一、皮尔斯的“溯因推理”方法

　　所谓溯因推理或逆推推理，是从结果反推出原因的一种推理方法，创立者是20世纪初美国哲学家皮尔斯(C·S·Peirce，1839—1914)。溯因法类似于数学中的倒退分析法，即从待解释的事实出发，通过分析各种背景知识和初始条件，一步步向回探索，从而发现或选定最佳的假设，然后从最佳假设出发，逻辑地演绎出待解释的事实。

　　1.溯因推理的过程：

　　一些意外的令人吃惊的现象被偶然遇到后，我们去找到一个假设，它能作为这些现象的原因并解释它们，使这些现象变得不吃惊。这样，我们就有充足的理由去推敲这个假设，使它成为可能的假说。可以用下列流程图表示：

　　吃惊现象——假设——不吃惊

　　︱

　　假说

　　2.溯因推理的实例：

　　在古代，在沙漠中旅行的人，经常会看到令人吃惊的“海市蜃楼”现象，于是人们就开始不自觉的运用溯因推理寻找原因，试图使这种现象能够得到合理的解释。但是，基于当时的科学水平，人们只能推测这是因为有一种被称作是“蜃”的动物在作怪。

　　开普勒提出椭圆轨道的假说，是基于第谷的观测资料。但他利用这些资料，既不像归纳法那样，依靠实例的增加或概率的改变，也不像演绎法那样，从解释性陈述到被解释对象。他是走的是第三条路子，即从解释的对象出发，追溯到解释性假设。他努力从这些观察回溯，先提出一个假说，接着又提出另一个，然后再提出另一个，最后才提出椭圆轨道假说。

　　3.溯因推理的或然性：

　　严格说来，溯因推理并不是一种逻辑推理的形式，而是一种猜测性的辅助发现的推断。通过溯因推理形成的假设，只能当作一种值得进行详细考虑和严格检验的猜测或有希望的建议，只是提示某物也许如此。因此，溯因推理的结论不是完全可靠的，必须经过进一步检验。

　　4.皮尔斯的科学研究三阶段：

　　首先通过溯因形成和发现假说，然后通过演绎从假说中推出可检查的命题，最后用归纳和实验使假说合理化。上述过程可以用下列流程图表示：

　　溯因——假说——推论——实验归纳检验

　　这样，就形成了一个完整的科学活动的模型。

　　二、溯因推理探究模式

　　青岛市初中物理学科经过多年研究实践，将皮尔斯的“溯因推理”及其科学研究的三阶段运用到探究教学中，建构出“溯因推理探究模式”，在探究教学中起到了很好的效果。

　　1.溯因推理探究模式的操作程式：

　　吃惊现象——溯因推理——形成假说——推断预测——实验检验

　　2.对上述程式的说明：

　　(1)吃惊现象：教师创设令学生感到意外的实验情景。

　　(2)溯因推理：学生运用溯因推理，试图对意外情景做出自圆其说的解释。

　　(3)形成假说：将各种溯因解释进行比较总结，形成较为完美的解释，这就是假说。

　　(4)推断预测：运用演绎法由假说对可能发生的现象进行预测，得到一些具体推断。

　　(5)实验检验：通过实验，检验这些预测或推断论能否发生。若实验现象与预测一致，则假说上升为理论;若实验现象与预测不一致，则需要对假说进行修正或另外建立假说。

　　三、溯因推理探究模式的应用案例

　　1.案例一：探究“大气压强现象”：

　　(1)吃惊现象：

　　教师演示：将一只空易拉罐用酒精灯加热一会，然后撤走酒精灯，用胶带将易拉罐口堵住。让学生观察现象。过了一会儿，学生惊异地发现：易拉罐发出巨大的响声，并且逐渐褶皱，像是被巨大的、无形的力量压瘪了。

　　(2)溯因推理：

　　让学生分组对上述现象进行讨论，各组寻找一种自己感到合理的解释。如：有的小组认为教师会气功，给易拉罐一个无形的力量;有的小组认为易拉罐内部暗藏机关，当用酒精灯加热后，机关启动，对易拉罐施加一个向内部的力量;有的小组认为既然周围没有施力物体，那么，施力者一定是空气，是空气的作用。

　　(3)形成假说：

　　将这些不同的解释提交全班讨论，并对教师的气功水平、易拉罐中的机关做出否定，则比较合理的解释是由于空气的作用。然后，对空气的作用进一步整理，形成全班共识的假说：大气对浸在其中的物体有压强。

　　(4)推断预测：

　　由上述假说，让学生找到一些具体的推断：

　　如果将玻璃杯盛满水，用纸板堵住杯口后倒置，则水不会流出来。

　　如果将一只碗中的空气挤走，然后将其压在皮肤上，碗会被吸住。

　　(5)实验检验：

　　学生分组进行实际操作，或进行模拟实验，发现上述预测在实际中能够发生，从而说明假说是正确的。由此得出结论：大气会对浸在其中的物体产生压强，我们称之为大气压。

　　2.案例二：探究“流体压强与流速关系”：

　　(1)吃惊现象：

　　教师演示实验：通过漏斗向下吹乒乓球，乒乓球不仅掉不下来，反而能被“吸”住。

　　(2)溯因推理：

　　根据经验，学生感到不可理解这一现象。教师引导学生进行逆向溯因推理：

　　观点一：乒乓球上可能有小磁铁，漏斗有铁片，球被吸住，所以掉不下来;

　　观点二：乒乓球上连有细线，球被拴住，所以掉不下来;

　　观点三：吹气造成乒乓球上部的压强小，在下部较大压强下将球托住，所以掉不下来。

　　(3)形成假说：

　　师生一起，通过仔细观察实验器材，排除了前两种观点。通过观点三，形成一个科学假说：在气体中，流速越大的位置，压强越小。

　　(4)推断预测：

　　由上述假说，可以推断：向平行放置的两张纸中间吹气，它们会相互靠近;将硬币放置在桌面上，在它上方用力吹，它会跳起来……

　　(5)实验检验：

　　学生通过分组实验，验证了推测是正确的，说明了假说也是正确的。再将这一结论推广到液体中，通过实验也证明适用。最终得出规律：在流体中，流速越大的位置，压强越小。

　　四、教学策略

　　1.设置“吃惊现象”原则：

　　这是激发学生进行“溯因”和探究的关键和动力，教师一定要精心设计，使发生的实验现象在学生的意料之外。

　　2.培养学生三种推理方法原则：

　　(1)溯因法：通过溯因推理，对吃惊现象做出自圆其说的解释，使吃惊现象变得不吃惊，最终形成科学假说;

　　(2)演绎法：通过演绎推理，从假说中推出可检查的命题或推断;

　　(3)归纳法：用实验方法和归纳推理去检验推断，最终获得科学结论。

　　3.实验教学原则：

　　不论是“吃惊现象”，还是检验推论，都应该通过实验完成。这样，一方面使学生形成实验是检验真理标准的科学态度，另一方面也通过实验教学培养学生的实验能力、问题解决能力和创造力。

 1/2    1 2 下一页 尾页