善用科學史，增進邏輯思維能力

應笑燕

摘要：邏輯思維是人的理性認識階段。科學核心素養要求學生必須培養邏輯思維能力。充分利用科學史材料，可以通過重演、分析評價、推理等方式，培養學生在判斷概括、分析比較、綜合推理等方面的邏輯思維能力。

關鍵詞：邏輯思維;科學史;科學核心素養

學生常常抱怨看不懂題目，尤其是說理題和探究題中的評價問題，找不到切入點，答案寫成了小作文，卻還是一無所獲。筆者總結學生的解題過程，發現了原因：青少年思維邏輯性較差，主要體現在對某些現象或問題的條件亂套或因果順序混亂，導致學生對事物的本質分析不清。

一、邏輯思維的內涵

獲得知識的方法有多種，而整理知識最有效的方法就是邏輯思維。所謂邏輯思維，是指人運用概念、判斷、推理等思維類型反映事物本質與規律的認識過程。

邏輯思維是一種理性認識活動，人們首先把收集到的具體信息材料抽象成概念，然后進行判斷，并按一定邏輯關系進行推理演繹，從而產生新的認識。邏輯思維具有規范、嚴密、確定和可重復的特點。

邏輯思維核心理論包括歸納與演繹、分析與綜合、抽象與概括、比較思維法、因果思維法、遞推法、逆向思維法，而運用和掌握這些思維形式和方法的程度，就是邏輯思維的能力。

二、科學核心素養要求學生必須培養邏輯思維能力

科學課程的學習內容應該包括知識及獲得知識的方法。知識可能會落伍、會不適用于各種不同的實際情況，但獲得知識的方法是通用的，分析比較推理綜合的能力才是適用于未來社會發展和個人終身成長的必備品格和關鍵能力。整個獲得知識的過程，就是邏輯思維能力。

有人將科學學科的核心素養定義為：學生在接受科學教育過程中逐步形成的適應個人終身發展和社會發展需要的必備品格和關鍵能力，是學生通過科學學習內化的帶有科學學科特性的品質，是科學學科育人價值的集中體現。科學學科核心素養包括四個方面：科學觀念及應用，科學思維與創新，科學探究與交流，科學態度與責任。

貫穿科學的核心素養的四個方面的認識過程，用抽象的思維將事物的本質及物質間的內在聯系概括歸納，這個過程就是邏輯思維的過程。所以說科學學科核心素養要求學生必須培養邏輯思維能力。

學者歸納出培養邏輯思維的方法主要有：提供感性材料，促使抽象和概括能力的開發，注重知識的遷移和轉化，在練習中突出思維的引導作用等。

三、充分利用科學史材料，培養學生的邏輯思維能力

科學史是科學課程的重要組成之一，同時科學史也是寶貴的教學資源，其獨特的研究視角和豐富的內涵決定了它具有多方面的教育價值。

1.創設情境，重演歷史上的實驗過程

現在的科技進步是無數代科學研究工作者摸索的結果，這個過程中出現了無數的里程碑式的重要發現或發明。創設情境，引導學生重現當時的實驗，培養學生判斷和歸納的能力，著重培養因果邏輯。

以奧斯特實驗為例。課堂教學中以“如何判定一個鐵釘是否有磁性”作為開始，然后學生分組實驗判斷通電前后導線周圍是否有磁場。由于事先沒有說明小磁針的擺放方向和觀察的時機，所以還有幾組學生沒有成功。而這恰與科學史重合了。借此契機，學生討論電生磁實驗的機要。

科學不僅僅是靜態的原理知識，更是動態的實驗過程和推理發現的過程。學生只有經歷了意外，才會更慎重地通過重演實驗過程，用心歸納其操作要點后，更會思考失敗背后的原因，從中更深刻地理解響應的科學原理。

2.轉換視角，評價當時的實驗過程和實驗結論

科學進步不是一蹴而就的。許多科學發現都受限于當時的整體科學認知，最后會被判定錯誤或不準確。但不能否認，這些錯誤發現對當時的整體社會而言已經是一種進步。解析科學史的材料，引導學生以現在的科學眼光，評價當時的實驗過程和實驗結論，培養學生的分析比較的能力。

以海爾蒙特實驗為例。在探討“光合作用的條件”的過程中，以海爾蒙特實驗為線索分析。引導學生分析當時的結論“海爾蒙特認為使柳樹生長的主要物質不是來自土壤，而是水”，尋找其中的科學錯誤。但這個錯誤并非海爾蒙特的過錯，實際受限于當時的人們對空氣的認識不足導致的。

通過分析科學史上某些重要實驗的不足，學生能增加對科學概念和科學方法的判斷，同時以現代的視角，重新設計更科學更合理的實驗，培養學生應用和表達的能力。

3.合理推理，綜合認識科學歷史與科學觀念

科學史不僅是對過去實際發生的事情的述說，也包括對這種述說背后起支配作用的觀念進行反思和解釋。在初中階段，地球形狀的認識過程、宇宙的起源，這兩段科學史的描述都是從占人的認知開始，由于觀察工具等技術的進步，最終形成了新的認識。分析歷史的同時，引導學生同論背后起支配作用的觀念如神學、唯物學等。

比如的板塊構造學說及自然選擇學說，書本對這兩個學說的敘述相對較詳細，并且其建立過程涉及多方面的證據，如古生物學、地質學、生物生理學等，學生沒有那些知識儲備，無法自行舉證，所以一般是在課堂中進行邏輯分析的訓練，如“對下列材料進行分析，判斷它能否成為大陸漂移說的證據”。另一方面，以現有的學說和事實為證據，引導學生推理學說與事實不相符的矛盾之處，綜合認識利.學歷史和科學觀念。

綜上所述，科學史是科學發展的過程記錄，是以前的科學家思維過程的具體化內容。通過重新整理、挖掘、解構科學史材料，學生能感受、模仿前人的邏輯思維，并培養出自己的分析、比較、歸納、綜合、推理能力，提高個人的科學核心素養，適應以后的社會發展和個人終身學習。

參考文獻

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