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首先,我们在听课时需要利用逻辑推理,现在很多同学在逻辑推理中存在两大误区:一是想当然地用一些事实和命题,这些事实和命题毫无依据;二是依据是有的,但处理的时候不是等价转化,比如说逆命题的使用,弱化或强化条件等,这两大误区直接导致在数学的学习评价中达不到预期的效果,那我们平时怎样走出这些误区呢?那就需要当老师在讲授某个问题时,我们要养成逻辑推理地听的习惯,要关注这个问题的产生情境,成立的条件,条件是否可以弱化,是否可以强化,逆命题是否成立等等,我们以学习导数为例,考虑结论:对于函数y=f(x),如果在某区间上f'(x)>0,那么函数在该区间上是增函数;如果在某区间上f’(x)0成立吗?如果不成立,举一些反例,今天这节课的结论对于我们求函数的单调区间有怎样的帮助?利用导数如何求函数的单调区间呢?我们自己的逻辑推理中就应该弄清这些问题串,如果每节课都能自己进行类似的逻辑推理,那么将会使得我们的逻辑推理变得很强,而且每一步的推理很严密,每个知识点都推理得很严谨,那么我们就可以走出误区――滥用没有理论依据的公理、定理、公式等。
其次,我们在课后做作业时,也就是应用知识的环节,这一环节我们也要用逻辑推理,在做练习时,解决一道题可能有很多逻辑上的想法,在读完题后,我们一般有一个最基本的认识,脑子里会浮现出一些初步的解题设想,这时可能会出现若干思路,我们以解析几何中的两道题为例:
例题的解答告诉我们,在解题过程中,我们每遇到一道题,会有我们初步的设想,可能有多种想法,此时就需要我们逻辑分析出较优的解题策略,此时运算上的逻辑思维可以帮助我们筛选出较优的解题策略,比如说,例1刚刚用第一种思路,计算时会有点繁琐,耗时间,假如我们一开始就选了这种方法,那么就需要我们进行逻辑推理,是不是需要换种思路呢?思路2、思略3充分利用P,Q关于原点对称,所以需要我们尝试,从运算的逻辑推理中选择较优的解法,另外,无论解法1还是解法2、解法3,求得点M后,点N只要改换下标就可以了,这种借助逻辑推理,下标对称的思想,能够有效地简化我们的运算,这种简化在解析几何和导数等章节都很常用,当然在我们运算的时候还会遇到很多需要我们逻辑推理的地方,比如:ab=ac,此时a是否能约?若能约,需要说明非零;若不能约,就需要分类讨论,如果不去细作讨论,很可能会出现解不出正确答案的情况。
最后,我们在课后复习整理时也需要利用逻辑推理,数学知识往往分布在不同的阶段,庞大的学习知识网络容易被割裂,这就需要我们有逻辑地进行整理,我认为我们应该根据不同的内容,采用不同的逻辑推理的方式进行整理,一方面,在进行解题策略的选择整理的时候,可以利用有逻辑的问题串式的整理方式,比如说在整理复习排列组合这章内容时,从逻辑上,我们可以问自己以下的问题串:排列还是组合?和还是积?和还是差?积还是商?重还是漏?元素是相同的还是不同的?元素是可重复的还是不可重复的?有序还是无序?插空法中元素相邻还是不相邻的?平均分配还是不平均分配?分组还是分配到不同对象?隔板法和插空法的使用注意点有哪些?将这些问题都搞清楚,那么我们在解排列组合问题时就轻松了,另一方面,我们在对相关知识点进行整合的时候,也可以采用一条主线、框架式的整理方式,把平时相对独立的知识,通过某一条线将它们串起来,比如说椭圆的定义、标准方程和几何性质,同学们可以用以下的框架图来理解本部分内容:
把不同排列顺序的意识进行相关性的推导就是逻辑推理。简而言之可以理解为宇宙中任意基本原件的排列组合得出的现象或概念,属于唯心主义范畴。
假如存在不同的感知系统,对于同一组基本原件在特定时空的排列组合方式所呈现的现象或概念,可以得出不同的逻辑推理方式。
逻辑推理就是,当人类听到别人陈述的事情时,大脑开始历经复杂的讯号处理及过滤,并将信息元素经过神经元迅速的触发并收集相关信息,这个过程便是超感知能力。之后由经验累积学习到的语言基础进行语言的处理及判断,找出正确的事件逻辑。
(来源:文章屋网 )
一、重视基本概念和基本原理的教学
数学知识中的基本概念、基本原理和基本方法是数学教学中的核心内容。基本概念、基本原理一旦为学生所掌握,就成为进一步认识新对象,解决新问题的逻辑思维工具。如果没有系统的科学概念和原理的掌握作为前提,要进行分析、判断、推理等思维活动是困难的。
二、结合具体数学内容讲授一些必要的逻辑知识
在数学教学中,结合具体数学内容讲授一些必要的逻辑知识,是学生能运用它们来进行推理和证明。培养学生的推理能力,必须掌握逻辑的同一律、矛盾律、排中律和充足理由律等基本规律。教师应该结合数学的具体教学帮助学生掌握这些基本规律,使他们明了不能偷换概念和论题。要使学生懂得论断不能自相矛盾,在同一关系下对同一对象的互相矛盾的判断至少有一个是错误的;论断不得含糊其词,模棱两可,在同一关系下,对同一对象的判断或者肯定或者否定,不能有第三种情况成立。在数学证明过程中,必须步步有根据,每得到一个结论必须有充足的理由。
三、有计划、有步骤地进行逻辑推理的训练
数学推理既具有推理的一般性,又具有其特殊性。其特殊性主要表现在两方面。其一,数学推理的对象是数学表达式、图形中的元素符号、逻辑符号等抽象事物,而不是日常生活经验;其二,数学推理过程是连贯的,前一个推理的结论可能是下一个推理的前提,并且推理的依据必须从众多的公理、定理、条件、已证结论中提取出来。数学推理的这些特性会给学生在推理论证的学习中带来困难。有关心理实验表明;初一学生已初步掌握了普通逻辑的基本规律和某些推理形式,但必须依赖于生活经验的支撑。例如他们从“爸爸比妈妈高,妈妈比我高”的前提很容易推出“我比爸爸矮”的结论,但有些刚学习不等式的学生从“∠A>∠B, ∠B>∠C”的前提推得“∠C
1.在代数学习中,重视说理性练习。教师在教学中要注意把运算步骤和理论依据结合起来,是学生不仅知其然,而且知其所以然。同时可以进行适当的说理性训练,这样做可以使学生在说理的过程中养成寻找理由、言必有据的习惯。
例如,解方程(2x+1)-1=(5-x),并写出解方程的步骤和每一步的依据。
解:去分母,2(2x+1)-6=3(5-x),(等式性质)
去括号,4x+2-6=3(5-x),(分配律)
移项,4x+3x=15+6-2,(等式性质)
合并同类项,7x=19,(分配律)
两边同除以x的系数,x= (等式性质)
在每一步运算中明确运算依据,这实际上是寻找三段论推理中的大前提。初一学生通过这类练习,就会对了解他们具有了感性认识和初步体验。
再如,某汽车公司的汽车票价为单程票票价4元,周票票价为36元,张老师每星期一三五要乘汽车上班,搭朋友的车回家。问张老师应该买周票吗?请说明理由。
评析:该题目的是希望学生能说明一个清晰的推理过程中的依据。按照常规算法,张老师一个星期乘8次,买单程票需32元,而周票需36元,因此她不应买周票。但从另一个角度考虑,她也可以买周票。其理由是如果她周末外出乘车至少8元以上,那么买单程票总花费就多于36元,所以买周票能省钱。
这种类型的训练,可以从代数的运算过渡到几何推理打下良好的基础。
2.在平面几何教学中有层次地进行推理技能的训练。平面几何教学的任务之一,就是要训练和培养学生的推理技能,发展逻辑推理能力。对于推理论证技能的培养,一般可分几个阶段有层次地进行。
第一阶段:通过直线、线段、角等基本概念的教学,使学生能根据直观图形,言必有据地作出判断。
第二阶段:通过相交线与平行线以及三角形有关概念的数学,使学生能根据条件推出结论,会说出每一步论证的理由和依据,能用数学符号写出一个命题的条件和结论,初步掌握证明的步骤和书写格式。
第三阶段:在“全等三角形”学习之后,学生已积累了较多的概念、性质、定理,此时可以进行完整的推理论证的训练。通过命题证明,要求学生根据题目中条件与待证结论进行分析探索,建立一条连接条件与结论的逻辑通道,从而逐渐掌握推理技能。
第四阶段:在学生已初步掌握技能技巧的基础上,通过较复杂问题的求证,帮助学生掌握寻找证明途径的各种方法,以发展逻辑推理能力。
四、教学中重视探究过程的揭示
一、应用综合法解决高中生物计算问题
高中生物会涉及一些计算问题,需要学生采用数学逻辑推理方法解答。为了让学生掌握正确计算方法,并在解决生物问题中达到事半功倍的效果,教学中生物教师应对学生予以指导,并采用必要辅导方法,让学生认识到生物不仅是理论知识,而且需要采用数学方法予以验证,同时运用推理思维方式对生物学科中抽象的知识予以领悟。不同生物题型采用的解题方案有所不同,要提高生物计算题解题效率,就要懂得逻辑推理方法的运用。采用综合法,对计算题已知条件进行审读,并将相关生物定理、生物规律等充分利用起来,将生物体文字语言转换为符号或者图形。之后对生物计算题进行详细分析,将生物题中隐含的条件明确,捋顺解题思路,将生物解题方案制订出来。解题之前要审题,这是必经阶段,可以把握住正确解题方向,提高生物题解题速度。
例题:细胞中的DNA分子标记为P,这个细胞进行了5次有丝分裂,计算出含有标记链数占有总数的比例,含有标记链的DNA分子数占有总数的比例。
对该题可采用综合法解题。这道生物题主要考察的知识点是DNA复制和有丝分裂,属于综合性生物题。由于生物题中含有P,就使得生物题的解题更为复杂。采用综合法解题,可以采用三个步骤。其一,其中需要生物知识为DNA复制、有丝分裂。在对学生进行逻辑思维引导的时候,要围绕DNA复制特点进行。其二,将DNA分子的复制模式图画出来,将被标记的链在图中标示出来,使生物题中的文字语言转变为图形语言表达。其三,按照生物题数学计算规律进行计算。染色体复制了4次,后代的DNA分子即为:2=2=32(个)。标记链中含有P,含有两条链。当两条链经过复制之后就会解旋,就会进入DNA分子中。细胞染色体经过5次有丝分裂之后,所含有的标记链数占有1/32,含有标记链的DNA分子占有1/16。
生物教学中,教师仅按照例题给出条件进行讲解是不够的,还需要对相关知识进行扩展,以培养学生灵活运用知识的能力。采用综合法,就是生物教师将高中生物题计算解题方法向学生传授,并在学生计算生物题的时候予以适当指导。学生掌握了这些计算方法,才能对每一个计算步骤都理解,并在解决生物计算题的时候获得准确的答案。
二、应用演绎法对学生的发散思维进行培养
发散思维是指从一个目标出发沿着各种不同途径思考,探求多种答案的思维。
演绎法是从一般到特殊的过程,即从原理角度出发将特殊条件下的结论推出来。在演绎推理中,只要推理的前提和推理方法准确,就会得出准确结论。生物题计算中,演绎法是较为常用的。生物教学中教师要强调学生学好生物原理知识的重要性,让学生掌握生物学规律。只有具备扎实的生物理论知识基础,才能在解题中方向正确,并得出正确结论。
比如:一个基因是由n个碱基所构成的,控制合成蛋白质是由一条多肽链组成的。氨基酸的平均相对分子质量是a,那么,蛋白质的最大相对分子质量是多少?( )
A.a/3-18(n/3-1)
B.a/6
C.na/6-18(n/6-1)
D.na-18(n-1)
这道生物题采用演绎法,对学生综合运算能力进行考察。生物教师采用引导方式,针对例题中的相关生物知识进行解答,诸如基因控制蛋白质成的相关问题,其中包括的生物知识为遗传信息在合成过程中的流动情况,从有关生物规律出发,将DNA进行转录,其中mRNA、mRNA经过转录之后,形成蛋白质具备的特点,将基因的碱基及组成蛋白质含有的氨基酸数目推导出来,推导的结果为6:1。
根据本题所给出的情况,参考与氨基酸脱水缩合相关的数学公式,就可以将最大的蛋白质相对分子质量计算出来。
公式为:氨基酸数量×平均相对分子质量D脱水的数目×水的相对分子质量=n・a/6D18(n/6D1)
从而这道题的正确答案即为D。
在对生物计算题进行讲解的时候,生物教师可以采用“演绎法”,即计算生物题的时候,采用推理方法,保证解题大方向是正确的,在此基础上确保小前提正确;之后基于数学“集合”,要求“小前提”属于“大前提”;最后获得的结论是正确的。
三、应用分析对生物计算题中隐含的条件进行理解
生物题中常见的关键用语有表现为极值条件的用语,隐含某些物理量可取特殊值,挖掘隐含条件,使解题灵感顿生。
生物计算题中除了显性条件之外,还含有隐性条件需要学生理解才能正确解题。采用分析法,就是学生对隐含条件充分理解,保证生物题计算能采用正确的方法。分析法就是所谓的“执果索因法”,也被称为“逆推证法”,就是从结论出发逆推到条件,最终将内容判定为成立的条件。这些条件包括已知的条件、公理、定理等。在解决生物计算题的时候,就要结合相关定律解题,引导学生从结论出发寻求与已知条件相吻合之处,随之从已知结论具备的结构特点出发对给出的条件进行转化,从而使用分析法解决生物问题。
例题:小麦分为高秆(T)和矮秆(t),两者均为显性,无芒(B)与有芒(b)也为显性。两种小麦经过杂交之后,就会出现四种小麦的表现型,即高秆无芒、矮秆无芒、高秆有芒、矮秆有芒,比例为3:3:1:1,那么,小麦的亲本基因型( )。
A.TTBB×ttBb;B.TTBb×ttBB;C.Ttbb×ttBB;D.TtBb×ttBb
关键词:创新思维逻辑推理实验设计科学素养
公元59年,伽利略建立了自由落体定律,它不仅是运动学中的第一个定量定律,更重要的是由此而产生了一种新的研究方法,即把数学推理与实验研究相结合的方法,为物理学的发展开辟了道路。伽利略在自由落体运动的研究中,在创新意识、实验设计、逻辑推理等方面表现出了超乎寻常的能力,通过这一课的教学,我们应从伽利略的科学精神中获得哪些启发,在哪些方面培养学生的科学素养呢?
一、培养学生独立思考、勇于创新的科学精神
在伽利略之前,人们把亚里士多德信奉为圣人,他的思想被奉为金科玉律。在当时,如果学生提出一个问题,老师只用一句话回答:“这是亚里士多德说的”,问者便不敢再怀疑了。而伽利略却与众不同,凡事不但喜欢想一想,并且要去试一试。59年,伽利略对亚里士多德的一个经典理论提出了怀疑。亚氏说,如果把两件东西从空中扔下,必定是重的东西先落地,轻的东西后落地。伽利略却认为是同时落地,在课堂上,我们要把他的这种敢于向传统挑战的精神呈现给学生,培养学生在认真观察、分析事物的基础上,敢于提出自己的见解,培养学生在课堂上敢于发言,大胆地提出独立见解的能力。在自由落体运动的课堂上,有个同学就提出:若让等重的钢球和铝球在空中同时下落,它们也会同时落地吗?这个问题提得非常好,至少说明了有一些同学已经具备了一定的创新意识,这是一个良好的开端,教师要进行积极的引导和鼓励,虽然学生的想法并不完善甚至可能是错误的,而事物的主要方面在于一种创新精神的体现。
当今社会,是信息高度发达的时代,现在的青少年思想活跃,视野开阔,获取知识的途径也较多,信息来源广。因此,注重和促进学生的思维能力的发展,培养学生的创新意识,往往比向学生传授知识更为迫切和重要。当学生具备了科学的思维方法和一定的创新意识,他们就能在当今的信息时代里,通过主动地努力,去获取知识,并运用知识去解决实际问题。同时,也为学生将来走向社会,进行科学研究,在科技创新领域获得更大的发展空间打下基础。
二、培养学生逻辑推理能力
“重东西当然比轻东西落得快”,这在当时是公认的道理,可是,伽利略利用逻辑推理的方法,一语揭穿了它的错误:如果把轻重两球捆在一起,从空中抛下,它落下时是比重球快还是比重球慢呢?当然支持亚氏观点的人自然会得出相互矛盾的两个答案而陷入尴尬的境地。其实生活中的许多问题都可以用逻辑推理的方法找到答案。例如,白光通过三棱镜可以分解为红、橙、黄、绿、蓝、靛、紫七种颜色的光,这说明白光是由这七种单色光复合而成的,反之推理,通过一定的方式,这七种颜色的光应该能够复合成白光的。事实已经证明了这一点。
培养学生的逻辑思维能力有利于提高学生的解题能力。逻辑思维强调的是因果关系的一致性和必然性,要让学生知道,在解物理问题时,条件、结论以及解题过程都是遵循一定的逻辑关系的,违反了这个关系,就有可能导致错误的结果。这也是检查错题的基本指导思想。逻辑推理的方法应用到实验中可以达到现有的实验条件所达不到的目的,因为再先进的实验条件都无法达到理想状态,有时只有通过逻辑推理,才能达到理想状态的结论。教学中,要注意培养学生这方面的基础和逻辑推理能力。这些,对学生的成长和将来的发展有着深远的意义。
三、培养学生实验设计能力
我们都知道,自由落体的加速度是很大的,下落几十米的高度,也只有短短的几秒钟,伽利略时代所使用的滴水计时器由于误差较大,是无法满足实验要求的,这时他就想出了一个巧妙的办法来冲淡重力,把钢球放在摩擦很小的斜面上,它滚下的时间就会很长,比较容易测量,同时让小球在斜面的不同位置滚下,并且在不同的倾斜角重复该实验,通过逻辑推理的方法,提出自由落体规律。教学中,我们要把他在研究过程所遇到的困难和障碍呈现给学生,更重要的是强调他解决问题的巧妙方法,同时提出在现有的实验条件下,你如何研究自由落体运动的规律?需要哪些器材?如何设计实验步骤?要测量哪些物理量?如何探寻其中的规律,哪些环节会产生误差,如何减小实验误差?上述每一个环节的处理和解决,都是提高学生实验设计能力的锻炼机会。
[关键词]认知模式 形式逻辑 英语
[中图分类号]G633.4 [文献标识码]A [文章编号]1006-5962(2013)07(a)-0234-02
1.引言
客观世界有两种秩序,即同异序和对偶序。东西方民族对这两种基本秩序都有所认识,但西方民族看到的更多的是同异序,西方人由同异序生发开来,发展成了形式逻辑。中国先民们看到的更多的是对偶序,中国人由对偶序生发开来,发展成了辩证逻辑。两种逻辑的不同,极大地影响了语言的组织模式,分别形成了英语的语法句法和汉语的语义句法,所谓语法句法就是以动词为中心的SVO三分结构,所谓语义句法就是汉语的话题说明二分结构。
2.西方人的认知方式
西方先民的认知模式是同异序,又称一义序。所谓同异序,就是西方先民认识世界的方法是两者相同还是相异,按事物的相同或相异来分类,如会动的是动物,否则是非动物,会飞的是鸟,否则是非鸟,会水的是鱼,否则是非鱼等等。西方人由同异序产生了共相与殊相的观念。亚里士多德认为,共相寓于殊相之中,没有脱离具体事物而独立存在的共相。共相是事物的本质,是绝对不变的。既然如此,人类就要认识本质。西方人在向自然作斗争的漫长历史中,形成了一套认识自然的方式,即范畴、概念、推理等。亚里士多德认为语言里有专有名词,也有形容词,专有名词用来指个别的事物,如太阳、月亮等。形容词用来指共相。这样,古希腊人由共相殊相认识,产生了形式逻辑推理。为重分析重演绎的思维方式提供了动力。概念的本质是抽象,形成概念的过程也就是抽象的过程。概念一旦由抽象性获得了普遍性和绝对性,就反过来成为规范具体事物的有力工具。由此可见,正是概念的出现,导致并加速了西方逻辑推理形式的形成,这种逻辑推理就是西方人的思维模式。
2.1形式逻辑
逻辑(logic来自拉丁语“logica”还称希腊语“logos(罗各斯)”,意思是“词,推算,思想”,源自印欧语词根是“leg(聚集)”。曾译为逻辑学、辨学、名学、论理学、理则学、洛集克等。形式逻辑即“formal logic”,从思维的形式结构方面研究思维规律的科学。它总结了人类思维的经验教训,以保持思维的确定性为核心,用一系列规则、方法帮助人们正确地思考问题和表达思想。
在欧洲,亚里斯多德是形式逻辑的奠基人,他在《工具论》中对概念、判断、推理、证明等作了较系统的研究。后来斯多葛派发展了演绎法,尤其是关于假言推理和选言推理。伊壁鸠鲁则认为归纳法是唯一的科学方法。到了近代,培根和穆勒对归纳法有所发展。
2.2理性认识
悟性(comprehend)和理性(rational),一般说来,是人类认识事物的两种方法,但是,德国古典哲学中指认识的两种能力或阶段。康德说:“我们的一切知识从感官开始,从感官而知性,最后以理性结束。”这就是由感性、知性、理性构成的人的认识能力的三环节。
“自在之物”作用于感官,产生感觉;人借助于感性的先天形式(时间和空间)与知性的先天形式(因果性等的十二个范畴),把感觉素材组织起来,构成井井有条的普遍经验,即“现象”。而理性则力图探索“现象”背后的“自在之物”(即本体)。理性认识,认识的高级阶段。在感性认识的基础上,把所获得的感觉材料、经过思考、分析,加以去粗取精、去伪存真、由此及彼、由表及里的整理和改造,形成概念、判断、推理。《现代汉语词典》将理性认识定义为“感性认识的飞跃,它反映了事物的全体、本质和内部联系。”
欧洲理性主义(Rationalism)是建立在承认人的推理可以作为知识来源的理论基础上的一种哲学方法。一般认为随着笛卡儿的理论而产生,17-18世纪间主要在欧洲大陆上得以传播。理性指能够识别、判断、评估实际理由以及使人的行为符合特定目的等方面的智能。理性通过论点与具有说服力的论据发现真理,通过符合逻辑的推理而非依靠表象而获得结论,意见和行动的理由。西方人天人分离,重视科学研究,发展出了求真思维,理论思维,抽象思维。理性强调对事物的单向性直线性推理,往往是孤立的,分析的,其特点是准确精确。
3.认知方式与语言形式
语言上,文章段落一般也是形式逻辑的思维模式。它规范着制约着英语修辞,符合这个思维模式,易为人接受。反之不易为人接受。语言上的词语对应形式逻辑的概念,概念又不等同于词语。各民族对世界万物的概念不一样,词也不一样。英语的句子对应思维的判断,反映了形式逻辑研究对事物的判断,是与不是。英语语法词类划分和句法分析,充分体现了西方人思维方法上的分析性,体系性。复句或句群甚至段落对应的是思维的推理。形式逻辑研究推理,演绎推理、归纳推理、实验、假说等。语言学研究复句可以看出推理有多少种,复句就有多少种。
3.1主体与客体思维方式的影响
主体指认识者(the perceiver),客体指被认识者(the world)。客体不依赖于主体而独立存在,但主体并非直观地反映与消极地适应客体,而是在实践中能动地认识与改造着客体。
英语求的是准确,微观分析,用词繁多,在语法上,主体就是主语(subject),客体就是(object)。与只强调主体意识的汉语相比,英语经常强调客体意识的特点非常突出。如下例:
例句:What so special would make a man give up“the American way of lge"?It’s a temptation to answer sireply:“the American way Of life。”
对其中It’s a temptation to answer这个短语,先讲英语的表达方法是“回答说,……,这是一种引诱。”然后,再讲与之相应的汉语意思,“情不自禁地想回答说,……”最后讲,英语所讲的“干某件事(客观上)是一种引诱”,相当于汉语所说的“(主观上)控制不住,很想干某事”,因此可译为“情不自禁”。
有时对英语的理解出现偏差,不是因为语法不懂,也不是因为单词,而是因为英语的表达方式与汉语不同。再如:
例句:Starving and penniless men came there in thousands e very morning,fighting each other for a chance of life.Thecold made n0 difference to them――they were always onhand two hours before sunrise.
其中的“The cold made no difference to them”这句话,按照英语表达方法是说:“天冷对他们(到那里去)没有影响。”也就是说,“尽管天气很冷,他们还得照样到那里去。”但是,按照汉语思维方式就会错译为“他们对冷的感觉一样。”汉语主重主体,即是人,英语主重客体,即是“the cold”。
此类英语的理解方法必须经过三个步骤:第一,直译英语,即英语的表达法,第二,意译,即汉语的表达法,第三,英汉比较,把英语表达转到汉语。
3.2理性思维产生完备的语法
英语民族重理性,理性导致语法形式的完备。词法多变,句法严谨,如主谓一致性,动宾的制约关系。形式主语的使用最能体现这一思维特点。
口语:Obviously,we need more equipment,中性:It is obviOUS that we need more equipment,书面语:That we need more equipment is obvious,汉语:很明显,我们需要更多的设备。
“That”引导的主语从句是典型的书面语,它可以在主语的位置上,但根据英语修辞习惯(主语要短),它一般要后移,前边用It代替。
4.结论
中西方的思维方式不同造成英汉语的差异,作为中国的英语学习者,了解了西方人的主要思维模式,也就是形式逻辑和理性思维,也就更容易理解英语了。
参考文献
[1]张今,《思想模块假说》,河大出版社,1997.
[2]丁超五,《易经科学探密》,生活读书新知上海三联书店,1996.
一、主要内容
本章内容包括电流、产生持续电流的条件、电阻、电压、电动势、内电阻、路端电压、电功、电功率等基本概念,以及电阻串并联的特点、欧姆定律、电阻定律、闭合电路的欧姆定律、焦耳定律、串联电路的分压作用、并联电路的分流作用等规律。
二、基本方法
本章涉及到的基本方法有运用电路分析法画出等效电路图,掌握电路在不同连接方式下结构特点,进而分析能量分配关系是最重要的方法;注意理想化模型与非理想化模型的区别与联系;熟练运用逻辑推理方法,分析局部电路与整体电路的关系
关键词:语义Web;RDF;学术资源;本体
中图分类号:TP391文献标识码:A文章编号:1009-3044(2012)09-1985-03
An RDF-based Integration Model of Academic Resources
YAO Jin-feng1, CHEN Lei2
(1.School of Computer Science and Engineering, Anhui University of Science and Technology, Huainan 232001, China; 2.Department of Computer and Information Engineering, Huainan Normal University, Huainan 232038, China)
Abstract: Resources like papers or thesises can be abstraced as knowledge base. After analysed, we find it is appropriate to describe the Web objects of the academic resources using the Resource Description Frame(RDF) statements, and also, we can create the academic ontology with OWL. This paper proposes a mechamism of the semantic query and logical inference, deploys a academic resource knowledge discovery system which has the characters of the Semantic Web, and it will faciliate the user query and the management.
Key words: semantic web; RDF; academic resources; ontology
1概述
对于高校的教师和学生而言,论文之类的学术资源是一种从事学习和科研的重要知识资源,对它们的搜索与发现也是教师和学生的知识获取的重要手段。为了帮助用户的搜索,各高校和一些相关机构都推出了一些论文查询机制(如万方、维普等),极大地方便了相关人群的使用。
论文资源的组织本质上属于知识管理工程。知识管理所关注的是在一个组织中获取、处理和维护知识。对于大型论文资源库而言,有效地进行知识管理,在机构内部实施先进科学的知识组织与维护方式,对外则提供高效、高质量的用户查询(咨询)服务则是相关机构创造新的价值和增强竞争力的有效保证。目前大多数可用信息只具有弱结构组织形式,从知识管理的角度来说,现有技术存在以下诸方面的局限[1]:
1)信息搜索。当今的互联网通常依靠基于关键词的搜索引擎,这使得搜索的结构总是“高匹配、低精度”,而且从搜索结果的形式来看,总是单一的网页,如果所需要的信息分布在不同的文档中,则用户必须给出多个查询来收集相关的页面,然后自己提取这些页面中的相关信息并组织成一个整体。
2)信息抽取。需要人工浏览搜索的文档,当前的信息组织形式还不能满足智能软件(Intelligent Agent)的要求。
3)信息维护。比如术语的不相容性和无法移除过时的信息等。
4)信息挖掘。虽然可以用数据挖掘(Data Mining)等手段提取隐藏在信息数据库中的新知识,但对于分布式的、弱结构化的文档集合,这个任务仍然是困难的。
5)信息视图。经常需要限制某些用户对某些信息的浏览权限。“视图”意味着隐藏某些信息,在传统数据库中很容易做到这一点,但对于论文资源服务网站来说尚难以实现。
基于本体的论文资源语义网的研究的主要目的就是解决上述问题,并借助于自动推理机从给定的知识演绎出一些结论,从而使隐含的知识外显出来,并以期通过相应的(Agent)收集和整理信息,为用户提供备选方案。
2语义Web技术基础
语义Web研究的重点就是如何把信息表示为计算机能够理解和处理的形式,即带有语义。它主要基于XML和RDF/RDFS[2],并在此之上构建本体和逻辑推理规则,它完全基于语义的知识表示和推理,从而能够为计算机所理解和处理。
语义网的核心是本体。R.Studer给本体的定义是“一个本体是一个概念体系(Conceptualization)的显式的形式化规范”[3]。一个典型的本体由有限个术语以及它们之间的关系组成。术语(Term)指给定论域中的重要概念(如对象和类)。例如,以论文资源为例,标题、关键字、主题、作者等,都是术语。本体中概念之间的关系通常包括类的层次结构。除了子类关系外,本体还可以包括以下信息:属性、值约束、不相交描述和对象间逻辑关系的规定等。语义网通过网络本体语言来定义本体,以本体清晰明确地表达各种词汇集和网络上的不同数据资源间的语义关系,从而在网络上实现不同词汇集和数据资源间的共享以及基于网络的语义查询和推理。因此,在Web中,本体提供了对给定领域的一种共识,这种共识对于消除术语差别是必要的。本体尤其可以用于提高网络搜索的精确度,这是因为搜索引擎可以精确地根据本体中的概念查找相关页面,而不是收集所有出现某些关键词的页面,这样就保证了查询的结果。另外,可以利用本体在网络搜索中试探更一般或更特殊的查询。如果一个查询失败了,没有找到相关文档,看见过引擎可以向用户推荐更一般的查询。甚至可以考虑让搜索引擎主动执行这样的查询。
W3C推荐标准是RDF(Resource Description Framework)[2]。它实际上是一个数据模型(Data-Model)。它由一系列陈述(Statement)即“对象-属性-值”三元组,由此,RDF的数据模型可以很方便地描述对象以及它们的关系。实际上,RDF只提供二元谓词(属性)。由于任何复杂的关系都可以分解为多个二元关系,因此RDF的数据模型可以作为其他任何复杂关系模型的基础模型。通过RDF,可以将基于关键词的检索更容易地推进到基于语义的检索。
语义网的基本技术主要包括表示语言(本体开发)、查询语言、转换和推理技术以及相关工具等。其中本体的开发是整个语义网的构建基础,它包括以下一些阶段:确定范围、考虑复用、列举术语、定义分类、定义属性、定义侧面、定义实例和检查异常等。可以充分利用已有的本体或元数据,如都柏林核心元数据(Dublin Core metadata terms)[4]是广为使用的用于资源描述与发现的标准,在利用RDF描述资源时,可以使用其中的一些概念,都柏林核心元数据中典型的概念包括:Title、Creator、Subject等。
从现有知识源(如文本、词典、遗留知识库或本体、数据库模式等)获取领域知识、以(半)自动方式构造或改编本体即所谓的本体学习(ontology learning),是开发本体的有效途径。由河海大学许卓明教授等提出的“从ER模式到OWL DL本体的语义保持的翻译”较好的实现了这一问题,从而使用户可以方便地将ER模式翻译成OWL DL本体[5]。
逻辑推理是语义网的重要内容,根据RDF和RDF Schema建模原语,它所使用的形式语言是谓词逻辑(predicate logic),这通常被认为是所有(基于符号的)知识表示的基础。用逻辑描述RDF和RDFS的语义排除了二义性,并且是机器可读的,同时也为借助逻辑推理机制支持RDF/RDFS的自动推理提供了基础。但是,对于RDF和RDFS而言,它们可以表示某些本体知识,主要建模原主涉及以及类型层次组织起来的词汇,包括子类关系和子属关系、定义域和值域限定以及类实例,然而,还是有很多特性不支持,如属性的局部辖域、类的不相交性、类的布尔组合、基数约束和属性的特殊性质等。为此,在OWL中增加了一些原语以提供更强的表达能力,从而确保OWL的一些子语言(如OWL DL)对应于一个已经得到充分研究的描述逻辑系统。
3基于RDF的学术资源整合模型研究
在对论文资源库进行特点分析后可以发现,论文资源库属于知识库,传统的论文资源基本上有着良好、统一的格式且有着较好的隐藏数据开发潜力,可以在传统数据格式的基础上容易地用XML根据用户自定义的词汇表编写结构化网络文档,再利用RDF编写关于网络对象(论文资源)的简单陈述句,利用OWL语言创作论文资源本体,给出相应的查询和逻辑推理机制,最终将开发出具有新一代网络特征的论文资源语义网络,极大地方便了用户的查询和组织者的管理。
主要任务包括:
1)本体的产生
语义网上存在着各种本体,包括领域本体和全局本体。为了在进行信息检索时有一个较为统一的模式,以便进行语义推理和检索,要求定义全局本体的概念。可以从下几个方面进行定义。
①领域本体:领域本体又称为全局总体,它是对领域知识的明确清晰的表达,通常用本体语言来进行表述。在一些特定的实际应用中,领域本体及领域本体的合成是很有必要的。
②子领域本体:假定领域D能被分成n个子领域,那么领域D的领域本体也可以被分割成n个子领域本体。由于语义网上不同的领域本体通常用各种不同的本体语言来表述,在进行语义网信息检索的时候需要将这些用不同本体语言表述的领域本体转换成统一的形式。转换过程中不可避免地会出现一些信息的丢失,因此,在进行转换的同时,对来自同一个领域的领域本体进行一定的事例,得到新的领域本体。经过转换后的本体就变成了全局本体,也就是用统一的形式表达的各种领域知识集,它能够用更为精确和统一的方式来表达世界的知识集。领域本体转换成全局本体的过程可以通过本体转换工具半自动化地完成。
2)语义推理
推理是指从RDF文档的显式(explicit)知识出发,得到文档中没有显式描述的隐藏(implicit)的知识。在OWL-DL所依赖的描述逻辑中,推理主要分为概念之间的包含推理(subsumption relationship inferences)和实例与类之间的实例推理(instance relationship inferences),可以利用这两种推理在论文资源文档中发现传统搜索搜索不到的隐含信息。在RDFS的推理中,需要在前向链、反向链以及混合方式之间进行选择。前向链将所有数据都交给推理引擎,产生新数据后加入到数据集中;而反向链采用逻辑编程技术,当数据模型接受查询时,将查询翻译成目标,引擎利用反向链规则通过匹配三元组进行目标归结。而混合方式则根据实际情况进行 不同的推理选择。
3)信息检索
与传统的基于SQL的检索方式不同,用户提交的检索形式是语义检索,它有两个目的,一是将用户从具体苛刻的检索关键词中解放出来,用户只需要了解一组与领域词汇相关的本体词条就可以构建成查询语句;第二是可以通过推理查询查询到更加完备的结果。SPARQL[6]查询语言是W3C的推荐标准,它以子图匹配的方式在一组RDF数据集中进行匹配查询。
系统的框架如图1所示。在图1中,用户向系统提交语义查询,系统在已有的语义资源库中进行语义匹配,最终生成查询结果。仍然可以对查询结果进行语义相关性排序,限于篇幅,该文不对此进行研究。
学术资源库主要通过对传统的资源库进行语义转化而得到,这种转换可以是实例的转化,也可以是建立在传统资源库上的虚拟RDF视图[7]。
图1系统结构图
4总结
该文提出一种基于语义Web相关技术的学术资源整合平台模型,它以RDF、OWL本体形式组织学术资源,为用户提供语义查询的结构,通过OWL-DL的内部推理机制,满足用户的推理查询要求,是对传统的查询系统的一种极大的改进。
参考文献:
【关 键 词】 数学;小学;逻辑;能力;培养
小学数学教学,很重要的一点就是培养学生的逻辑思维能力,特别是在应用题的教学中,老师引导学生对应用题进行分析理解的过程,实质上是一个逻辑思维的过程。
一、什么是逻辑思维
逻辑思维是指人们认识客观事物过程中运用要领进行确切的判断,有层次地进行分析推理。小学生限于年龄特点和生理关系,逻辑推理还未十分严谨。因此在数学的应用题教学中,必须经过老师的反复示范,引导学生模拟,逐步地潜移默化地通过不断解答应用题的训练方式初步掌握形成逻辑思维的方法,使学生学会运用这些方法去分析问题和解决实际问题能力。
二、怎样利用应用题教学培养学生的逻辑思维能力
(一)利用“对比分析”培养学生的逻辑思维能力
对比分析也可以说是比较分析,对比是区分事物异同点的逻辑方法之一,小学生学习应用题基础知识的过程从不会到会,从囫囵枣到理解,经常需要引导学生进行观察、对比,才能更好地区分联系与区别,以便学生正确地理解与掌握。不论数的多少、形的大小,抑或量的长短等,都要通过对比才会形成要领。所以说,对比是培养学生逻辑思维能力的基础。
如求一个数比另一个数多多少或少多少?用加减法计算的简单应用题,教师便是通过运用教具演示,如白球11个,黑球6个,引导学生观察,运用已有知识――同样多的基础上,迁移来进行对比。(如下图)
白球:
黑球:
说明白球和黑球除了同样多的6个外,白球多5个,就是说在同样的6个的基础上还多5个,用加法就是5+6=11个。在此基础上,反过来问学生黑球比白球少多少个,通过观察对比学习,学生认识到11比6多5,也就是6比11少5,进一步认识两者间的联系与区别,学生计算起来也就没什么难度。至此求比一个数多几或少几的简单应用题,学生便能更好的掌握,并且加深了理解。
但在对比时必须注意两个问题:
(1)对比的两个事物必须是相互联系的。如“求一个数的几倍”和“求一个数是另一个数的几倍”的应用题,它们之间是相互联系的,如果拿线段与分数则不可能相比。
(2)对比时必须抓住事物的本质进行比较。如商不变的性质、分数的基本性质、比的基本性质这三个性质的本质联系。通过抓住本质对比,能对知识点的理解更正确、透彻。
(二)利用“推理”培养学生的逻辑思维能力
推理是数学的基本思维方式,也是人们学习和生活经常使用的思维方式。推理一般包括合情推理和演绎推理,合情推理是从已有的事实出发,凭借经验和直觉,通过归纳和类比推断某些结果;演绎推理是从已有的事实(包括定义、公理、定理等)和确定的规则(包括运算的定义、法则、顺序等)出发,按照逻辑推理的法则证明和计算。数学作为一种演绎系统,它的重要特点是,除了它的基本概念以外,其余一切概念都是通过定义引入的。这种演绎系统一方面使得数学内容以逻辑意义相关联。另一方面从知识结构所蕴含的逻辑思维形式中得到的研究方法(如逻辑推理等),再去获取更多的知识。
如简单的求平均数的应用题,(1)小明有7本课外书,小新有3本,小芳有8本,他们平均每人有几本课外书?(2)小明做了6道数学题,小英做了8道,小立做了7道,他们平均每人做了几道数学题?(3)小花期末考试,语文96分,数学100分,英语94分,音乐98分,平均每科多少分?通过这些不同内容的题目,找出共同的解答方法是:归纳为先求得几个数的和,再除以个数,并可概括出:个数的总和÷个数=平均数。
在日常的数学教学中,我们经常运用到三段论的推理方法,它由三个部分组成:(1)大前提;(2)小前提;(3)结论(最后决断)。如第一中队由少先队员36人,每12个队员一小队,这个中队里有几个小队?运用三段的过程是在引导学生先弄清楚题目的内容条件和问题,一般提出下列问题:(1)这道题目告诉我们什么?(2)题目问题是什么?(3)用什么方法计算?为什么?因此在数学教学解答应用题的过程中,应逐步培养学生养成运用演绎推理的习惯。
(三)利用“抽象概括”培养学生的逻辑思维能力
抽象是把客观事物许多属性中排除其中的偶然的,非本质的属性,抽取出它本质的属性,以便形成鲜明的概念和规律。概括是把同一类事物具有共同的本质的属性结合起来的叙述。数学中的概念,法则、性质、定律、公式等都是通过文字、数学、符号等进行抽象概括出来的结果。
如解答一定数量的复合应用题以后,我们就引导学生作出如下的概括。解答应用题的步骤:(1)弄清题意,并找出已知条件和所求问题;(2)分析题里的数量关系;(3)确定解答的顺序和运算方法;(4)列出算式进行计算;(5)检查、验算,并写出答数。抽象和概括是大量客观事物的基础上抽取出共同特性的结果。抽象概括在小学数学教学中,经常结合在一起运用。如果不教会学生对所学的知识作抽象概括的叙述,就难以运用概念进行判断,用法则指导计算。所以,从低年级开始的数字教学中,就应注意逐步培养抽象概括的能力。
三、在解答应用题教学中应注意几点
1. 默读题目。注意培养学生默读题的习惯。
2. 了解题材。对于不熟悉的题材,老师提供知识背景,有利于学生对题目的了解,允许学生简单地将题材所反映的情境加以描述。
3. 可以找关键性的词语。因为词语提示了一定的计算方法,表达了某种数量关系,但不能孤立地抓词语,防止学生将某个词语与某个计算方法不恰当地联系起来。
4. 用图表示数量关系,富有直观性。
5. 培养学生分析推理能力,即思考方法。借以培养学生聚合思维和发散思维,使两者相辅相成,相得益彰。
小学应用题教学与学生逻辑思维能力的培养不是通过一节课,一个单元,或一个学期的教学就能完成的,是一个潜移默化的过程,需要较长时间逐步培养。实践证明,教师只要在平时有意识、有目的、科学地运用有效的教学策略来培养学生的逻辑思维能力。另外学生的逻辑思维能力的培养应该不仅仅是局限于数学领域,还可以拓展到其他的生活领域。“路漫漫其修远兮,吾将上下而求索”,我们要为培养学生的逻辑思维能力而不懈努力。
【参考文献】