学生的探究性学习为主要的学习方式，在知识、情感态度与价值观和能力三个方面提出了具体的目标。在能力方面，明确提出高中生物课程要发展学生的科学探究能力，初步学会11项基本技能，其中“根据证据作出合理判断”及“听取他人的意见，利用证据和逻辑对自己的结论进行辩护以及作必要的反思和修改”两条都涉及到逻辑推理能力。 在课标的课程设计思路中，在对必修1模块的价值有这样的描述：领悟观察、实验、比较、分析和综合等科学方法及其在科学研究过程中的应用；在对必修2模块的价值有这样的描述：领悟假说演绎、建立模型等科学方法及其在科学研究中的应用。人民教育出版社根据课标所编写的教材，充分体现了课标的要求，将推理方法的训练放在很重要的位置。下文将以人教版高中课标教材必修为例，浅析高中生物课程对学生逻辑推理能力的要求。 2、推理种类的划分 推理的种类是根据一定的标准进行划分的。根据推理前提数量的不同，可分为直接推理和间接推理；根据推理的方向，即思维进程中是从一般到特殊，或从特殊到一般，或从特殊到特殊的区别，传统逻辑将推理分为演绎推理、归纳推理和类比推理三大类。当然，还有其他的划分方法，如有些研究者将推理分为归纳推理、演绎推理和溯因推理三大类。在这种分类中，类比推理属于归纳推理。以下主要介绍高中生物教材中涉及到的三种推理形式。 归纳推理 归纳推理是由充分相信的前提过渡到相信度较小但并非不相信的结论的过程，有广义、狭义之分。传统的归纳推理仅指归纳概括，广义的归纳推理包括一切主观地不充分置信的推理，从这点上说归纳推理至少包括以下四种推理：逆推理或“导致最好说明的推理”；简单枚举法；类比法；排除归纳法。 归纳过程是一个较复杂的思维活动，它除了运用归纳推理外还需充分地获得材料，并对材料进行整理和分析，经过去粗取精、去伪存真的加工过程。搜集和整理材料的逻辑方法分别有观察、实验和比较、分析、综合等。这些要求，在课标对于必修1的价值中有描述。 演绎推理 传统的解释是指由一般性知识为前提推出特殊性或个别性知识为结论的推理。但现代逻辑学不强调这一点，它认为演绎推理就是前提蕴涵结论的推理，在这种推理中，前提与结论的联系是必然的，它的结论包含在前提之中，只要前提是真的，结论必然真。演绎推理有三段论、假言推理和选言推理等形式。 三段论推理是一种重要的演绎推理，它是性质判断三段论推理的简称，由两个包含着一个共同项的性质判断推出一个性质判断的演绎推理。三段论中的三个性质判断的名称分别为大前提、小前提和结论。包含大项的前提为大前提，包含小项的前提为小前提，包含大项和小项的判断为结论。比如，所有的植物都是需要水分的，仙人掌是植物，所以，仙人掌也是需要水分的。三段论作为一种思维形式，其包含的三个性质判断通常都是以大前提、小前提、结论这样的顺序排列。但用自然语言表达三段论时，语句顺序是灵活的，而且常常使用省略形式。例如，口语中常说“这是命令呀”，把它补充完整就是：凡是命令都是应该执行的，这句话是命令，所以，这句话应该被执行。 类比推理 类比推理是主观地不充分置信的推理之一，因此可归为广义的归纳推理的范畴。粗略地说，两个对象甲和乙在它们的n个属性上都相似，甲还有第n+1个属性，我们推出乙也有第n+1个属性。那么我们就是在进行类比推理。 类比推理不是必然的推理过程，但它可以启发人们的思想，是现代科学技术研究中模拟实验的逻辑基础。例如，地球上的生命是怎样起源的？1952年米勒设计了一个模拟实验，这个实验的结果对于揭示生命起源的奥秘具有重要意义；卢瑟福的原子模型由类比于太阳系行星模型而来，惠更斯的波动说由类比于水波声波而来。由类比提出假说，再有的放矢地进行实验验证，类比在科学发现中扮演过并将继续扮演着非常重要的作用。3、人教版教材如何着力培养学生的推理能力 人教版教材充分考虑了课标对学生推理能力的要求，在3本必修教材中作了系统的安排，下面举例说明。 关于假说-演绎法 必修2教材第7页对于“假说-演绎法”这样描述：在观察和分析基础上提出问题以后，通过推理和想像提出解释问题的假说，根据假说进行演绎推理，再通过实验检验演绎推理的结论。如果实验结果与预期结论相符，就证明假说是正确的，反之，则说明假说是错误的。这是现代科学研究中常用的一种科学方法，叫做假说-演绎法。 有些教师在上必修2教材时，觉得假说-演绎方法比较陌生。其实，在必修1中是作了铺垫的：教材第50页拓展题“溶酶体内含有多种水解酶，为什么溶酶体膜不被分解？尝试提出一种假说，解释这种现象。如有可能，通过查阅资料验证你的假说。”就是让学生自己提出假说，然后根据假说进行演绎推理，再寻找证据来验证假说。 在孟德尔的豌豆杂交实验中假说-演绎的方法凸现得比较典型；在遗传学的发展历史上，将基因定位于染色体上也是假说-演绎法的范例，只不过孟德尔提出假说用的推理主要是归纳推理，而萨顿用的是类比推理。假说提出以后，再用假说进行演绎推理，解释和预测某些现象。 必修2教材中涉及假说-演绎方法的内容还有DNA分子半保留复制方式的提出与证实、整个中心法则的提出与证实以及遗传密码的破译等内容。这些内容可以让学生体会，来领悟其中蕴含的方法。同时在教材中，编者也设计了类似的练习题对学生进行训练。如教材第38页拓展题“你怎样解释这种奇怪的现象？如何验证你的解释？”及第71页的技能训练-提出假说，得出结论：“请针对出现残翅果蝇的原因提出假说，进行解释。”必修3教材第69页进一步探究“根据你对影响酵母菌种群数量增长的因素作出的推测，设计实验进行验证。” 关于几种推理的总结 教材中的例子 推理类型 浅析 必修1第8页“实验”中的讨论题 归纳推理 “试归纳所观察到的细胞在结构上的共同点”教材一开始就对学生的归纳推理能力作了训练 必修1第14页思维拓展题 类比推理 将学校的组成层次与生命系统的层次相类比 必修1第38页思维拓展题 演绎推理 “1969年，人们在坠落于澳大利亚启逊镇的陨石中发现了氨基酸，这些氨基酸不是来自地球。由此你可以作出什么推测？”这可以看成是三段论式的演绎推理。大前提：氨基酸是组成蛋白质的基本单位，蛋白质是生命活动的主要承担者；小前提：陨石中有氨基酸；结论：陨石中存在生命形式 必修1第43页拓展题 类比推理 将细胞膜与窗纱作类比 必修1第44页问题探讨 类比推理 将细胞器与工厂的车间或部门作类比 必修1第56页技能训练 归纳推理 解释数据“有人质疑这位生物学家，要求他对这么多细胞有核部分的死亡作出合乎逻辑的解释。请你尝试为这位生物学家辩护，替他作出解释。”这属于解释原因的推理，可归为广义的归纳推理的范畴 必修1第61页探究 类比推理 将原生质层看作一层半透膜是类比推理。同时本探究还蕴含了归纳推理和演绎推理 必修1第8890页第2节 类比推理 将ATP叫做能量通货，与现金等作类比 必修1第118页想像空间 类比推理 将细胞分化与现代社会中职业的分类相类比 必修2第5页 归纳推理和演绎推理孟德尔在观察和统计分析的基础上，提出了假说；根据假说对实验现象进行解释 必修2第2728页 类比推理 萨顿通过类比推理得出结论：基因是由染色体携带着从亲代传递给下一代的 必修2第30页技能训练 类比推理 “请你运用类比推理的方法，推断基因与DNA长链的关系”对学生的类比推理能力进行训练 必修3第9页实验 类比推理 实验“生物体维持pH稳定的机制”就是让学生通过实验类比推理出生物体是如何维持pH稳定的 必修3第44页思维拓展题 类比推理 将人脑与电脑进行类比 必修3第4649页第1节 演绎推理 生长素的发现过程强调了“科学重视实证”，也强调了“逻辑推理过程”，并用技能训练栏目对学生的推理能力作了训练。这里所涉及到的严谨的逻辑推理，多数指的是演绎推理 必修3第58页思维拓展题 演绎推理 通过几个相关的前提和结论，训练学生的推理能力 教材中涉及到的对学生推理能力的培养还有很多例子，各位教师在教学过程中应充分重视对学生推理能力的培养，切实地将课标的要求落实在课堂教学中。