Jak se vyznat v argumentaci

Chat
Email
Poznámkový blok

Obecná tvrzení a jejich (ne)platnost

Odpovědi na otázky, zda a proč je nějaké tvrzení pravdivé, mohou v různých stadiích vzdělávání nabývat různé podoby. V raném stadiu obvykle mívají podobu odkazu na nějakou autoritu:

  

„Je to napsané v učebnici.“

„Bylo to v televizi.“

„Říkali jsme si to včera na hodině.“

  

Později jsou odkazy na autoritu nahrazovány empirickými argumenty, tedy odkazy na platnost či neplatnost tvrzení v jednom či více konkrétních případech:

  

„Když násobím, dostanu vždy větší číslo: 2 ∙ 4 = 8, 10 ∙ 2 = 20.“

„Všichni živočichové žijící ve vodě dýchají žábrami: kapr, žralok, akvarijní rybičky.“

„Není pravda, že násobení dává vždycky větší číslo, protože 2 ∙ (- 1) = - 2, a to je menší.“

„Ve vodě žije delfín, a ten nedýchá žábrami, ale plícemi.“

  

Na odůvodnění neplatnosti obecného tvrzení takové empirické argumenty stačí. Případy, které splňují předpoklady tvrzení (čísla získaná součinem, živočichové žijící ve vodě), ale nesplňují jeho závěry (nejsou větší, nedýchají žábrami) se nazývají protipříklady. Jediný protipříklad stačí na to, abychom prokázali, že obecné tvrzení neplatí.

  

Problém je, že na odůvodnění platnosti obecného tvrzení empirické argumenty nestačí. Případů, které splňují předpoklady i závěry tvrzení může být mnoho (2 ∙ 4 = 8, 10 ∙ 2 = 20, kapr, žralok, akvarijní rybičky), ale přesto mohou existovat protipříklady (2 ∙ (- 1) = - 2, delfín), které jasně ukazují, že tvrzení není platné.

  

Máme-li obecné tvrzení, k němu mnoho potvrzujících případů a žádný protipříklad, stejně si nemůžeme být jisti jeho platností (co když protipříklad existuje, ale my jsme ho jen nenašli?) Abychom si byli jisti s platností obecného tvrzení, museli bychom dodat tzv. deduktivní argumenty, tedy argumenty založené na logických souvislostech mezi předpoklady a závěry tvrzení. Například u obecného tvrzení „Když násobím dvě záporná čísla, vždycky dostanu číslo větší.“ můžeme jeho platnost prokázat logickou úvahou založenou na tom, že „Součin dvou záporných čísel je vždy číslo kladné, všechna záporná čísla jsou menší než 0, všechna kladná čísla jsou větší než 0.“

  

Při matematickém a přírodovědném bádání na základní škole se objevují hlavně empirické argumenty. Správnou prací s empirickými argumenty se však vytváří vhodný základ pro porozumění deduktivním argumentům. V tomto textu se tak budeme podrobně věnovat empirické argumentaci u obecných tvrzení a jejímu vztahu k argumentaci deduktivní.

Pokračovat


Úloha matematická o násobení

Z matematického pohledu se podíváme podrobně na několik tvrzení o vlastnostech operace násobení:

  

„Když násobím nějaké číslo, dostanu vždy větší číslo.“

„Když násobím nulou, tak vždy dostanu menší číslo.“

„Když násobím záporným číslem, tak vždy dostanu menší číslo.“

„Když násobím zlomkem, tak vždy dostanu menší číslo.“

  

Všechna čtyři tvrzení jsou si obsahově blízká a mohli bychom se s nimi setkat při výuce například jako s reakcemi žáků na úkol:

  

„Vyber si nějaké číslo a vynásob ho (libovolným číslem). Bude výsledek násobení větší nebo menší než to vybrané číslo?“

  

Tuto hypotetickou výukovou situaci lze pro přehlednost znázornit komiksovým obrázkem Concept Cartoon.

  

Úkol

Pokračovat


Rozbor obrázku

Z bublin na obrázku není žádná pravdivá, pro každou existují protipříklady – čísla, která uvedenou vlastnost nemají. Například:

  

Jan

Vyberu si číslo 2, vynásobím ho - 1, výsledek je - 2, což je menší než 2.

Vyberu si číslo 1, vynásobím ho 0,5, výsledek je 0,5, což je menší než 1.

Vyberu si číslo - 1, vynásobím ho 5, výsledek je - 5, což je menší než - 1.

  

Emil

Vyberu si číslo 0, vynásobím ho 0, výsledek je 0, což je stejné jako to vybrané číslo.

Vyberu si číslo - 1, vynásobím ho 0, výsledek je 0, což je větší než - 1.

  

Bára

Vyberu si číslo - 2, vynásobím ho - 1, výsledek je 2, což je větší než - 2.

Vyberu si číslo 0, vynásobím ho - 1, výsledek je 0, což je stejné jako to vybrané číslo.

  

Tina

Vyberu si číslo 5, vynásobím ho 3/2, výsledek je 15/2, což je větší než 5.

Vyberu si číslo - 6, vynásobím ho 1/2, výsledek je - 3, což je větší než - 6.

Vyberu si číslo - 6, vynásobím ho - 1/2, výsledek je 3, což je větší než - 6.

  

Úkol

Pokračovat


Jak podpořit deduktivní argumenty

Porozumění deduktivním argumentům je možné podpořit tak, že se u obecných tvrzení, která nejsou platná, pokusíme do tvrzení přidat dodatečné podmínky, za kterých již platná budou. Například:

  

Jan

Jeho tvrzení je platné, pokud

  • vyberu kladné číslo, násobím ho číslem větším než 1
  • vyberu záporné číslo, násobím ho kladným číslem menším než 1
  • obě čísla jsou záporná

  

Emil

Jeho tvrzení je platné, pokud

  • vyberu kladné číslo

  

Bára

Její tvrzení je platné, pokud

  • vyberu kladné číslo

  

Tina

Její tvrzení je platné, pokud

  • vyberu kladné číslo, násobím kladným zlomkem menším než 1
  • vyberu záporné číslo, násobím zlomkem větším než 1
  • vyberu kladné číslo, násobím záporným zlomkem

  

Úkol

Pokračovat


Úloha přírodovědná o rybách

Z přírodovědného podhledu se podíváme podrobně na několik tvrzení o rybách a velkých mořských živočiších:

  

„Všichni velcí živočichové, co žijí v moři, jsou ryby.“

„Všechny ryby mají žábry.“

„Všichni živočichové, kteří mají žábry, jsou ryby.“

„Všichni živočichové, kteří kladou jikry, jsou ryby.“

„Všechny ryby kladou jikry.“

  

Všechna tato tvrzení jsou si obsahově blízká a mohli bychom se s nimi setkat při výuce například během diskuse o tom, kteří velcí živočichové žijí v moři a jakou mají strukturu těla.

  

Tuto hypotetickou výukovou situaci lze pro přehlednost znázornit komiksovým obrázkem Concept Cartoon.

  

Úkol

Pokračovat


Rozbor obrázku

Z bublin na obrázku je zcela pravdivá jen Davidova bublina. Ta však neobsahuje obecné tvrzení, ale existenční, nebudeme se jí tedy více zabývat.

  

Pro zbylé tři bubliny, které jsou nepravdivé, nabídneme podobně jako u matematické úlohy nejprve empirické argumenty – protipříklady. Tedy konkrétní případy, které vyhovují předpokladům tvrzení (jsou to živočichové žijící v moři), ale ne jeho závěrům (nejsou to ryby). V moři sice žijí velké ryby (např. hlístoun), ale největší mořští živočichové jako velryby a žraloci rybami nejsou – patří mezi savce. Budeme-li velikost určovat podle hmotnosti, jsou mezi velkými mořskými živočichy i želvy. Ryby sice dýchají žábrami, ale velryby, žraloci a želvy mají plíce.

Pokud jde o jikry, je sice pravda, že kladení jiker je hlavním způsobem reprodukce ryb, nicméně existují i výjimky – ryby živorodé.

  

Úkol

Pokračovat


Jak podpořit deduktivní argumenty

Deduktivní argumenty u podobných přírodovědných diskusí jsou založeny na znalostech vlastností jednotlivých živočišných druhů (např. jejich stavby těla, velikosti těla, hmotnosti), ale i jejich etologie a ekologie. Některé znalosti je možné odvodit z příslušnosti druhů k daným řádům či třídám, ale i z obecných vlastností těchto řádů a tříd (např. způsob dýchání, způsob reprodukce). Mohou však existovat výjimky z těchto obecných vlastností (zapříčiněné např. specifickým životním prostředím), které je také potřeba znát.

  

Porozumění deduktivním argumentům je v takovém případě možné podpořit takovou prací s taxonomií, která je systematická a dává důraz na vnímání souvislostí: aby si žáci dokázali na základě podobnosti druhů odvozovat jejich charakteristické znaky, popřípadě v závislosti na životním prostředí odvodili další jejich vlastnosti.

  

Úkol

Pokračovat


Shrnutí

Na jedné matematické a jedné přírodovědné úloze jsme si představili empirickou a deduktivní argumentaci obecných tvrzení. Obě úlohy se sice na první pohled výrazně liší, ale způsob empirické a deduktivní argumentace je u nich podobný. Empirická argumentace používá konkrétní případy (např. protipříklady), deduktivní je založena na systematických úvahách. Tyto záležitosti je možné souběžně rozvíjet v obou školních předmětech.

Při badatelsky orientovaném vyučování je empirická i deduktivní argumentace důležitou složkou bádání, žáci na jejím základě vyhodnocují nabízené hypotézy a tvoří hypotézy nové.

  

Literatura

Samková, L., Rokos, L. & Vízek, L. (2021). A joint assessment of reasoning about general statements in mathematics and biology. ERIES Journal, 14(4), 270-287. Dostupné na: http://www.eriesjournal.com/index.php/eries/article/view/557

Samková, L., Tichá, M. (2016). O některých miskoncepcích souvisejících se schopností argumentovat. In J. Hromadová, A. Slavík (Eds.) Cesty k matematice II (pp. 58-66), Praha: Matfyzpress. Dostupné na: http://kdm.karlin.mff.cuni.cz/konference2016/sbornik.pdf

  

Obrázek podvodního světa: http://clipart-library.com/coloring/kTMegybTj.gif