原标题:谨防科学课中的逻辑错误

科学思维的两个基本要素就是尊重事实、遵循逻辑。科学课中的科学探究必须是一个引导学生展开理性思维、遵循逻辑的过程,这样才能避免出现以偏概全、自相矛盾、偷换论题等逻辑错误。

对科学本质的界定,虽然有不少不同的理解,但一致认同的有这样三点:第一,科学是一种实证系统;第二,科学的结论是符合逻辑的;第三,科学的结论是有局限性的。科学课要体现科学的本质,就要重视学生逻辑思维的培养,但由于小学生受到思维局限性的影响,经常会出现以偏概全、自相矛盾、偷换论题等逻辑错误。因此,在科学教学中,教师要积极引导学生认识:科学都是符合逻辑的,科学的结论要经得起实证的检验,也要经得起逻辑的检验。

谨防以偏概全

所谓以偏概全,就是指用片面的观点看待整体问题。小学科学课常见的实验论证模式是“提出假设—寻找证据—得出结论”,但由于学生受到思维局限性的影响,寻找的证据往往不够充分、不够全面,以致出现以偏概全的逻辑错误。

例如,看到加入白色粉末的液体加热后能让马铃薯浮起来,就说白色粉末是食盐;把燃烧的细木条放进小苏打和白醋混合的杯里,火焰熄灭了,学生就认为是二氧化碳造成的;在研究了本班所有学生的指纹后,就说每个人的指纹都不相同……

为了防止学生出现以偏概全的错误,教师可以从三个方面入手加以引导。

首先,要引导学生寻求更多的证据。如《马铃薯在液体中的沉浮》一课,教师提问:“白色粉末一定是食盐吗?”并出示一些相同性状的物质,甚至调制一些白糖溶液、小苏打溶液,以证明不是只有食盐溶液能让马铃薯浮起来,同时,还可以利用同年级其他班级的实验证据,或者同年级上一年度留下的实验数据作为证据。

其次,反证法也是一种有力的证明方式,如在《声音是怎样产生的》一课教学中,教师让正在发声的物体停止振动,并追问“还会有声音吗”,反过来证明没有振动就没有声音。

再次,在结论前加一个前提或条件。例如,在研究两块磁铁吸合在一起磁力会增大时,一定要强调是环形磁铁(条形磁铁不同);在研究了本班所有学生的指纹后,只能说全班学生的指纹都不相同。这样的处理方式隐含了“科学结论是有局限性的,也是可以发展的”这一辩证关系。

正视自相矛盾

自相矛盾也是常见的逻辑错误之一。由于材料、操作等原因,小学生的探究活动常常出现一些和结论不符的情况。这时,教师的引导显得尤为重要,可以帮助学生避免自相矛盾的错误。

以《水和食用油的比较》一课为例。为了比较水和食用油的轻重,学生需要把水和食用油混合,观察油在水中的位置。实验后,多数小组汇报:食用油浮在水的上面,说明油比水轻。当教师板书结论时,忽然有一个学生提问:“老师,我发现有几滴油在水的下面,这几滴油是比水重吧?”教师一阵意外,想了想说:“你看,大多数油浮在了水的上面,说明油比水轻。”同一种油,为什么只有这几滴会比水重?这肯定与结论自相矛盾。教师的引导也不妥,“大多数油浮在水的上面,说明油比水轻”,难道科学的结论是以量的多少来决定的?其实,教师不必急于下结论,可以让学生猜一猜这几滴油在水下的原因,还可以让学生下课后再看一看,这几滴油还在水的下面吗?因为那几滴油终归是要浮起来的。这样引导,不仅有益于学生得出正确的科学结论,还有助于培养学生持续观察的能力。

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再如《热是怎样传递的》一课,有一小组的实验记录如下图(数字表示火柴掉下来的顺序)

谨防科学课中的逻辑错误

很明显,这样的现象与结论是自相矛盾的,教师切不可无视这些异样的数据,而应该引导学生思考:他们小组为什么会这样,可能是什么原因造成的?把这些“课堂意外”变成宝贵的生成性教学资源。

明辨因果关联

教学中,学生总是简单地将相关事件解释为因果关系。如《物体在水中是沉还是浮》一课中,因为看到有些重的物体沉了,所以就得出“物体的沉浮与轻重有关”的结论;在《磁铁的磁性》一课中,因为磁铁中间吸起回形针的个数为0,所以得出“磁铁中间没有磁性”的结论。

学生之所以简单地将相关事件解释为因果关系,首先是由于学生认知水平、思维特点的局限性。他们不像成人那样有综合、全面判断是非的能力,需要教师在教学中不断地进行引导,帮助其获得经验的积累。这是一个循序渐进的过程。其次,教师要十分注意实验材料的科学性,只有通过有结构、有意义的材料组合,才能很好地揭示事物之间的联系。如研究物体沉浮的因素时,教师提供了一组大小相同、轻重不同,轻重相同、大小不同的物体,很好地揭示了物体沉浮与大小、轻重的关系。再如《磁铁的磁性》一课,教师给学生提供了比回形针更小更轻的铁质物体,学生通过实验发现,磁铁中间不是没有磁性,而是磁性很弱。

警惕偷换论题

偷换论题主要是指转移论题,使前后论述的问题不一致。由于小学生的思维具有跳跃性,常会犯转移论题的逻辑错误。

如在教学《磁铁有磁性》一课时,教师引出磁性的概念后问:“为什么铜钥匙和铝盖不能被磁铁吸引?”旨在向学生阐明磁铁不能吸引金属铜和铝。这时,有一个小组提出了不同意见:“铜钥匙和铝盖中虽然有铁的成分,但铁的成分不多,所以没有办法被磁铁吸引。”由于教师准备不足,难以进行正确引导,导致后面陆续有学生提出类似的观点。

此案例中,学生就是犯了偷换论题的逻辑错误。实验过程中,教师引出的论题是“金属铜、铝能否被磁铁吸引”,而学生的论题是“铁的多少对磁铁吸引的影响”,这是两个不同的论题。那么学生的说法有没有道理呢?仔细分析,学生认为“铜钥匙和铝盖中虽然有铁的成分,但铁的成分不多”,这不是基于真实观察的结果,而是他们的猜测,真实观察到的现象是铜钥匙和铝盖不能被磁铁吸引。面对质疑,教师可以这样引导:“老师也无法判断铜钥匙和铝盖里面有没有铁的成分,但是有一点可以肯定,铜钥匙的主要材料是铜,铝盖的主要材料是铝,磁铁不能吸引铜钥匙和铝盖。因此,我们可以得出结论,磁铁不能吸引金属铜和铝。至于物体里面铁的多少能对磁铁吸引产生影响是另外一个研究问题,我们有机会可以去研究。”

因此,当学生出现转移论题的时候,教师一定要及时纠正,引导学生根据证据来说话,思考论点与论据之间的关系,这样才能使教学回到正轨。

由此可见,真正的科学探究必须是一个引导学生展开理性思维、遵循逻辑的过程,这样才能避免出现以偏概全、自相矛盾、偷换论题等逻辑错误。

来源:《教学月刊·小学版》(综合)2019.12

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