基于逻辑的小学科学推理

一、演绎推理概述

（一）演绎推理的含义

演绎推理是从一般性认识推出个别性或特殊性认识的推理。在科学上，就是从一般性的科学原理出发，考察某个具体事物是否符合科学原理的条件或者符合科学原理规定的类，得到这个事物具有还是不具有符合科学原理的属性，如所有金属都可以导电，铜属于金属，则铜可以导电。“所有金属都可以导电”是一般性科学原理，“铜”是一个具体事物，“铜属于金属”就是对铜符合这个科学原理的类的判断。这时可以得出，铜具有科学原理所描述的属性，即导电性。一般性科学原理是全称判断，对具体事物具有符合科学原理的属性的判断是单称判断。那么，演绎推理就是由一个全称判断得到一个单称判断的过程。

（二）演绎推理的性质

演绎推理的前提是一般性或普遍性的认识，而结论是对具体事物的特殊属性的判断。前提范围大于结论的范围，也就是结论蕴含在前提之中，这种推理得出的结论是必然的，称为必然性推理。也就是说，从“真”的前提出发，可以得到“真”的结论。

科学是追求“真”的知识。归纳推理是或然性推理，不能保证获得“真”的知识；演绎推理是必然性推理，似乎可以保证“真”的知识的获得。但是，演绎推理所依据的“真”的前提从何而来？它不是天然存在的，而是必须依靠归纳推理从个别事实中概括出来。如果前提存在问题，则演绎推理得到的结论也会出现问题。因此，从方法论层面，无论归纳推理还是演绎推理，都无法保证获得绝对正确的结论。这也是科学所表现出的可错性或者发展性。这里，对“真”这个字加上引号来说明真的相对性。不论是归纳推理还是演绎推理得到的结论，都是在某种程度、某种精度或某个侧面上对自然世界的近似反映。人类认识上的进步，使这种反映不断深化。由归纳推理得到的一般性认识，在演绎推理中获得成功，则每一次演绎的成功，都使归纳结论的可靠性增强。在科学上，归纳推理获得科学认识，再由演绎推理应用这些认识。演绎推理实现着科学的解释与预测功能。

（三）演绎推理的分类

概念之间关系的断定为直言判断，往往用一个语句来表达，也称为简单判断。由直言判断作出的推理，就是直言判断演绎推理，简称为直言判断推理。判断之间关系的断定为复合判断，往往由两个或两个以上的语句来表达。由复合判断作出的推理称为复合判断演绎推理，简称为复合判断推理。由于复合判断的性质不同，分为联言判断、选言判断和假言判断，对应有联言判断推理、选言判断推理和假言判断推理。

一、直言判断推理的教学应用

直言判断推理一般是由三个直言判断组成的演绎推理，也称为三段论推理。具体地说，三段论是借助一个共同的概念把前提概念中的另外两个概念联接起来，从而推出一个新的判断为结论的推理，如凡金属都是导体。铜是金属，则铜是导体。“凡金属都是导体”是一个全称判断，作为一个前提，其中包含“金属”和“导体”两个概念。“铜是金属”是一个单称判断，也作为一个前提，其中包含“铜”和“金属”两个概念。在这两个前提中，共同的概念就是“金属”，而不同的两个概念“导体”和“铜”被联结起来形成结论，即“铜是导体”。最后的结论也是单称判断，这就是演绎推理的特点，即由普遍性认识推出特殊认识。三个直言判断中，前两个作为前提，一个是全称判断，称为大前提；一个是单称判断，称为小前提。三个直言判断分为大前提、小前提和结论。

三段论是一种必然推理，其依据的原理是凡对一类事物有所肯定，则对该类事物中的每一个事物都有所肯定；凡对一类事物有所否定，则对该类事物中的每一个事物都有所否定。这样，三段论推理就明确出“证明格”和“区别格”。使用“证明格”的规则是大前提必须是全称判断，小前提必须是肯定判断，才能得到真的肯定结论，如空气占据空间。粉笔置于水中有气泡产生，则粉笔中有孔隙。“气泡”表明空气存在于粉笔中，“孔隙”表明粉笔中有“空间”。使用“区别格”的规则是大前提必须是全称判断，小前提必须是否定判断，才能得到真的否定结论，如昆虫是六足节肢动物，蜈蚣有很多足（不是六足），则蜈蚣不是昆虫。

在小学科学教学中，一般情况下，我们是通过归纳推理获得一般性的科学结论。在一节课的后段，往往设计有“应用”或“拓展”环节，就是应用科学结论进行演绎推理。这个过程，一个是加深对科学结论的理解，也就是了解科学结论的解释功能、预测功能；另一个是理解“学科学、用科学”的意义。

二、联言判断推理的教学应用

联言判断推理是根据联言判断的逻辑特性进行的推理，它的前提或结论是联言判断。联言判断的逻辑特性，一种情况是组成联言判断的各个肢判断为真，则联言判断的结论为真；有一个肢判断为假，则联言判断的结论不成立。此时，联言判断推理的结论是联言判断。这是获得联言判断结论的联言推理。另一种情况是联言判断的结论为真，则各个肢判断都为真；有一个肢判断为假，则不符合联言判断的结论。此时，联言判断推理的前提是联言判断。这是使用联言判断结论的联言推理。

对于获得联言判断结论的联言推理，往往是与归纳推理结合在一起的。如声音可以在气体中传播，声音可以在液体中传播，声音可以在固体中传播，所以声音能在气体、液体、固体中传播。这是一个由三个肢判断得到一个联言判断的联言推理。三个肢判断为真，联言判断的结论才成立。若有一个肢判断为假，则无法得出这样的联言判断结论。我们可以看到，三个肢判断的得出，是归纳推理的结果，这个联言推理是在归纳推理的基础上作出的。

对于使用联言判断结论的联言推理，就是把联言判断作为前提，推出其肢判断的推理。如果联言判断是“声音能在气体、液体、固体中传播”，以此为前提，“水是液体”作为小前提，推出结论“声音能在水中传播”。联言判断为真，则各个肢判断也为真，也就是“声音能在液体中传播”为真。实际上是以此为大前提，对水能否传声作出判断。这也是联言判断推理的三段论形式。

在小学科学学习中，对事物具有的综合特征或属性的判断，很多都使用联言判断推理。如我们熟悉的“纯净的水没有颜色、没有味道、没有气味、会流动、没有一定的形状。”这是一个联言判断，是在归纳推理得到的“水没有颜色”“水没有味道”“水没有气味”“水会流动”“水没有一定的形状”各个判断为真的前提下，把这些特征综合起来，经过联言推理得到的结论。这也是我们讨论概念定义方式中的合取定义。将上面关于纯净水的结论作为前提，我们根据联言判断的逻辑特性对特殊物体是否是水进行联言推理，如酱油是黑色的，则酱油不是纯净水。在联言判断中，一个肢判断是“水是没有颜色的”“酱油是有颜色的”，则酱油的特征不符合这个肢判断，则酱油不属于联言判断所确定的水这一类。同样的推理过程，酒精是有味道的，则酒精不属于水。这就是一个肢判断是假的，则联言判断的结论为假或者不符合联言判断的结论。只有满足联言判断的各个肢判断都为真，才能符合联言判断推理结论的真或者说才能符合联言判断结论。还有像“植物生长需要适宜的肥料、阳光、水和温度”“光合作用需要阳光、水和二氧化碳”等，都是联言判断。断定一个结论是联言判断，依据其逻辑特征，即各个肢判断必须为真，联合判断结果是联言判断。这些联言判断的得出，是运用联言判断推理；而它们对具体事物是否符合联言判断的断定，也是运用联言判断推理。

三、选言判断推理的教学应用

选言推理是根据选言判断的逻辑特性而进行的推理。它的前提中必有一个是选言判断，另一个前提和结论为直言判断。选言判断就是断定若干种事物情况中至少有一种事物情况存在的判断，也就是说在选言判断的各个肢判断中，只要有一个判断是真的，则选言判断的结论为真；只有各个肢判断都是假的，选言判断的结论才是假。在选言推理中，通常把选言判断的前提叫大前提，把直言判断的前提叫小前提。正由于它的大前提是关于一般原则的判断，小前提和结论是关于特别情况的判断，所以，选言推理又被称为选言三段论。

选言判断的各个肢判断如果可以同时存在，称其为相容的；如果不可以同时存在或者彼此是对立的，称为不相容的。由此选言判断有相容与不相容之分，相应地，选言推理分为相容选言推理和不相容选言推理两种。

相容选言判断就是断定事物情况中至少有一种（可以是全部）事物情况存在的判断。它的联结词常用“或”“或者”表示，还可以用“可能”“也许”。相容选言推理是根据相容选言判断的逻辑特性（即选言肢可以同真）进行的选言推理，它的大前提是相容选言判断。相容选言推理只有一个正确式，即否定肯定式。在相容选言推理中，小前提否定一个选言肢，结论肯定另一个选言肢，如要增大物体的摩擦力，可以增大物体重量，也可以增加接触面的粗糙程度。人走路过程中如何防滑？防滑就是要增加摩擦力。人的体重是基本不变的，可以在鞋底加上花纹增加接触面的粗糙程度，这就是基于相容性选言判断的选言推理。“增大物体重量”和“增加接触面的粗糙程度”都可以增大摩擦力，这两个肢判断是可选的，也是可以同时存在的，所以属于相容性选言判断。而否定“增大物体重量”这个肢判断，就必然选择“增加接触面的粗糙程度”的肢判断。这就是否定肯定式的相容选言推理。

不相容选言判断就是断定其选言肢中有并且只有一个选言肢为真的选言判断。不相容选言判断的联结词常用“要么……要么……”“或者……或者……”表示。不相容选言推理是根据不相容选言判断的逻辑特性进行的选言推理，即各个选言肢不能同时为真。它的大前提是不相容选言判断。不相容选言推理包括两种情况：一是肯定否定式，二是否定肯定式。肯定否定式即小前提肯定大前提的一个选言肢，结论否定大前提的其余选言肢，如既有雄蕊又有雌蕊的花，叫作两性花，否则是单性花。一朵花要么是两性花，要么是单性花。桃花既有雌蕊又有雄蕊，是两性花，所以，桃花不是单性花。这是包含两个肢判断的不相容选言推理，肯定了一个肢判断，就否定另外一个肢判断。否定肯定式即小前提否定大前提除一个以外的所有选言肢，结论肯定这一未被否定的选言肢，如动物有性繁殖后代的方式或者是卵生或者是胎生。熊猫不是卵生，所以，熊猫是胎生。这是包含两个肢判断的不相容选言推理，否定了一个肢判断，就肯定了另一个肢判断。再如，物体传热的方式或者是传导，或者是对流，或者是辐射。太阳不是通过传导、对流的方式向外传递热的，所以，太阳是通过辐射的方式向地球传热的。这是包含三个肢判断的不相容选言推理，否定了两个肢判断，则第三个肢判断必然被肯定。

在小学科学学习中，也存在很多选言推理的运用。在科学探究的猜想和假设阶段，经常作出选言判断，然后作出选言推理，如对影响摆的摆动快慢的猜想。根据摆的结构因素和摆动中的操作因素，猜想后作出假设：摆的摆动快慢可能与摆长有关、可能与摆球重量有关、可能与摆角大小有关。再如，水位高，小水轮转得快；水流量大，小水轮转得快。所以，小水轮转得快，可能因为是水位高，也可能是因为水流量大。对于辨别和识别，也经常用到不相容选言推理，如节肢动物包括甲壳类、螯肢类、多足类和六足类。蜻蜓属于六足类（昆虫），则它不属于其他类，等等。

四、假言判断推理的教学应用

假言判断是陈述某一事物情况存在是另一事物情况存在的条件的判断。假言判断分为充分条件假言判断、必要条件假言判断和充分必要条件假言判断。假言推理就是根据假言判断的逻辑性质进行的推理。

（一）充分条件假言判断推理

1.充分条件假言判断

如果作为前提条件的判断为真，那么必有作为结论的判断为真，即前提的存在，必有这个结论的存在，这个前提就是这个结论的充分条件。由联结词“如果……那么……”将条件、结论两个肢判断联接起来，“如果”后面的肢判断称作假言判断的前件，“那么”后面的肢判断称作假言判断的后件。在日常用语中，充分条件假言判断的逻辑联结词除了“如果……那么……”外，还常常表达为“假使……那么……”“倘若……就……”“只要……就……”“要是……就……”，等等。

2.充分条件假言推理

充分条件假言推理是根据充分条件假言判断的逻辑特性进行的假言推理。充分条件假言判断的逻辑特性就是前件为真，后件必为真；后件为假，前件必为假。其他两种组合方式，不能保证逻辑真，即前件为假，不能保证后件为假；后件为真，不能保证前件为真。

充分条件假言推理的大前提是充分条件假言判断，小前提是对充分条件假言判断前件或后件的断定，结论是对后件或前件的断定，如“天上下雨，地面会湿”。“天上下雨，地面会湿”是事实真，或者说天上下雨，地面必定会湿，这个判断就是充分条件假言判断。这是假言判断构成假言推理的大前提。我们看到窗外下雨了，就是肯定了大前提中的前件，这个对前件的断定就是小前提。我们没看地面，也可以判断“地面湿了”，这是前件被肯定得到的对后件肯定的断定，也就是我们的结论。我们又看到了大前提、小前提和结论，这是充分条件假言推理的三段论。由天上下雨，判断出“地面湿了”是逻辑真，与大前提的事实真相符。这是充分条件假言推理的一种有效规则，即肯定前件，后件必成立，称为肯定前件式。如果我们早晨拉开房门，看到地面很干爽，会得到结论：夜里没下雨。这个结论与事实必然相符。如何得到这个结论呢？大前提还是“天上下雨，地面会湿”，小前提是对后件的否定，即地面没湿，得到对前件的否定，即没有下雨。这也是充分条件假言推理的一种有效规则，即否定后件，前件必不成立，称为否定后件式。如果说“天上没有下雨”，不能必然得到地面不湿。地面湿，可能是下雨了，也可能是人工洒水，也可能是管道漏水等。同样的道理，地面湿了，也不能得到“天上下雨”的结论。换句话说，就是否定前件，不能必然否定后件；肯定后件，也不能必然肯定前件。演绎推理是必然性推理，则充分条件假言推理的有效规则就是肯定前件式和否定后件式。

总结出来，充分条件假言推理的规则是肯定前件即可肯定后件，否定后件即可否定前件；否定前件不能否定后件，肯定后件不能肯定前件。

（二）必要条件假言判断推理

1.必要条件假言判断

如果作为前提条件的判断为假，那么必有作为结论的判断为假。即前提条件不存在，必得到这个结论不存在的判断，这个前提就是这个结论的必要条件。也就是要得到这样的结论，缺此条件不可。必要条件假言判断是陈述一事物情况是另一事物情况的必要条件的复合判断。必要条件假言判断由联结词“只有……才……”将条件、结论两个肢判断联接起来。“只有”后面的肢判断称作前件，“才”后面的肢判断称作后件，如“只有电池、小灯泡由导线连接成闭合电路，小灯泡才可以被点亮”。这个结论就是必要条件假言判断。“电池、小灯泡由导线连接成闭合电路”是条件，也是前件；“小灯泡可以被点亮”是结论，也是后件。

必要条件假言判断具有以下逻辑特性：一是前件不存在时，后件一定不存在。换句话说，就是前件假时后件一定假，就是说没有构成闭合电路，小灯泡必然不亮。二是后件真时前件一定真，即小灯泡亮了，必有电路是闭合回路。我们看到，必要条件假言判断“只有电池、小灯泡由导线连接成闭合电路，小灯泡才可以被点亮”，可以改成“只要小灯泡亮了，就说明电池、小灯泡由导线连接成了闭合电路”。而这个复合判断是充分条件假言判断，也就是说必要条件假言判断可以转化为充分条件假言判断。在日常用语中，必要条件假言判断联结词的语言形式还有“除非……不……”“不……不……”等。

2.必要条件假言推理

必要条件假言推理就是根据必要条件假言判断的逻辑特性进行的假言推理。必要条件假言判断的逻辑特性是前件为假，后件必为假；后件为真，前件必为真。其他两种组合方式不能保证逻辑真，即前件为真，不能保证后件为真，如由电池、小灯泡、导线组成了闭合回路，不能必然导致小灯泡亮（电池电压低，在闭合回路产生的电流很小，不足以点亮小灯泡）；同样道理，后件为假，不能保证前件为假。

必要条件假言推理的大前提是必要条件假言判断，小前提是对必要条件假言判断前件或后件的断定，结论是对后件或前件的断定，如将烧红的木条放进三个装有不同气体的集气瓶中，“只有木条熄灭，集气瓶中的气体才有可能是二氧化碳”。前件是“木条熄灭”，后件是“气体是二氧化碳”。前件存在是后件存在的必要条件，这是必要条件假言判断。这个假言判断作为必要条件假言推理的大前提。如果“木条没有熄灭”，是对前件的否定断定，构成了小前提，可以推出否定后件的断定结论“集气瓶中的气体肯定不是二氧化碳”。这是符合必要条件假言判断逻辑的推理，是必要条件假言推理的一种有效规则，即否定前件式。如果大前提没变，小前提是肯定后件“集气瓶中的气体是二氧化碳”，就得到对前件的断定“木条熄灭了”。这也是必要条件假言推理的一种有效规则，即肯定后件式。

总结出来，必要条件假言推理的规则是否定前件即可否定后件，肯定后件即可肯定前件；肯定前件不能肯定后件，否定后件不能否定前件。

（三）充分必要条件假言判断推理

1.充分必要条件假言判断

充分条件假言判断是如果作为前提条件的判断为真，那么必有作为结论的判断为真。即前提的存在，必有这个结论的存在。必要条件假言判断是如果作为前提条件的判断为假，那么必有作为结论的判断为假。即前提条件不存在，必得到这个结论不存在。如果一个假言判断同时满足充分条件和必要条件下的判断，就称为充分必要条件假言判断。如果条件存在，则结论必存在，并且条件不存在，则结论必不存在，那么，这个条件就是这个结论的充分必要条件。充分必要条件假言判断的形式可以表现为：如果……则……，并且，只有……才……，也可以表示为：当且仅当……，才……。

2.充分必要条件假言推理

充分必要条件假言推理是根据充分必要条件假言判断的逻辑特性进行的假言推理。既要满足充分条件假言判断的逻辑特性，也要满足必要条件假言判断的逻辑特性，即肯定前件式、否定前件式、肯定后件式和否定后件式，都是充分必要条件假言推理的有效规则。

充分必要条件假言推理的大前提是充分必要条件假言判断。小前提是对充分必要条件假言判断前件或后件的断定，结论是对后件或前件的断定。

例1：“当接触的两个物体温度不同时，温度较高的物体会向温度较低的物体传递热。”温度不同是热传递的充分条件，即只要温度不同，就会发生热传递；温度不同，又是热传递的必要条件，即只有温度不同，才会发生热传递，所以这个判断是充分必要条件假言判断。前件是“接触的两个物体温度不同”，后件是“温度较高的物体会向温度较低的物体传递热”。整个判断就是充分必要条件假言推理的大前提。“将烧热的勺子放入冷水中”是对前件的肯定，构成小前提，得到对后件的肯定，“勺子会向冷水传递热”是推理的结论。通过肯定前件而肯定后件，属于肯定前件式。

例2：“对于带电体，如果物体带同种电，它们彼此相互排斥。”带同种电，是物体相互排斥的充分条件，即只要物体带同种电，则它们接近就相互排斥；带同种电，又是相互排斥的必要条件，即只有带同种电，它们之间才会相互排斥，所以这个判断是充分必要条件假言判断。前件是“物体带同种电”，后件是“相互排斥”。整个判断构成充分必要条件假言推理的大前提。“将塑料尺子与头发摩擦后接近毛皮摩擦过的橡胶棒，发生了相互排斥的现象”，是对后件的肯定，构成小前提，得到对前件的肯定，“塑料尺子与橡胶棒带的电是同种电”是推理的结论。通过肯定后件而肯定前件，属于肯定后件式。(www.chuimin.cn)

例3：“如果一个叶柄上生有一个叶片，则这种叶是单叶。”当且仅当一个叶柄上生有一个叶片时，才命名为单叶。这个复合判断也是充分必要条件假言判断。前件是“一个叶柄上生有一个叶片”，后件是“这种叶是单叶”。将“如果一个叶柄上生有一个叶片，则这种叶是单叶”作为大前提，考察大豆的叶。发现“大豆叶的一个叶柄上长有三个叶片”，是对前件的否定，构成小前提。得到对后件的否定，“大豆的叶不是单叶”。这就是推理后的结论。通过否定前件而否定后件，属于否定前件式。

例4：“当物质发生了化学变化，则产生了新的物质。”也是当且仅当物质发生化学变化，才产生新的物质。这个判断也属于充分必要条件假言判断。前件是“物质发生了化学变化”，后件是“产生了新的物质”。将“当物质发生了化学变化，则产生了新的物质”作为大前提，考察水结冰的过程。发现“水结冰的过程没有产生新的物质”，是对后件的否定，构成小前提。得到对前件的否定，“水结冰不是化学变化”，这也是推理后的结论。通过否定后件而否定前件，属于否定后件式。

对于充分必要条件假言推理，存在四种规则：肯定前件即可肯定后件；肯定后件即可肯定前件；否定前件即可否定后件；否定后件即可否定前件，且都是有效的推理规则。在小学科学中，存在很多充分必要条件假言判断，因此会经常进行充分必要条件假言推理，并且可以灵活使用四种推理规则。如把一团纸塞进玻璃杯底，然后将杯子竖直倒立放入水里，如果水进去了，那么纸就会湿。实验现象：纸没湿，说明水没进去。也可以说水没进去，所以纸未湿。而将杯子斜插入水中，实验现象：纸湿了，说明水进去了。或者说水进去了，所以纸湿了。

五、演绎推理教学案例

【案例名称】

心脏的保健

【学生情况分析】

心脏是人体重要的血液循环器官。它的卫生和保健对人的健康，特别是对少年儿童的健康有着十分重要的意义。学习一些心脏的知识，对于学生自我监控身体的健康状况具有很实用的价值。考虑到血液循环的过程比较复杂，根据学生的年龄特点和生活实际，本课的目的只是通过观察心脏的位置和感知心脏跳动等活动，指导学生认识人体心脏的形态特征、作用和保健，引导学生关心自己心脏的状况，发展学生的自我保护意识，使之掌握保护的方法。基于以上教学内容，我主要采用了演绎法进行教学。

【指导思想与理论依据】

主要以行为主义为指导思想，也采用学生体验的建构主义思想。在了解心脏结构和作用的基础上，让学生将对心脏功能的体验和人类对心脏功能的认识结合起来，理解心脏保健，主要是在心脏的结构、作用和功能之间建立起联系。

心脏的结构与功能属于人体解剖生理学范畴。心脏结构是由人体解剖获得的认识；心脏的功能，是由生理实验获得的认识，这两点都是学生无法亲身体验的。教学中，利用人类对心脏及其功能的认识成果，采用演绎推理，使学生认识自己的心脏及其功能。也就是学生的学习方法，主要依据逻辑学中的演绎推理。这也是本课的理论依据。

【教学目标】

1.了解心脏的结构。依据心脏模型或挂图，指认心脏的主要部分。

2.了解心脏的作用和功能。依据心脏模型或挂图，说出心脏如何使血液流出和流入，从而实现血液循环。

3.学习演绎推理，锻炼解释预测能力。通过对人类心脏结构和功能的认识，解释自己的心跳和心脏功能的关系。

4.了解心脏保健，爱护身体，爱惜生命。

【教学重点和难点】

教学重点：对心脏结构和功能的认识。

教学难点：对心脏功能的体验。

【教学流程】

一、观察心脏的位置与形态

为了解学生对心脏的前概念，上课伊始，我通过记录单的形式，让学生将心脏的位置、形状、大小在人体轮廓图上标注出来，学生的已有认识肯定会出现各种各样的情况。大家观点都不一样，但我们的心脏究竟长在身体的哪个部位，它的形状、大小如何，这部分知识前人已经通过人体解剖获得了认识。所以，课堂上，我让学生观察人体内部器官的模型，通过比较心脏和已经学过的其他内部器官（例如肺、胃、肝等）的位置关系，将已有的认识进行修改、校正，形成正确的、严谨的科学知识。原来，心脏位于胸部中间偏左、两肺之间，形状像桃子，大小和本人的拳头差不多，是由发达的肌肉构成的。这一过程不是学生通过探究活动归纳出结论，而是应用前人的研究成果，通过模型建构自己的认识。通过人类对心脏的认识，获得我们对自己心脏的理解，就是科学原理的应用，属于应用演绎法进行的演绎推理。

二、认识心脏的跳动

1.认识自己的心脏跳动次数

这部分教学，我让学生先感知心跳，和老师一起，把手放在自己心脏的位置，大家一起闭着眼睛感受心脏的跳动。有的同学感觉不是很明显，于是提出使用听诊器。使用听诊器先测量一分钟心跳次数，再将自己的心跳数据在小组内和全班进行交流、比较。学生会发现，每个人都不一样，会出现很多种结果。同时肯定会出现“究竟谁的心跳次数更好”这样的思考，这时教师出示“研究发现，少年儿童在正常情况下，一分钟心脏跳动次数在60～100次，如果超出或低于这个范围，心脏就可能有问题了”这一前人研究的结果，学生的疑问迎刃而解。这一方法同样沿用了前人的成果，即正常情况下儿童一分钟心跳在60～100次，学生自己的心跳次数在这个范围内，那么就属于正常心脏跳动。

2.认识心跳

在了解了人体心脏的形态特征、感知自身心跳之后，引出问题：心脏跳动是怎么回事?要解决“心脏的作用”这一问题，教师可选择图片、视频、动画等媒体进行讲解：心跳就是心脏在有规律地收缩和舒张。心脏收缩时，把血液通过红色血管压到全身各个部位；心脏舒张时，血液通过蓝色血管回到心脏。心脏像一个强有力的“泵”，借助不停地收缩和舒张，推动血液在血管里不停地循环流动。

3.探究影响心脏跳动快慢的因素

这部分的教学内容适合选择探究模式，通过“提出问题—猜想—作出假设—制定研究方案—实验验证—分析实验数据—得出结论”来进行教学。

（1）提出问题：我们的心跳速度一直都是这样的吗?如果你认为心跳速度可以改变，什么原因能够改变心跳速度?

根据我们的生活经验进行猜想，将你的想法在小组内交流。

（2）全班交流意见，制定实验方案。

谈话：根据现有研究条件，这节课我们就选择“心跳速度能够改变，运动能改变心跳速度”这个猜想来进行验证。

小组讨论一下，我们该怎么做呢?

总结：不管采用哪种运动方式，我们都要在运动之后，立即测量心跳次数，然后将自己在相同时间里运动后的心跳次数与运动前的心跳次数进行对比，看看有什么发现。

现在，我们就选择一种适合在教室里的运动。请大家起立，站在桌子旁，快速做15个全蹲起之后立即测量并记录一分钟的内心跳次数。

（3）对比运动前和运动后心跳的数值。

谈话：同学们测量完了吗?将自己运动前和运动后测得的一分钟心跳次数进行对比，你有什么发现?

学生观察实验数据，进行对比。

（4）结论：心跳速度可以改变，运动能改变心跳速度，在相同时间内，运动后比运动前心脏跳动得快。

这一部分的探究内容是运用了演绎推理的假言推理方式。

如果参加运动，就可以改变心跳速度。（大前提）

同学们运动了，（小前提）

所以，心跳速度改变了。（结　论）

这是一个假言推理的过程。它的大前提是一个假言判断，小前提和结论都是直言判断，小前提肯定了大前提的前件，结论则肯定了大前提的后件。作为假言推理的大前提的假言判断表示了心脏跳动改变因素的一般情况，作为小前提和结论的直言判断表示特殊情况，其推理过程体现了由一般到特殊的特点。根据这个假言推理的特点，即前件真，后件必真；后件假，前件必假，判断其属于充分条件假言推理。

运动只是改变心脏跳动的因素之一，也就是说还有很多因素能够改变心跳速度，但是限于研究的条件不允许在课堂上进行。例如，生病发烧，心脏跳动速度是否会改变?心情焦虑是否可以改变心跳速度?……这些都是对学生进行心脏保健教育的内容，属于本课教学重点。解决这一问题的策略是基于已有认识成果选择演绎法进行。教师可以直接和学生进行这样的谈话：“这节课，我们只针对一个同学的想法进行了实验，还有许多同学的想法没法得到证实，老师告诉你们，科学家已经针对影响心脏跳动快慢的因素进行了深入研究。经研究发现，影响心脏跳动快慢的因素除了运动以外，还有很多。例如，生病发烧时，心跳速度就会改变，可别小看了感冒，如果不及时治疗，一些病毒在引起呼吸道炎症的同时可向心肌发难，使人患上较为严重的心脏疾病，病毒性心肌炎就是这样形成的。所以，我们身体的其他内部器官出现疾病症状的时候，一定要引起注意，及时就医。另外，人的情绪紧张、心情焦虑也能改变心脏的跳动，但是这种变化是没有规律的，突发突停的。如果经常这样，就会使人神经混乱，得心脏病、心率失常等病变，所以少年儿童应该时刻保持开朗健康的身心。对于学习像心脏这样的知识，利用人类已有的认识成果，通过体验和感受理解再接受，也是教学中要采用的重要的思维方法。

心脏不健康，身体就不会健康。这也是假言判断，可以作为充分条件假言推理的大前提存在，学生可以根据所学内容和生活实际作为小前提作出判断和结论，即身体健康，心脏就必须健康，这也符合充分条件假言推理的形式。学生经过这一假言推理的过程，认识到心脏健康对我们身体健康的重要性，建立保护心脏的意识。这时，教师再次演绎前人的研究成果，“加强体育锻炼可以改善血管的弹性，促进血液循环，心脏收缩力增强，久之，会使心脏肌肉更发达；健康合理的饮食，保持愉快的身心，都可以为我们的心脏提供一个良好的环境，从而使我们的身体更强壮”，会对学生的认识和行为形成一定的刺激，从而形成良好的生活和学习习惯。同时，让学生经历这样一个演绎推理的思维过程，也有助于学生的逻辑思维能力的培养。