科学知识深刻理解的主要障碍-不证而论和不求甚解

2024-07-27 百科知识版权反馈

【摘要】：一“不证而论”、“不求甚解”是深刻理解科学知识的主要障碍教学案例课程“密度”教学设计节选：［引入新课］在很多时候，我们鉴别物质仅靠气味、颜色、软硬、形状等特性，这有一定的局限性。“不证而论”和“不求甚解”，都会使教师阐述的内容缺乏逻辑合理性，从而使学生在听课过程中形成不确切的甚至错误的认知，严重影响他们对科学知识的进一步理解。

一　“不证而论”、“不求甚解”是深刻理解科学知识的主要障碍

教学案例

课程“密度”教学设计节选：

［引入新课］

在很多时候，我们鉴别物质仅靠气味、颜色、软硬、形状等特性，这有一定的局限性。我们发现物质还有其他的特性，可以用来鉴别它们。

思考：用物体的质量来鉴别物质行吗？

［实验探究］

学生实验：调节好天平，用天平称量体积相同的木块、铝块、铁块，看看它们的质量是否相同。

结论：体积相同的不同物质，它们的质量不同。

教师展示100克水和100克酒精，请学生看看它们的体积是否相同。

结论：质量相同的不同物质，它们的体积不同。

教师提问：以上两个实验用不同的物质进行比较，根据实验结果，可以得到什么启示？关于物体质量与体积的关系能提出什么问题来进行研究？

让学生讨论后提出这样的问题：同种物质的质量和体积会是什么关系？

验证学生的推测是否正确：请学生设计一个实验方案，用实验来验证推测的正确性。

根据实验方案，不同实验小组分别用体积大小不同的若干铝块（或铁块、松木块）做实验。学生还可以把操作中出现的问题记在笔记本上。

由此可以得到结论：

对于同种物质，质量增加，体积也增大；质量减少，体积也减小；质量和体积的比值一定。

对于不同物质，质量和体积的比值是不同的。

逻辑辨析

教师的一项重要责任，就是要引导学生由机械记忆、死记硬背转向对科学知识的理解。理解了的知识才是能够加以综合运用的活的知识。如前所述，所谓理解主要就是指要准确把握概念的内涵和外延；要善于区分和处理概念间的不同关系；要学会对所学的知识进行层层分析、提炼概括；要能够运用原理、定理对事物现象进行科学解释；要知道如何进行知识的扩展和迁移。在此，能够运用原理、定理对事物现象进行科学解释，是理解科学知识的一个非常重要的方面。什么是科学解释？徳裔美籍科学哲学家C．G．亨普尔就明确把解释设定为论证过程，解释就是论证。⁽¹⁾所以，引导学生掌握论证方法，通过论证来理解科学知识，是增强教学有效性的重要途径。

在实际工作和科学研究中，在认识的各种场合，经常需要确定某一命题的真实性，为此，人们就要引用一些真实性已得到认可的命题作为根据，从这个（或这些）命题中推出所要确定的命题的真实性。这种用一个（或一些）真实性已被认可的命题去确定另一命题真实性的思维过程，就是论证或科学解释。在此，需要确定其真实性的命题，称为论题或被解释项；被用来作为根据以确定某一命题真实性的另一些真实性已被认可的命题，称为论据或解释项。论题与论据之间的联系方式，则称为论证方式。例如：

制造不提供任何能量补偿就能不停地工作下去的永动机是不可能的。因为热力学第一定律指出：能量既不能创造也不能消灭，只能相互转化；热力学第二定律也表明：不可能从单一热源取热使之完全变成功而不产生其他影响，并且只有从高温热源取热给低温热源获得机械能。这就排除了以空气、海洋、土壤等做热源的可能性。

在该例中，“制造不提供任何能量补偿就能不停地工作下去的永动机是不可能的”是一个真实性需要得到确认的命题，因而就是“论题”。

“热力学第一定律指出：能量既不能创造也不能消灭，只能相互转化；热力学第二定律也表明：不可能从单一热源取热使之完全变成功而不产生其他影响，并且只有从高温热源取热给低温热源获得机械能。这就排除了以空气、海洋、土壤等做热源的可能性”就是一些真实性已经得到认可的命题，因而就是“论据”。

这里的论据是一些一般性命题，这里的论题是一个个别性命题，人们通过表现为一般性命题的论据去证明表现为个别性命题的论题，论据与论题之间的联系方式是从一般性命题推出个别性命题，因而论证方式就是演绎的方式。

“不证而论”，就是没有经过一个论证过程或基本上没有经过一个论证过程，就武断地得出了一个结论。

“不求甚解”，就是形式上似乎也经过论证了，但没有去思考论据是否充分，论证过程经不起推敲。

“不证而论”和“不求甚解”，都会使教师阐述的内容缺乏逻辑合理性，从而使学生在听课过程中形成不确切的甚至错误的认知，严重影响他们对科学知识的进一步理解。

在上述教学案例中，“调节好天平，用天平称量体积相同的木块、铝块、铁块，看看它们的质量是否相同”这个教学部分完成之后，教师能够引导学生得到的结论实际上只是“一般情况下，体积相同的不同物质，它们的质量不同”，而不是“体积相同的不同物质，它们的质量不同”。事实上，密度相同的不同物质，当它们的体积相同时，质量是相同的。这个论证过程中，主要是由于论据不够充分，所以会得出片面的结论。

在此教学设计中，“质量相同的不同物质，它们的体积不同”也存在相同的问题。

由于“实验探究”中的第一个和第二个实验出现了“不证（没有提供质量与体积比值相同的不同物质对比实验）而论”、“不求甚解”（对于不同物质，没有考虑质量与体积的比值有相同的情况），直接影响了最后的“对于不同物质，质量和体积的比值是不同的”这个结论的真实性，造成了学生无法深刻理解“密度”这个物理概念。

其实，在备课时，如果注意到公式ρ＝的两个推导公式m＝

ρV、V＝的应用，再阅读教材中的密度表，就能发现有密度相同的不同物质，就不会出现上述问题了。

知识链接

按照论证方式的不同，可将论证分为演绎论证和归纳论证。

演绎论证，就是以具有一般性的原理为论据，来确定具有个别性的论题的真实性的论证。从论据到论题的论证过程，表现为演绎推理的过程。

归纳论证，就是以一系列具有个别性的事实为论据，来确定具有一般性的论题的真实性的论证。从论据到论题的论证过程，表现为归纳推理的过程。

根据是否通过确定其他命题的虚假性来确定论题本身的真实性，可将论证分为直接论证和间接论证。

直接论证，是依靠真实的论据直接推出论题的真实性的论证。其特点是：从论题出发，为论题的真实性提供正面的论据。

例如：“13是素数，因为凡只能被1和自身整除的数就是素数，而13就是只能被1和自身整除的数”。在此，“13是素数”是真实性有待确定的论题，“凡只能被1和自身整除的数就是素数，而13就是只能被1和自身整除的数”则是真实性已经确定的论据，从论据就可以直接演绎推出论题，确定论题也是真实的。这就是直接论证。

间接论证，是通过确定与论题相关的另一个命题的虚假性，从而确定论题的真实性的论证。间接论证有两种表现形式：

一是反证法。所谓反证法，就是通过确定与原论题相矛盾的另一命题（即反论题）的虚假性，从而根据排中律确定原论题真实性的论证。例如：

在△ABC中（见图5—1），∠C＞∠B，求证：AB＞AC。

论证过程：

图5—1　△ABC

原论题为AB＞AC，先设一个反论题，即假设AB不大于AC，即AB≤AC。

下面就AB＜AC和AB＝AC两种情况加以证明，若说明这两种情况都不成立，则假设错误，因而原命题成立。

（1）若AB＝AC，则△ABC为等腰三角形，

∴∠B＝∠C，与已知∠C＞∠B矛盾。

（2）若AB＜AC，在AB延长线上取一点D，使得AD＝AC，连接DC，(www.chuimin.cn)

∵AD＝AC，∴△ADC为等腰三角形，∴∠ADC＝∠ACD，

又∵∠ABC为△BCD的一个外角，∴∠ABC＞∠BDC＝∠ACD，而∠ACD＞∠ACB＝∠C，

∴∠ABC＞∠C，即∠B＞∠C，与已知∠C＞∠B矛盾。

∴假设不成立，原命题成立。

反证法的论证过程可以简单地表示如下：

需要确定其真实性的原论题：“p”；

先提出与原论题矛盾的反论题：“非p”；

如果“非p”真，则必然有“q”；

根据真实的论据，确定没有“q”；

因而可确定反论题为假：“非p”是假的；

根据排中律，“p”与“非p”为矛盾关系，“非p”假，则“p”真；

由此，原论题“p”的真实性得到确定。

二是选言证法。所谓选言证法，就是通过论据逐一否定原论题以外的所有可能存在的论题的真实性，以此确定原论题真实性的论证。

例如：

20世纪70年代，长沙马王堆一号汉墓发现了一具保存完好的女尸。考古专家们对其展开研究，其中一个问题就是她的死亡原因。当时，有专家提出：墓主人是“因病而死”。这个结论对不对？于是，专家们对此进行了论证。他们提出，墓主人的死亡原因只有三种可能：或者是病死，或者是暴力等外因致死，或者是自然老死。通过对墓主人的详细“体检”，发现墓主人年龄在50岁左右，皮肤仍旧是淡黄色的，皮下脂肪丰满，皮肤没有褥疮，按下去甚至还有弹性，部分关节能够活动，并且无高度衰老现象，因此墓主人不属于自然老死；在检查中，也没有发现墓主人有任何暴力等外因致死的迹象，因此墓主人不属于暴力等外因致死。所以，墓主人只能是因病而死。经病症推断与病理解剖发现，死者生前患有冠心病、多发性胆石症、全身性动脉粥样硬化症，右上肺有结核病灶，右前臂曾经骨折，在直肠和肝脏内有鞭虫卵、蛲虫卵和血吸虫卵，一只胆囊先天畸形。其食道、胃及肠内有甜瓜子130多粒，死亡时间应在暑天，可能是吃了生冷甜瓜后引发胆绞痛，由此诱发冠状动脉痉挛，导致严重心律失常而猝然死亡。⁽²⁾

在该例中，需要论证的原论题是“墓主人是因病而死”。为了对此进行论证，人们提出了墓主人所有可能的死因，即“或者是病死，或者是暴力等外因致死，或者是自然老死”。然后，通过各种论据，证明墓主人既非暴力等外因致死，也非自然老死。这样，就间接地证明了“墓主人是因病而死”这个原论题。

选言证法的论证过程可以简单地表示如下：

需要确定其真实性的原论题：“p”；

提出包含原论题在内的所有可能存在的论题：或“p”、或“q”、或“r”；

提出论据证明非“q”并且非“r”；

根据不相容选言推理得出，原论题“p”成立。

扩展延伸

【数学】

我国古代把直角三角形中较短的直角边叫作“勾”，较长的直角边叫作“股”，斜边叫作“弦”。

据《周髀算经》记载，西周开国时期有个叫商高的人对周公说，把一根直尺折成直角，两端连接得一个直角三角形，如果勾是3，股是4，那么弦等于5。

由此得到：3²＋4²＝5²。

如果将直角三角形三边分别写成a、b、c，则会得到：a²＋b²＝c²。

想一想：对于任意直角三角形，a²＋b²＝c²成立吗？

答：成立。世界上许多数学家先后用不同方法证明了这一性质。我国把它称为勾股定理。

此教学设计中，从“想一想”到“答”这个环节出现了“不证而论”。

勤思多练

【语文】

《茅屋为秋风所破歌》教学片段：

唐代由盛转衰，一场有名的战乱是分水岭，那就是安史之乱，这是一场民族大灾难，当时各地田园荒芜，民不聊生。其间，有一位老人流落到了四川成都西郊的浣花溪畔，找了一块荒地盖起了一间茅草屋，暂时结束了居无定所的生活。可是，有一天，一阵狂风卷走了屋上的茅草，一场暴雨湿透了屋内的衣被，面对漫天狂飞的茅草和破败不堪的草屋，老人百感千愁涌上心头，一部不朽的诗篇就这样诞生了。这就是今天我们要学习的《茅屋为秋风所破歌》。

其中黑体的文字中存在什么样的论证问题？怎么修改才能合理？

（参考提示：仅由秋风破茅屋的情景，不能直接推出“不朽的诗篇就这样诞生了”的结论。客观情景只是一种触发剂，诗篇的诞生还要有一个创作过程。）

【物理】

“力学单位制”教学片段：

（教师展示张飞和姚明的图片。）

师：“大家都认识这两个人吧？”

生：“认识，一个是张飞，一个是姚明。”

师：“那么大家知道他们的身高是多少吗？”

生：“《三国演义》上说张飞身高八尺。”

师：“按照现在的计算方法，张飞的身高应该是多少？”

生：“三尺是1米，张飞的身高应该是2．67米。”

师：“姚明在当代应该是身高很高的人了，他的身高是多少？”