【摘要】 通過借助觀察與實驗,運(yùn)用歸納,應(yīng)用類比等提出猜想,發(fā)展合情推理能力和初步的演繹推理能力;通過動手驗證感知“推理”,培養(yǎng)合情推理促進(jìn)“推理”深度,經(jīng)歷演繹推理提升“推理”高度,從而培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新思維能力、創(chuàng)造想象能力、創(chuàng)新實踐能力,構(gòu)建智慧數(shù)學(xué)課堂.
【關(guān)鍵詞】 推理;合情推理;演繹推理;猜想
演繹推理的前提和結(jié)論間具有蘊(yùn)含關(guān)系,是必然性推理. 歸納推理、類比推理和統(tǒng)計推理是合情推理的三種重要形式. 課堂中如何培養(yǎng)學(xué)生的推理能力呢?
一、猜想促進(jìn)學(xué)生探究推理能力的動力
1. 借助觀察與實驗提出猜想
通過觀察,能開動學(xué)生的思維,在觀察中進(jìn)行實驗,能提高學(xué)生的動手操作能力,所以觀察與實驗是數(shù)學(xué)發(fā)現(xiàn)的重要手段. 在教學(xué)中我們可以通過組織學(xué)生開展剪一剪、量一量、做一做等實驗活動,讓學(xué)生通過觀察發(fā)現(xiàn)其變化規(guī)律,提出合理猜想. 如:在教學(xué)“圓的周長計算”時,讓學(xué)生以三條不同長度的線段為直徑分別畫出三個不同的圓,剪下后把這三個圓同時滾動一周,得到三條線段的長分別是三個圓的周長. 讓學(xué)生探索圓的直徑與周長有沒有關(guān)系,學(xué)生發(fā)現(xiàn):圓的直徑越短,它的周長也越短,圓的直徑越長,它的周長也越長,學(xué)生得出結(jié)論是圓的周長與直徑有關(guān)系. 然后再次組織學(xué)生動手測出每個圓的直徑,并計算出圓的周長除以直徑所得的商,得數(shù)保留兩位小數(shù),并把相應(yīng)的數(shù)據(jù)填在表格里,通過展示數(shù)據(jù),學(xué)生發(fā)現(xiàn)了直徑與周長的關(guān)系,提出了“圓的周長是直徑的3倍多一些”的猜想.
2. 運(yùn)用歸納提出猜想
數(shù)學(xué)具有高度抽象性,而抽象寓于具體之中. 在小學(xué)數(shù)學(xué)教學(xué)中,許多概念和規(guī)律都是歸納推理得出的. 在許多情況下,采用的是不完全歸納法,由不完全歸納法得出的結(jié)論不一定正確,但可以通過歸納提出猜想并驗證.
3. 重視應(yīng)用類比猜想
運(yùn)用類比提出猜測,就是運(yùn)用類比的方法,通過比較研究對象或問題某些方面的相似性作出猜想或推斷. 學(xué)生掌握了運(yùn)用類比提出猜想的研究方法,可以在學(xué)習(xí)中做到舉一反三,觸類旁通. 例如,根據(jù)除法和分?jǐn)?shù)的關(guān)系(都具有相除的相同屬性),就可以由除法具有的“被除數(shù)和除數(shù)同時擴(kuò)大幾倍或同時縮小幾分之幾(0除外),商不變”的性質(zhì),類比猜想出“分?jǐn)?shù)的分子和分母都乘以或除以相同的數(shù)(0除外),分?jǐn)?shù)的大小不變”,得出分?jǐn)?shù)的基本性質(zhì). 再往后學(xué)習(xí)比的性質(zhì)時,也可以用類比的方法,加深學(xué)生對比的知識的記憶. 這對學(xué)生在以后學(xué)習(xí)除法、分?jǐn)?shù)、比的互相轉(zhuǎn)化打下了很好的基礎(chǔ).
二、實例驗證助推學(xué)生掌握推理能力
1. 動手驗證感知“推理”
小學(xué)生由于受年齡、知識等限制,一般較多采用實例驗證. 實例驗證,主要是通過舉例方法進(jìn)行,可以舉出正例,運(yùn)用不完全歸納法驗證猜想或使用原來的結(jié)論更可靠. 也可以舉出反例. 例如,“三角形的內(nèi)角和”的教學(xué),通過課本上“三角形的內(nèi)角和是180度”的結(jié)論,讓學(xué)生自己動手操作,進(jìn)一步驗證結(jié)論的正確性:有的學(xué)生用準(zhǔn)備好的其中一個三角形的三個角全部撕下來,把三個角拼在一起組成一個平角,由于一個平角是180度,有的學(xué)生用量角器分別量出每個角的度數(shù),然后把三個角的度數(shù)相加,并通過對多個大小、形狀不同的三角形的測量,反復(fù)驗證“三角形的內(nèi)角和是180度”. 這樣學(xué)生在實踐中驗證了猜想的準(zhǔn)確性,加深了對知識的理解.
2. 合情推理促“推理”深度
通過合情推理可以培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新思維能力、創(chuàng)造想象能力、創(chuàng)新實踐能力. 例如,教學(xué)六年級“圓的面積”時,在教學(xué)中,我先引導(dǎo)學(xué)生復(fù)習(xí)前面平行四邊形、三角形、梯形的面積公式的推導(dǎo)過程,然后引導(dǎo)學(xué)生把圓轉(zhuǎn)化成近似于學(xué)過的長方形. 學(xué)生通過動手操作,把圓進(jìn)行等分,拼成接近長方形的圖形,老師再適時動態(tài)演示把圓等分成32,64份拼成的近似長方形的演變過程,邊觀察邊思考,最后達(dá)成共識:如果等分的份數(shù)越多,拼成的圖形就越接近于長方形. 這時再讓學(xué)生通過觀察、比較、分析,發(fā)現(xiàn)圓的面積、周長、半徑和拼成的近似長方形面積、長、寬之間的關(guān)系,讓學(xué)生推導(dǎo)出圓的面積計算公式S圓 = π × r × r = πr2. “圓的面積”一課,通過讓學(xué)生積極主動參與知識形成的全過程來獲取知識,提高學(xué)生歸納、推理的數(shù)學(xué)思維能力, 同時也把學(xué)生的學(xué)習(xí)主動權(quán)還給學(xué)生.
3. 演繹推理提升“推理”高度
隨著年級的升高,學(xué)生應(yīng)該結(jié)合課堂學(xué)習(xí)一些有效的演繹推理方法. 如“分?jǐn)?shù)化成有限小數(shù)的規(guī)律”教學(xué)時,讓學(xué)生分別把這些分?jǐn)?shù)化成小數(shù),學(xué)生發(fā)現(xiàn),前三個分?jǐn)?shù)能化成有限小數(shù),而后面兩個小數(shù)則不能化成有限小數(shù). 引導(dǎo)學(xué)生進(jìn)行分析:25 = 5 × 5,20 = 2 × 2 × 5,8 = 2 × 2 × 2,35 = 5 × 7,63 = 7 × 3 × 3,進(jìn)一步發(fā)現(xiàn),25,20,8這三個分母的因數(shù)都只含有2和5,而35和63含有2和5以外的質(zhì)因數(shù),分母只含有質(zhì)因數(shù)2和5的分?jǐn)?shù)都可以根據(jù)分?jǐn)?shù)的基本性質(zhì)轉(zhuǎn)化為分母是10,100,1000,…的分?jǐn)?shù),也就都可以化為有限小數(shù);分母含有2和5以外的質(zhì)因數(shù)的分?jǐn)?shù)都不能轉(zhuǎn)化為分母是10,100,1000,…的分?jǐn)?shù),也就都不能化為有限小數(shù). 這樣,在歸納猜想的基礎(chǔ)上,進(jìn)一步論證說明,最終得出結(jié)論.
“數(shù)與代數(shù)”“空間與圖形”“統(tǒng)計與概率”和“實踐與綜合應(yīng)用”等四個領(lǐng)域的課程內(nèi)容,都為發(fā)展學(xué)生的推理提供了豐富的素材. 在“空間與圖形”教學(xué)中,應(yīng)當(dāng)組織學(xué)生經(jīng)歷操作、觀察、猜想、證明的過程,做到合情推理與演繹推理相結(jié)合. “推理”在我們數(shù)學(xué)學(xué)習(xí)過程中無處不在,推理能力的培養(yǎng)是學(xué)生學(xué)習(xí)數(shù)學(xué)必不可少的重要能力和素養(yǎng).