運(yùn)用邏輯形式理解生命科學(xué)本質(zhì)的教學(xué)策略

閆榮

摘 要：概念、判斷、推理是思維的結(jié)構(gòu)形式。在教學(xué)中合理運(yùn)用邏輯學(xué)工具，形成將邏輯理論滲透于科學(xué)教育過(guò)程中的策略，以發(fā)展學(xué)生辨析概念、恰當(dāng)判斷、建立假說(shuō)、合理推理的能力，幫助學(xué)生透徹理解生命科學(xué)的本質(zhì)，這為在科學(xué)探究中發(fā)展思維提供理論支持，為改善生物學(xué)教學(xué)中培養(yǎng)學(xué)生邏輯思維能力提供一些啟示。

關(guān)鍵詞：邏輯學(xué) 生命科學(xué)本質(zhì) 判斷 推理 策略

生命科學(xué)教育是科學(xué)教育的重要組成部分，它應(yīng)當(dāng)使學(xué)生認(rèn)清科學(xué)的性質(zhì)，領(lǐng)悟生命科學(xué)的本質(zhì)。那么，科學(xué)的本質(zhì)是什么呢？科學(xué)是人們對(duì)自然界的探究過(guò)程，探究中會(huì)發(fā)生思維活動(dòng)，思維是人類(lèi)認(rèn)識(shí)的理性部分，它以抽象、概括的方式反映世界。概念、判斷、推理等是思維的結(jié)構(gòu)形式，屬于邏輯科學(xué)的內(nèi)容，邏輯科學(xué)為人類(lèi)思維提供了必要工具。所以，在教學(xué)中合理運(yùn)用邏輯科學(xué)，可以幫助學(xué)生透徹理解生命科學(xué)的本質(zhì)。

下面，就運(yùn)用邏輯科學(xué)指導(dǎo)生命科學(xué)教育的策略分述如下：

一、判斷

判斷是肯定或否定某種事物的存在的思維過(guò)程，在形式上用一個(gè)命題表達(dá)出來(lái)。什么是命題呢？

1.命題與判斷

判斷的對(duì)象是命題。生物學(xué)事實(shí)有不同的情況，當(dāng)人們認(rèn)識(shí)了事物的情況，并通過(guò)語(yǔ)句把這種認(rèn)識(shí)陳述和表達(dá)出來(lái)，就形成了命題。這樣，命題都會(huì)有所陳述，但命題的陳述是否正確，就需要判斷。

2.將命題轉(zhuǎn)化為命題形式

命題與語(yǔ)句有著密切的聯(lián)系。一方面，任何命題都是通過(guò)語(yǔ)句來(lái)表達(dá)的，沒(méi)有語(yǔ)句，也就沒(méi)有命題；另一方面，命題是語(yǔ)句的內(nèi)容，語(yǔ)句是命題的物質(zhì)載體。所以，要進(jìn)行正確的判斷，就需要從邏輯的角度對(duì)命題的語(yǔ)句進(jìn)行分析。

命題形式是多種多樣的，根據(jù)不同的標(biāo)準(zhǔn)可以對(duì)命題形式進(jìn)行不同的分類(lèi)，根據(jù)命題聯(lián)結(jié)詞的不同，將命題劃分為否命題、聯(lián)言命題、選言命題和假言命題。例如：

[例1] 否命題：決定果蠅紅眼、白眼的基因都不是常染色體上的基因。

[例2] 聯(lián)言命題：基因和環(huán)境都影響性狀表現(xiàn)。

[例3] 選言命題：決定果蠅白眼的基因或者在性染色體上，或者在常染色體上。

[例4] 假言命題：如果果蠅白眼性狀與性別相關(guān)聯(lián)，那么決定白眼性狀的基因就在性染色體上。

以上都是不同形式的具體命題，如果把命題事項(xiàng)用字母代表，舍去命題的具體內(nèi)容，使命題符號(hào)化，則轉(zhuǎn)化為邏輯形式。上述命題的邏輯形式分別為：

[例1] 所有的S都不是P，（否命題）

[例2] a與b有R關(guān)系（聯(lián)言命題）

[例3] P或者q（選言命題）

[例4] 如果P，那么q（假言命題）

上例中的四個(gè)命題，通過(guò)轉(zhuǎn)化形成了命題形式。[例1]是否命題，就是直接陳述對(duì)象不具有某種性質(zhì)的簡(jiǎn)單命題。[例2]是聯(lián)言命題，是陳述若干事物情況共同存在且有某種關(guān)系的命題。[例3] 是選言命題，是陳述若干事物情況中至少有一種情況存在的命題。[例4]是假言命題，是陳述某一事物情況存在是另一事物情況存在的條件的命題。

二、用論證法演繹推理

在演繹推理中，推理過(guò)程是邏輯證明的過(guò)程，要借助于一定的論證方式來(lái)完成，而論證方式是論據(jù)和論題的聯(lián)系方式，即在證明中從論據(jù)推出論題的推理形式。論證方式是回答“怎樣證明”這一問(wèn)題的，常用反證法、選言證法、假言證法等進(jìn)行推理。

1.反證法

反證法就是通過(guò)證明與原命題相矛盾的反論題的虛假性來(lái)確定原論題真實(shí)性的間接證明方法。

反證法的邏輯論證過(guò)程是：

論題：P

反論題：非P

論證非P假

所以，P真（根據(jù)排中律）

例如：

求證：常染色體隱性遺傳病。

假設(shè)：X染色體隱性遺傳病。

證明：如果是Xb決定有病，則Ⅱ-3的基因型為XbXb，，那么Ⅰ-1為XbY應(yīng)表現(xiàn)有病。Ⅰ-1無(wú)病，說(shuō)明假設(shè)錯(cuò)誤。

所以，這是常染色體隱性遺傳病。

2.選言證法

選言證法又叫做淘汰法。其證明步驟為：先找出與原論題有關(guān)的所有可能性，構(gòu)成一個(gè)選言命題，其次，證明原論題外的其它所有選言支不成立，從而根據(jù)選言推理的否定肯定式，推出原論題為真。

選言證法的邏輯論證過(guò)程是：

論題：p

論證：p或q或r

且非q、非r

所以，P

例如：摩爾根果蠅雜交實(shí)驗(yàn)：紅眼雌性果蠅與白眼雄性雜交，F(xiàn)1全為紅眼。F1雌雄交配，F(xiàn)2紅眼和白眼之間的數(shù)量比是3：1，但白眼性狀只表現(xiàn)在雄性個(gè)體中。

求證： 白眼性狀的遺傳方式

假設(shè)：控制白眼的基因在X染色體上，或在Y染色體上，或在常染色體上。

證明：① 如果在常染色體上，則F2中白眼果蠅的性別還應(yīng)當(dāng)有雌性。F2無(wú)此現(xiàn)象，所以基因不在常染色體上。

② 如果如果在Y染色體上，則F1雄果蠅應(yīng)為白眼。F1無(wú)此現(xiàn)象，所以基因不在Y染色體上。

③ 由于①、②的結(jié)論不成立，因此，剩下的只有最后一種情況。

所以，白眼性狀的遺傳方式是伴X隱性遺傳。

通過(guò)上述求證，摩爾根及其同事后來(lái)做了這樣的假設(shè)：果蠅白眼的遺傳方式是伴X隱性遺傳，Y染色體上沒(méi)有它的等位基因，進(jìn)而完成了教材敘述的假言推理，并用測(cè)交進(jìn)行了驗(yàn)證，通過(guò)假說(shuō)演繹法得出了基因在染色體的結(jié)論。

在教學(xué)實(shí)踐中，如果利用邏輯推理形式——邏輯符號(hào)指導(dǎo)論證的思路，其簡(jiǎn)潔的論證結(jié)構(gòu)則會(huì)使許多學(xué)生豁然開(kāi)朗；而且，這種教學(xué)策略也使科學(xué)家的思維程序得到很好的展示，讓學(xué)生體悟科學(xué)家的探究歷程，使新課程理念能夠得以落實(shí)，這是凸顯科學(xué)本質(zhì)的教學(xué)策略。

總之，思維能力是各種能力的核心部分。要培養(yǎng)學(xué)生的思維能力，應(yīng)以知識(shí)教學(xué)為載體，在幫助學(xué)生構(gòu)建方法、觀點(diǎn)、思想的過(guò)程中形成特定的心里特征，而將邏輯學(xué)提供的研究思維的形式結(jié)構(gòu)及其規(guī)律和簡(jiǎn)單的邏輯方法滲透到教學(xué)中，無(wú)疑會(huì)使教學(xué)活動(dòng)更接近科學(xué)的本質(zhì)，實(shí)現(xiàn)授人以漁。endprint