學科教育論文-淺析高中生物課程對學生邏輯推理能力的培養(yǎng).doc

學科教育論文-淺析高中生物課程對學生邏輯推理能力的培養(yǎng)根據(jù)中央、國家機關(guān)2006年考試錄用公務(wù)員和機關(guān)工作人員公共科目考試大綱的要求，2006年公務(wù)員考試的行政職業(yè)能力測驗中的“判斷推理”部分新增了一類題型-類比推理。國家公務(wù)員考試主要測查應試者從事國家機關(guān)工作必須具備的潛能，考試內(nèi)容涉及到言語理解與表達、常識判斷、數(shù)量關(guān)系、判斷推理和資料分析等。其中“判斷推理”包括圖形推理、演繹推理、定義判斷和類比推理等題型。由此可見，邏輯推理能力已作為國家機關(guān)工作人員的一項基本的能力。對于中學生，也應該在早期進行培養(yǎng)。1、課標對于學生推理能力的要求由中華人民共和國教育部制定的普通高中生物課程標準（實驗）（以下簡稱課標）1以最新的生物學知識為主線內(nèi)容，以學生的探究性學習為主要的學習方式，在知識、情感態(tài)度與價值觀和能力三個方面提出了具體的目標。在能力方面，明確提出高中生物課程要發(fā)展學生的科學探究能力，初步學會11項基本技能，其中“根據(jù)證據(jù)作出合理判斷”及“聽取他人的意見，利用證據(jù)和邏輯對自己的結(jié)論進行辯護以及作必要的反思和修改”兩條都涉及到邏輯推理能力。在課標的課程設(shè)計思路中，在對必修1模塊的價值有這樣的描述：領(lǐng)悟觀察、實驗、比較、分析和綜合等科學方法及其在科學研究過程中的應用；在對必修2模塊的價值有這樣的描述：領(lǐng)悟假說演繹、建立模型等科學方法及其在科學研究中的應用。人民教育出版社根據(jù)課標所編寫的教材，充分體現(xiàn)了課標的要求，將推理方法的訓練放在很重要的位置。下文將以人教版高中課標教材必修為例，淺析高中生物課程對學生邏輯推理能力的要求。2、推理種類的劃分推理的種類是根據(jù)一定的標準進行劃分的23。根據(jù)推理前提數(shù)量的不同，可分為直接推理和間接推理；根據(jù)推理的方向，即思維進程中是從一般到特殊，或從特殊到一般，或從特殊到特殊的區(qū)別，傳統(tǒng)邏輯將推理分為演繹推理、歸納推理和類比推理三大類。當然，還有其他的劃分方法，如有些研究者將推理分為歸納推理、演繹推理和溯因推理三大類。在這種分類中，類比推理屬于歸納推理（都不是必然性的推理過程）。以下主要介紹高中生物教材中涉及到的三種推理形式。2.1歸納推理歸納推理是由充分相信的前提過渡到相信度較小但并非不相信的結(jié)論的過程，有廣義、狹義之分。傳統(tǒng)的歸納推理僅指歸納概括，廣義的歸納推理包括一切主觀地不充分置信的推理，從這點上說歸納推理至少包括以下四種推理：（1）逆推理或“導致最好說明的推理”；（2）簡單枚舉法；（3）類比法；（4）排除歸納法。歸納過程是一個較復雜的思維活動，它除了運用歸納推理外還需充分地獲得材料，并對材料進行整理和分析，經(jīng)過去粗取精、去偽存真的加工過程。搜集和整理材料的邏輯方法分別有觀察、實驗和比較、分析、綜合等。這些要求，在課標對于必修1的價值中有描述。2.2演繹推理傳統(tǒng)的解釋是指由一般性知識為前提推出特殊性或個別性知識為結(jié)論的推理。但現(xiàn)代邏輯學不強調(diào)這一點，它認為演繹推理就是前提蘊涵結(jié)論的推理，在這種推理中，前提與結(jié)論的聯(lián)系是必然的，它的結(jié)論包含在前提之中，只要前提是真的，結(jié)論必然真。演繹推理有三段論、假言推理和選言推理等形式。三段論推理是一種重要的演繹推理，它是性質(zhì)判斷三段論推理的簡稱，由兩個包含著一個共同項的性質(zhì)判斷推出一個性質(zhì)判斷的演繹推理。三段論中的三個性質(zhì)判斷的名稱分別為大前提、小前提和結(jié)論。包含大項的前提為大前提，包含小項的前提為小前提，包含大項和小項的判斷為結(jié)論。比如，所有的植物都是需要水分的（大前提），仙人掌是植物（小前提），所以，仙人掌也是需要水分的（結(jié)論）。三段論作為一種思維形式，其包含的三個性質(zhì)判斷通常都是以大前提、小前提、結(jié)論這樣的順序排列。但用自然語言表達三段論時，語句順序是靈活的，而且常常使用省略形式（有省略大前提或小前提或結(jié)論等形式）。例如，口語中常說“這是命令呀”，把它補充完整就是：凡是命令都是應該執(zhí)行的（大前提），這句話是命令（小前提），所以，這句話應該被執(zhí)行（結(jié)論）。2.3類比推理類比推理是主觀地不充分置信的推理之一，因此可歸為廣義的歸納推理的范疇。粗略地說，兩個對象甲和乙在它們的n個屬性上都相似，甲還有第n+1個屬性，我們推出乙也有第n+1個屬性。那么我們就是在進行類比推理。類比推理不是必然的推理過程，但它可以啟發(fā)人們的思想，是現(xiàn)代科學技術(shù)研究中模擬實驗的邏輯基礎(chǔ)。例如，地球上的生命是怎樣起源的？1952年米勒設(shè)計了一個模擬實驗，這個實驗的結(jié)果對于揭示生命起源的奧秘具有重要意義；盧瑟福的原子模型由類比于太陽系行星模型而來，惠更斯的波動說由類比于水波聲波而來。由類比提出假說，再有的放矢地進行實驗驗證，類比在科學發(fā)現(xiàn)中扮演過并將繼續(xù)扮演著非常重要的作用。3、人教版教材如何著力培養(yǎng)學生的推理能力人教版教材充分考慮了課標對學生推理能力的要求，在3本必修教材456中作了系統(tǒng)的安排，下面舉例說明。3.1關(guān)于假說-演繹法必修2教材第7頁對于“假說-演繹法”這樣描述：在觀察和分析基礎(chǔ)上提出問題以后，通過推理和想像提出解釋問題的假說，根據(jù)假說進行演繹推理，再通過實驗檢驗演繹推理的結(jié)論。如果實驗結(jié)果與預期結(jié)論相符，就證明假說是正確的，反之，則說明假說是錯誤的。這是現(xiàn)代科學研究中常用的一種科學方法，叫做假說-演繹法。有些教師在上必修2教材時，覺得假說-演繹方法比較陌生。其實，在必修1中是作了鋪墊的：教材第50頁拓展題“溶酶體內(nèi)含有多種水解酶，為什么溶酶體膜不被分解？嘗試提出一種假說，解釋這種現(xiàn)象。如有可能，通過查閱資料驗證你的假說?！本褪亲寣W生自己提出假說，然后根據(jù)假說進行演繹推理，再尋找證據(jù)來驗證假說。在孟德爾的豌豆雜交實驗中假說-演繹的方法凸現(xiàn)得比較典型；在遺傳學的發(fā)展歷史上，將基因定位于染色體上（薩頓提出假說，摩爾根通過實驗證實）也是假說-演繹法的范例，只不過孟德爾提出假說用的推理主要是歸納推理，而薩頓用的是類比推理。假說提出以后，再用假說進行演繹推理，解釋和預測某些現(xiàn)象。必修2教材中涉及假說-演繹方法的內(nèi)容還有DNA分子半保留復制方式的提出與證實（第52頁，沃森和克里克提出遺傳物質(zhì)自我復制的假說，1958年科學家以大腸桿菌為實驗材料，設(shè)計了一個巧妙的實驗，證實了DNA是以半保留的方式復制的）、整個中心法則的提出與證實（第6869頁）以及遺傳密碼的破譯（第7375頁）等內(nèi)容。這些內(nèi)容可以讓學生體會，來領(lǐng)悟其中蘊含的方法。同時在教材中，編者也設(shè)計了類似的練習題對學生進行訓練。如教材第38頁拓展題“你怎樣解釋這種奇怪的現(xiàn)象？如何