善用科学史，增进逻辑思维能力

应笑燕

摘要：逻辑思维是人的理性认识阶段。科学核心素养要求学生必须培养逻辑思维能力。充分利用科学史材料，可以通过重演、分析评价、推理等方式，培养学生在判断概括、分析比较、综合推理等方面的逻辑思维能力。

关键词：逻辑思维;科学史;科学核心素养

学生常常抱怨看不懂题目，尤其是说理题和探究题中的评价问题，找不到切入点，答案写成了小作文，却还是一无所获。笔者总结学生的解题过程，发现了原因：青少年思维逻辑性较差，主要体现在对某些现象或问题的条件乱套或因果顺序混乱，导致学生对事物的本质分析不清。

一、逻辑思维的内涵

获得知识的方法有多种，而整理知识最有效的方法就是逻辑思维。所谓逻辑思维，是指人运用概念、判断、推理等思维类型反映事物本质与规律的认识过程。

逻辑思维是一种理性认识活动，人们首先把收集到的具体信息材料抽象成概念，然后进行判断，并按一定逻辑关系进行推理演绎，从而产生新的认识。逻辑思维具有规范、严密、确定和可重复的特点。

逻辑思维核心理论包括归纳与演绎、分析与综合、抽象与概括、比较思维法、因果思维法、递推法、逆向思维法，而运用和掌握这些思维形式和方法的程度，就是逻辑思维的能力。

二、科学核心素养要求学生必须培养逻辑思维能力

科学课程的学习内容应该包括知识及获得知识的方法。知识可能会落伍、会不适用于各种不同的实际情况，但获得知识的方法是通用的，分析比较推理综合的能力才是适用于未来社会发展和个人终身成长的必备品格和关键能力。整个获得知识的过程，就是逻辑思维能力。

有人将科学学科的核心素养定义为：学生在接受科学教育过程中逐步形成的适应个人终身发展和社会发展需要的必备品格和关键能力，是学生通过科学学习内化的带有科学学科特性的品质，是科学学科育人价值的集中体现。科学学科核心素养包括四个方面：科学观念及应用，科学思维与创新，科学探究与交流，科学态度与责任。

贯穿科学的核心素养的四个方面的认识过程，用抽象的思维将事物的本质及物质间的内在联系概括归纳，这个过程就是逻辑思维的过程。所以说科学学科核心素养要求学生必须培养逻辑思维能力。

学者归纳出培养逻辑思维的方法主要有：提供感性材料，促使抽象和概括能力的开发，注重知识的迁移和转化，在练习中突出思维的引导作用等。

三、充分利用科学史材料，培养学生的逻辑思维能力

科学史是科学课程的重要组成之一，同时科学史也是宝贵的教学资源，其独特的研究视角和丰富的内涵决定了它具有多方面的教育价值。

1.创设情境，重演历史上的实验过程

现在的科技进步是无数代科学研究工作者摸索的结果，这个过程中出现了无数的里程碑式的重要发现或发明。创设情境，引导学生重现当时的实验，培养学生判断和归纳的能力，着重培养因果逻辑。

以奥斯特实验为例。课堂教学中以“如何判定一个铁钉是否有磁性”作为开始，然后学生分组实验判断通电前后导线周围是否有磁场。由于事先没有说明小磁针的摆放方向和观察的时机，所以还有几组学生没有成功。而这恰与科学史重合了。借此契机，学生讨论电生磁实验的机要。

科学不仅仅是静态的原理知识，更是动态的实验过程和推理发现的过程。学生只有经历了意外，才会更慎重地通过重演实验过程，用心归纳其操作要点后，更会思考失败背后的原因，从中更深刻地理解响应的科学原理。

2.转换视角，评价当时的实验过程和实验结论

科学进步不是一蹴而就的。许多科学发现都受限于当时的整体科学认知，最后会被判定错误或不准确。但不能否认，这些错误发现对当时的整体社会而言已经是一种进步。解析科学史的材料，引导学生以现在的科学眼光，评价当时的实验过程和实验结论，培养学生的分析比较的能力。

以海尔蒙特实验为例。在探讨“光合作用的条件”的过程中，以海尔蒙特实验为线索分析。引导学生分析当时的结论“海尔蒙特认为使柳树生长的主要物质不是来自土壤，而是水”，寻找其中的科学错误。但这个错误并非海尔蒙特的过错，实际受限于当时的人们对空气的认识不足导致的。

通过分析科学史上某些重要实验的不足，学生能增加对科学概念和科学方法的判断，同时以现代的视角，重新设计更科学更合理的实验，培养学生应用和表达的能力。

3.合理推理，综合认识科学历史与科学观念

科学史不仅是对过去实际发生的事情的述说，也包括对这种述说背后起支配作用的观念进行反思和解释。在初中阶段，地球形状的认识过程、宇宙的起源，这两段科学史的描述都是从占人的认知开始，由于观察工具等技术的进步，最终形成了新的认识。分析历史的同时，引导学生同论背后起支配作用的观念如神学、唯物学等。

比如的板块构造学说及自然选择学说，书本对这两个学说的叙述相对较详细，并且其建立过程涉及多方面的证据，如古生物学、地质学、生物生理学等，学生没有那些知识储备，无法自行举证，所以一般是在课堂中进行逻辑分析的训练，如“对下列材料进行分析，判断它能否成为大陆漂移说的证据”。另一方面，以现有的学说和事实为证据，引导学生推理学说与事实不相符的矛盾之处，综合认识利.学历史和科学观念。

综上所述，科学史是科学發展的过程记录，是以前的科学家思维过程的具体化内容。通过重新整理、挖掘、解构科学史材料，学生能感受、模仿前人的逻辑思维，并培养出自己的分析、比较、归纳、综合、推理能力，提高个人的科学核心素养，适应以后的社会发展和个人终身学习。

参考文献

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