運用邏輯形式理解生命科學本質的教學策略

閆榮

摘 要：概念、判斷、推理是思維的結構形式。在教學中合理運用邏輯學工具，形成將邏輯理論滲透于科學教育過程中的策略，以發展學生辨析概念、恰當判斷、建立假說、合理推理的能力，幫助學生透徹理解生命科學的本質，這為在科學探究中發展思維提供理論支持，為改善生物學教學中培養學生邏輯思維能力提供一些啟示。

關鍵詞：邏輯學 生命科學本質 判斷 推理 策略

生命科學教育是科學教育的重要組成部分，它應當使學生認清科學的性質，領悟生命科學的本質。那么，科學的本質是什么呢？科學是人們對自然界的探究過程，探究中會發生思維活動，思維是人類認識的理性部分，它以抽象、概括的方式反映世界。概念、判斷、推理等是思維的結構形式，屬于邏輯科學的內容，邏輯科學為人類思維提供了必要工具。所以，在教學中合理運用邏輯科學，可以幫助學生透徹理解生命科學的本質。

下面，就運用邏輯科學指導生命科學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程，在形式上用一個命題表達出來。什么是命題呢？

1.命題與判斷

判斷的對象是命題。生物學事實有不同的情況，當人們認識了事物的情況，并通過語句把這種認識陳述和表達出來，就形成了命題。這樣，命題都會有所陳述，但命題的陳述是否正確，就需要判斷。

2.將命題轉化為命題形式

命題與語句有著密切的聯系。一方面，任何命題都是通過語句來表達的，沒有語句，也就沒有命題；另一方面，命題是語句的內容，語句是命題的物質載體。所以，要進行正確的判斷，就需要從邏輯的角度對命題的語句進行分析。

命題形式是多種多樣的，根據不同的標準可以對命題形式進行不同的分類，根據命題聯結詞的不同，將命題劃分為否命題、聯言命題、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] 聯言命題：基因和環境都影響性狀表現。

[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聯，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，如果把命題事項用字母代表，舍去命題的具體內容，使命題符號化，則轉化為邏輯形式。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關系（聯言命題）

[例3] P或者q（選言命題）

[例4] 如果P，那么q（假言命題）

上例中的四個命題，通過轉化形成了命題形式。[例1]是否命題，就是直接陳述對象不具有某種性質的簡單命題。[例2]是聯言命題，是陳述若干事物情況共同存在且有某種關系的命題。[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，推理過程是邏輯證明的過程，要借助于一定的論證方式來完成，而論證方式是論據和論題的聯系方式，即在證明中從論據推出論題的推理形式。論證方式是回答“怎樣證明”這一問題的，常用反證法、選言證法、假言證法等進行推理。

1.反證法

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

反證法的邏輯論證過程是：

論題：P

反論題：非P

論證非P假

所以，P真（根據排中律）

例如：

求證：常染色體隱性遺傳病。

假設：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應表現有病。Ⅰ-1無病，說明假設錯誤。

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的所有可能性，構成一個選言命題，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：摩爾根果蠅雜交實驗：紅眼雌性果蠅與白眼雄性雜交，F1全為紅眼。F1雌雄交配，F2紅眼和白眼之間的數量比是3：1，但白眼性狀只表現在雄性個體中。

求證： 白眼性狀的遺傳方式

假設：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當有雌性。F2無此現象，所以基因不在常染色體上。

② 如果如果在Y染色體上，則F1雄果蠅應為白眼。F1無此現象，所以基因不在Y染色體上。

③ 由于①、②的結論不成立，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。

通過上述求證，摩爾根及其同事后來做了這樣的假設：果蠅白眼的遺傳方式是伴X隱性遺傳，Y染色體上沒有它的等位基因，進而完成了教材敘述的假言推理，并用測交進行了驗證，通過假說演繹法得出了基因在染色體的結論。

在教學實踐中，如果利用邏輯推理形式——邏輯符號指導論證的思路，其簡潔的論證結構則會使許多學生豁然開朗；而且，這種教學策略也使科學家的思維程序得到很好的展示，讓學生體悟科學家的探究歷程，使新課程理念能夠得以落實，這是凸顯科學本質的教學策略。

總之，思維能力是各種能力的核心部分。要培養學生的思維能力，應以知識教學為載體，在幫助學生構建方法、觀點、思想的過程中形成特定的心里特征，而將邏輯學提供的研究思維的形式結構及其規律和簡單的邏輯方法滲透到教學中，無疑會使教學活動更接近科學的本質，實現授人以漁。endprint