熟練邏輯推理是順利解答生物習(xí)題的必要條件

高中學(xué)生有讀初中生物容易拿高分，上了高中卻難以學(xué)好生物的感覺。問題出在哪里?原因之一就是學(xué)生缺乏相應(yīng)的邏輯推理能力。要具有一定的邏輯推理能力才能學(xué)好高中生物，邏輯推理能力的培養(yǎng)也是高中生物教學(xué)目標(biāo)之一，教材中也不乏科學(xué)家(具有較強(qiáng)的邏輯推理能力)運(yùn)用邏輯推理方法來研究生物學(xué)問題的典型例子。高考說明也對此作了要求：“能運(yùn)用所學(xué)的知識(shí)與觀點(diǎn)，通過比較、分析與綜合等方法對某些生物學(xué)問題進(jìn)行解釋、推理、做出合理的判斷或得出正確的結(jié)論。……具有對一些生物學(xué)問題進(jìn)行初步探究的能力，包括運(yùn)用觀察、實(shí)驗(yàn)與調(diào)查、假說演繹、建立模型與系統(tǒng)分析等科學(xué)研究方法。”

邏輯推理幫助人們正確地思考問題和表達(dá)思想，是人類認(rèn)識(shí)到一定階段后出現(xiàn)的思維方法，是人們認(rèn)識(shí)世界和改造世界的必要工具，也是衡量一個(gè)人智力層次的重要內(nèi)容，對學(xué)生以后的學(xué)習(xí)和工作都有重要意義。下面就教材中出現(xiàn)的相關(guān)邏輯推理內(nèi)容進(jìn)行淺析及舉例運(yùn)用邏輯推理方法來解答生物試題。

1 教材中運(yùn)用邏輯推理方法的典型例子

在必修2教材孟德爾的豌豆雜交實(shí)驗(yàn)中運(yùn)用了“假說一演繹”的邏輯推理方法。“假說—演繹”是通過對已有材料進(jìn)行分析、綜合，總結(jié)出一個(gè)結(jié)論，然后以這個(gè)結(jié)論為假說進(jìn)行演繹推理，至于這個(gè)假說是否正確，就要用實(shí)驗(yàn)來驗(yàn)證。孟德爾巧妙地設(shè)計(jì)了測交實(shí)驗(yàn)對演繹推理得出的結(jié)論進(jìn)行驗(yàn)證，驗(yàn)證結(jié)果符合假說，于是得出了分離定律。

在必修2教材薩頓提出基因位于染色體上運(yùn)用了“類比推理”。類比推理是根據(jù)兩個(gè)(類)對象在一系列屬性上的相似，而且已知其中的一個(gè)對象還具有其他屬性，由此提出另一個(gè)對象也具有相似的其他屬性的結(jié)論。薩頓用蝗蟲為材料研究精子的卵子的形成過程發(fā)現(xiàn)同源染色體的分離與孟德爾假設(shè)的一對遺傳因子(等位基因)的分離非常相似，于是提出基因位于染色體上的假說。類比推理得出的結(jié)論并不一定正確，還需要實(shí)驗(yàn)的檢驗(yàn)。薩頓提出的假說由摩爾根的實(shí)驗(yàn)得以證明。

在必修3教材中有兩句話：“內(nèi)環(huán)境穩(wěn)態(tài)是機(jī)體進(jìn)行正常生命活動(dòng)的必要條件”；“隔離是物種形成的必要條件”。這兩句結(jié)論屬于必要條件假言推理。必要條件假言推理的有效推理形式有兩種。第一種，肯定前件不能肯定后件，否定前件便能否定后件；第二種，肯定后件便能肯定前件，否定后件不能否定前件。有內(nèi)環(huán)境穩(wěn)態(tài)不一定能進(jìn)行正常生命活動(dòng)，沒有內(nèi)環(huán)境穩(wěn)態(tài)就一定不能進(jìn)行正常生命活動(dòng)；能進(jìn)行正常生命活動(dòng)必定有內(nèi)環(huán)境穩(wěn)態(tài)，不能進(jìn)行正常生命活動(dòng)不一定沒有內(nèi)環(huán)境穩(wěn)態(tài)。有了隔離不一定有物種形成，沒有隔離就一定沒有物種形成；有物種形成就一定有隔離，沒有物種形成不一定沒有隔離。

教材中除上面出現(xiàn)明顯邏輯推理的字眼內(nèi)容外，其實(shí)還有很多其他例子。如達(dá)爾文研究植物生長具有向光性，研究植物光合作用時(shí)魯賓和卡門運(yùn)用同位素標(biāo)記法，噬菌體侵染細(xì)菌的實(shí)驗(yàn)赫爾希和蔡斯也運(yùn)用同位素標(biāo)記法等。

2 運(yùn)用邏輯推理方法進(jìn)行解題

【例1】下列關(guān)于內(nèi)環(huán)境的敘述，錯(cuò)誤的是(

)

A 組織細(xì)胞必須通過內(nèi)環(huán)境才能獲得營養(yǎng)物質(zhì)

B 細(xì)胞外液是內(nèi)環(huán)境

C 胃液、尿液、淚液是體液，但不屬于內(nèi)環(huán)境

D 內(nèi)環(huán)境穩(wěn)態(tài)的生理意義是生命活動(dòng)進(jìn)行正常的必要條件

這道題難度不大，學(xué)生在做這一道題是用排除法選對答案(c)。但要學(xué)生分析為什么C選項(xiàng)是錯(cuò)誤的時(shí)，學(xué)生因教材上沒有對這三種液體進(jìn)行相關(guān)敘述且又缺乏邏輯推理能力而回答不出來。其實(shí)，對C項(xiàng)稍微分析、推理一下就可判斷其對錯(cuò)。體液包括細(xì)胞內(nèi)液和細(xì)胞外液，若這三種液體都屬于體液的話，那就，或是細(xì)胞內(nèi)液或是細(xì)胞外液，但因不屬于內(nèi)環(huán)境，即不屬于細(xì)胞外液，故只能是細(xì)胞內(nèi)液。可是，這三種液體不是存在于細(xì)胞里面的，即不為細(xì)胞內(nèi)液，因此c項(xiàng)是錯(cuò)誤的。

【例2】下列關(guān)于癌細(xì)胞的分化程度和特點(diǎn)的表述中，正確的是(

)

A 分化程度低，細(xì)胞粘著性降低

B 分化程度高，細(xì)胞無限增殖

C 分化程度低，細(xì)胞形態(tài)結(jié)構(gòu)無變化

D 分化程度高，細(xì)胞易分散和轉(zhuǎn)移

這一道題是考查必修1癌細(xì)胞特征的內(nèi)容。教材上沒有對癌細(xì)胞分化程度進(jìn)行敘述，有一部分學(xué)生因缺乏邏輯推理能力而回答錯(cuò)誤。通過教材里所列的癌細(xì)胞特征可知，C項(xiàng)是錯(cuò)誤的；剩下A項(xiàng)、B項(xiàng)和D項(xiàng)的后半句都是正確的，就看前半句了，如果是分化程度高的話，那么B項(xiàng)和D項(xiàng)就都正確，可是單選題，只能有一項(xiàng)正確，可推知分化程度低是正確的。故A項(xiàng)正確。

【例3】嚴(yán)重缺鐵的病人可能會(huì)出現(xiàn)(

)

A 丙酮酸中毒

B 乳酸中毒

C 尿素中毒

D CO₂中毒

鐵是構(gòu)成血紅蛋白的成分，血紅蛋白主要運(yùn)輸氧氣。由嚴(yán)重缺鐵就可推斷血紅蛋白合成不足，由于血紅蛋白合成不足就會(huì)引起人體運(yùn)輸氧氣的能力下降，繼而造成人體缺氧，最終可推斷出人體進(jìn)行無氧呼吸而產(chǎn)生乳酸，乳酸過多就會(huì)導(dǎo)致乳酸中毒。

3 教學(xué)建議

生物教師在平時(shí)的教學(xué)中應(yīng)該加強(qiáng)邏輯推理能力的培養(yǎng)，盡管高中數(shù)學(xué)有相關(guān)邏輯推理的內(nèi)容(如三段論、必要條件、充分條件、充分必要條件等)。在教材上出現(xiàn)了關(guān)于邏輯推理方面的內(nèi)容就要適當(dāng)補(bǔ)充相關(guān)知識(shí)并進(jìn)行適當(dāng)?shù)挠?xùn)練。如：講到“假說一演繹”時(shí)，補(bǔ)充講解三段論演繹推理知識(shí)；講到必要假言推理時(shí)，補(bǔ)充講解充分假言推理和充分必要假言推理；講到“線粒體是有氧呼吸的主要場所”，就要補(bǔ)充講解這不是全部場所，還有次要場所(細(xì)胞質(zhì)基質(zhì))。

總之，教師應(yīng)幫助學(xué)生掌握邏輯推理方法、提高邏輯推理能力才能讓學(xué)生學(xué)好高中生物，喜歡生物學(xué)科，將來從事生物學(xué)科相關(guān)工作。