内容正文:
选必三《逻辑与思维》
第二单元 遵循逻辑思维规则
第七课 学会归纳推理与类比推理
7.2 类比推理及其方法
总议题:仿生学中的类比小逻辑
【自学指导】
【学习目标】
一、类比推理的含义
1.必要性 (P64第一段)
2.含义 (P64第一段)
3.客观依据 (P64第二段)
4.类比与比较、比喻的关系(P64第三段)
5.类比推理的逻辑错误 (P65相关链接)
6.类比推理的实质 (P65第一段)
二、类比推理的方法
1.类比推理的方法 (P65第二、三段)
2.提高类比推理可靠程度的要求
(P66第一段)
3.类比推理的作用 (P66第二段)
4.综合运用逻辑推理 (P67第二段)
1. 理解类比推理的含义、客观依据,能明确区分类比、比较和比喻。
2. 掌握类比推理的方法,知道类比推理的重要作用,理解类比推理是或然推理,能综合运用逻辑推理方法分析社会生活。
【学习重难点】
重点:1.类比推理的方法。
2.提高类比推理的可靠程度的要求。
难点:类比推理与比喻、比较的关系。
2
议题一:探秘新型潜水器诞生——类比推理的含义
【议学任务】
1.仿蝠鲼柔体潜水器的发明主要采用了哪种思维方法?这种思维方法有什么特点?
西北工业大学航海学院自主水下航行器团队自2016年开始仿蝠鲼(fèn)潜水器研究,首次实现了仿生潜水器对我国南海珊瑚礁生长情况的监测。
海洋里有众多生物,为什么选择蝠鲼作为仿生对象呢?这主要是由于蝠鲼采用胸鳍推进作为其运动方式,两个“大翅膀”和身体融为一体,形成扁平流线型,不仅有利于稳定且灵活的运动,还能有效借助海洋洋流的能量实现更高效率的滑行运动,从而充分满足长航时、高机动水下航行器的仿生需求。
蝠鲼:扁平流线型——能够有效的减少水流阻力,具有很强的水下机动性和速度。
仿生潜水器:与蝠鲼相似的流线型体态——能够减少水流阻力,提升航线效率。
在其他属性上也相似
相似的属性
类比推理(或然推理)
1.特点:
根据两个或两类对象在一些属性上相同或相似,推出它们在其他属性上也相同或相似的推理。
2.含义:
A对象具有属性a、b、c、d
B对象具有属性a、b、c、
所以,B对象具有属性d
地球均有水,空气,及泥土等有利生物生存的因素,地球上有生命。
火星上有水,空气,及泥土等有利生物生存的因素。
所以,火星上有生命。
人们认识事物,常常会用已经认识的某个或某类事物去推断尚未认识的另一个或另一类事物。
3.类比推理的逻辑形式:
一、类比推理的含义
4.客观依据:
客观事物及其属性不是孤立的,而是相互联系、相互制约的。事物属性之间的内在联系,是类比推理的客观依据。
示例评析
化肥中所含的主要养分是钙、镁、氮、磷、钾,这些养分是植物生长所需要的,而且,化肥呈粉末状态时,植物更容易吸收。 石煤渣中也含有较多的钙、镁、氮、磷、钾,把石煤渣磨成粉末,植物也可以吸收。所以,粉末状的石煤渣也应该可以作植物生长的肥料。
实验结果证明,用粉末状的石煤渣作植物生长的肥料,效果良好。这个结论,是通过类比化肥与石煤渣的属性而得到的。
类比推理的方法
一、类比推理的含义
想一想:比一比以下材料是否是类比推理的应用?
蝠鲼的英文名为Manta,来源于西班牙语,意为“毯子”,这是因为它们在海洋中游动时,身体像一条在大海中荡漾的毯子。中国渔民则根据它优雅飘逸的游姿,仿佛夜空中的蝙蝠,给它们命名为蝠鲼。
蝠鲼不像传统鱼类那样具有纺锤形的身段,他们没有背鳍,其宽大的三角形胸鳍和圆盘一样的身体构成了举行扁片状躯体。
比喻
比较
类比要在比较的基础上得出新的结论,它是一种推理;比较的目的在于认识两类对象之间的相同点和不同点,它是一种简单的认识方法,但不是推理。
5、类比与比较区别
类比是推理形式
比较是认识方法
举例
比较:对比“社会主义与资本主义经济制度”。
类比:将“国家治理”类比为“人体健康”(各部门协同如器官协作)。
一、类比推理的含义
类比和比喻虽然都以比较为基础,但是,类比是一种推理形式,目的在于得出新知识;比喻是一种修辞手法,目的在于生动形象地描写或说明认识对象。
6、类比与比喻区别
类比是推理形式
比喻是修辞手法
举例
类比:“如何用‘生态系统’类比‘市场经济’的运作?
比喻:“如何用‘春风’比喻‘政策的温暖’?”
类比与比较、比喻的关系
功能 目的 侧重点
类比
比较
比喻
联系
是一种
推理方法
得出新知识
将性质、特点在某些方面相同或相近的不同事物加以比较,从而引出结论的方法
是简单的认识方法
认识两类事物之间的相同点和不同点
比较常常是一种事物与另一种事物相比,突出其中一种事物的特点。
是一种
修辞手法
生动形象地描写或说明认识对象
类比和比喻要在比较的基础上进行。类比要在比较的基础上得出新的结论。
用跟甲事物有某种相似之处的乙事物来说明甲事物
归纳总结
类比推理是或然推理。由于事物属性之间既有相似性也有差异性,从两个或两类事物某些方面相同或相似就推出它们在另外的方面也相同或相似,其前提与结论之间的联系是或然的。运用类比推理时,我们应该注意提高其可靠程度。
7、类比推理的实质
一、类比推理的含义
示例评析:不能仅仅根据对象间表面上某些性质相同或相似,就推出它们在本质属性上也相同或相似。否则,就容易犯“机械类比”的逻辑错误。
议题二:攻关潜水器难题——类比推理方法
【小组合作】
2.仿蝠鲼柔体潜水器采用了类比推理的哪种方法?
3.结合材料,说明如何提高类比推理的可靠程度?
蝠鲼采用胸鳍推进作为其运动方式,具有高推进效率、高机动性、高稳定性等优良特性。仿蝠鲼柔体潜水器以蝠鲼为仿生原型,采用交替性滑翔与扑动的滑扑一体推进模式。其游动姿态与蝠鲼高度相似,动作吻合度超90%,不仅继承了蝠鲼的高机动性和稳定性,还通过优化流体阻力提高了推进效率。此外,它还借鉴了蝠鲼的隐蔽性和续航优势,能长时间、大范围作业,为水下探索提供有力工具。
水下滑翔机
(变浮力滑翔推进)
蝠鲼
(柔性扑翼前进)
仿蝠鲼柔性潜水器
(柔性扑翼前进)
仿生学所运用的主要方法:模拟方法
①含义:它专门研究和模仿生物的构造及功能,用于制造先进的技术装置。
1、仿生学所运用的主要方法:模拟方法
②实质:从思维方法的角度看,模拟方法是一种类比推理方法。
③依据:依据事物之间相同或相似的属性进行的推理,事物的要素、结构和功能是其属性的主要内容。
二、类比推理的方法
例如:萤火虫——人工冷光; 蛙眼——电子蛙眼;
蝙蝠——雷达; 水母——自动漂浮的浮标站。
2. 类比推理的具体方法
从思维的角度说,类比推理可以有以下三种具体方法:
③条件类比——从导致事物某种功能的条件方面进行类比。
②功能类比——在对象的功能之间进行类比
①结构类比—— 在对象的要素和结构之间进行类比
模仿蜂巢结构设计建筑材料(如蜂窝铝板),增强轻量化和承重能力。
模仿植物高效吸光机制优化太阳能电池设计。
创业者需像培育种子一样整合资源才能成功。
3.提高类比推理可靠程度的要求
①类比的根据越多越好。前提中确认对象的相同或相似属性越多,意味着它们所属的类别可能越相近,结论的可靠性越高。(相同或相似属性的量)
②相同属性越接近本质属性。作为类比推理根据的相同属性越是接近本质属性,相同属性与推出属性之间的相关程度越高,结论的可靠程度就越高。
③前提中确认的属性与结论属性相一致。前提中确认的属性不应该有与推论相互排斥的属性。
人们在研究新药时,往往在狗、兔子、老鼠等动物身上做实验,因为这些动物比其它动物与人类有更多的相同或相似属性。
李四光由我国东北、华东等地区与中亚地区相似的地质构造推论我国东北、华东等地区有大油田的类比之所以可靠。
人们曾因月球与地球有许多相同属性,推出月球上也有生物。后来发现月球昼夜温差很大,并且没有空气和水,不适宜生物生存,因而推翻了月球有生物的论断。
二、类比推理的方法
乌龟是爬行动物,有冬眠习性;鳄鱼也是爬行动物,也有冬眠习性;还有蛇等爬行动物。
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4、类比推理的重要作用:
①类比推理在科学技术创新中具有前锋的作用。
1.瓦特类比蒸汽中的壶盖发明了蒸汽机;
2.鲁班根据荷叶发明了雨伞;
3.阿基米德根据洗澡水溢出浴盆的现象发现了“浮力原理”;
4.英国医生詹纳发现“种牛痘”可以预防天花,是受到挤牛奶女工感染牛痘而不犯天花的启发。
历史上,许多科学发现和技术发明都是从类比推理开始的。科学技术人员通过类比推理,开启思路,提出解决问题的设想。
二、类比推理的方法
②在日常论证说理中,类比推理可以帮助我们创新性地解决他人思想上的困难,纠正他人认识中的错误。
食物取名字和菜本身完全不搭边有很多。小王气呼呼地问餐馆老板:“我要的鱼香茄子,可是菜里怎么没有鱼?” 老板笑呵呵地回答:“难道你还指望从老婆饼里吃出个老婆吗?”小王终于想明白了,一场纠纷就此得以避免。
为了论证和说明某种事实或原理,人们往往需要寻找另一种与之相同或相似的,并且已经得到承认的事实或原理,通过类比来使某种事实或原理得到论证和说明。
4、类比推理的重要作用:
二、类比推理的方法
5、归纳推理和类比推理的实质和作用
①实质:归纳推理和类比推理是或然推理,是不能保证从真前提推出真结论的推理。
③在实践中,人们总是将演绎推理、归纳推理和类比推理结合在一起使用。只有这样,才能更好地发挥不同推理类型的思维功能。
②作用:但是,归纳推理在帮助人们发现认识对象的规律方面,类比推理在帮助人们获取新知识方面,都具有自身的价值。
二、类比推理的方法
知识小结 ——推理的类型演绎推理、归纳推理和类比推理
类型 依据对个别与一般的关系的认识 前提与结论之间是否有必然联系
演绎推理 从一般性前提推出个别性结论的推理
(共性到个性) 必然推理
归纳推理 从个别性前提推出一般性结论的推理
(个性到共性) 完全归纳法
不完全归纳法 或然推理
类比推理 从一般性前提推出一般性结论,
或从个别性前提推出个别性结论的推理
类比推理及其方法
1.类比推理的特点、含义
2.类比推理的客观依据
3.类比与比较、比喻的区别
4.类比推理的逻辑错误、实质
4.类比推理的重要作用
类比推理的含义
类比推理的方法
2.类比推理的具体方法
3.提高类比推理可靠程度的要求
1.模拟方法
5.综合运用逻辑推理
课堂小结
1.类比推理就是比较方法的运用?
类比不同于比较。类比要在比较的基础上得出新的结论,它是一种推理;
比较是一种简单的认识方法,不是推理。
2.类比推理在科学技术创新中发挥着决定性作用?
类比推理在科学技术创新中具有前锋的作用。
3.提高类比推理的可靠性,前提中确认的属性可以有与结论相互排斥的属性?
提高类比推理的可靠性,前提中确认的属性不应该有与结论相互排斥的属性。
4.前提中确认对象的相同或相似属性,是类比推理的客观依据?
事物属性之间的内在联系,是类比推理的客观依据。
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易错易混
防风是河北省重点发展的药材之一,因市场、政策环境良好,防风的需求量持续攀升。但由于防风的种植规模大和机械化收获程度低等,使得高效机械化作业技术成为整个防风产业化过程中的瓶颈。针对河北栽种防风采收过程中挖掘装置挖掘阻力大、碎土能力差等问题,研究团队设计了一种防风仿生挖掘铲。
研究团队以分析挖掘铲挖掘性能为出发点,研究和仿造S鼠的构造和爪的功能,对防风收获机挖掘铲进行仿生改形设计,并运用EDEM离散元仿真分析软件数值模拟出同一仿真条件下仿生铲与普通铲的工作情况,以对比分析的方式对仿生铲的挖掘性能进行研究。在研究中发现,鼹鼠身材矮胖,体长0.10~0.18m,常年生活在地下,是一种典型的土壤穴居动物,具有较高的土壤挖掘效率,能在一夜时间内挖出一条长1.43m的地道。经长期生物进化,鼹鼠适应地下环境的能力大大增强,其前爪形成独特的宏观结构与力学性能,为科研人员的仿生研究提供了很好的参考。研究人员经过反复多次研究,不断将鼹鼠的生物学属性和挖掘铲的属性相结合,最终成功设计出防风挖掘铲,广泛应用于防风种植业中。
结合材料,运用推理的相关知识,分析防风仿生挖掘铲的设计原理。
①防风仿生挖掘铲的设计主要运用了类比推理的方法,事物属性之间的内在联系,是类比推理的客观依据。研究人员根据鼹鼠的生物学属性,进行挖掘铲的创新设计。
②防风仿生挖掘铲的设计主要运用的是模拟方法,研究和模仿生物的构造及功能,用于制造先进的技术装置,属于类比推理方法。研究人员通过研究和仿造鼹鼠的构造和爪的功能,对防风收获机挖掘铲进行仿生改形设计。
③类比推理是或然推理,由于事物属性之间既有相似性也有差异性,因此,要注意提高其可靠程度。研究人员经过反复多次研究,不断将鼹鼠的生物学属性和挖掘铲的属性相结合,最终成功设计出防风挖掘铲。
④类比推理在科学技术创新中具有前锋的作用,科学技术人员通过类比推理,开启思路,提出解决问题的设想,从而运用于实践中。
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