杜小慧
【摘 要】在長時間的教學中發(fā)現,數學的發(fā)展中每一個重要知識的發(fā)現和證明,除了要求發(fā)現者具有一定的演繹推理能力之外,還要具有一定的合乎情理的邏輯推理。推理能力對于數學知識的學習和探索具有相當重要的作用。
【關鍵詞】初中數學 推理能力 培養(yǎng)
中圖分類號:G4 文獻標識碼:A DOI:10.3969/j.issn.1672-0407.2017.11.081
推理是數學的基本思維方式,也是人們學習和生活經常使用的思維方式。推理一般包括合情推理和演繹推理,合情推理是從已有的事實出發(fā),憑借經驗和直覺,通過歸納和類比等推斷某些結果;演繹推理是從已有的事實(包括定義、公理、定理等)和確定的規(guī)則(包括運算的定義、法則、順序等)出發(fā),按照邏輯推理的法則證明和計算。在解決問題的過程中,兩種推理功能不同,相輔相成:合情推理用于探索思路,發(fā)現結論;演繹推理用于證明結論。從中可看出推理能力在初中數學中占據著重要的地位。那么,在初中數學教學中如何培養(yǎng)學生的推理能力呢?
一、拓寬學生的思維
教學環(huán)節(jié)就是一步步、環(huán)環(huán)相扣地引導學生進行知識的探索、理解和掌握。在數學知識的教學活動之中,學生必須有全神貫注的精神和靈活、發(fā)散的思維能力,這樣才能夠有效跟隨教師的指引進行知識的探索和學習,才能夠進一步發(fā)展自己的推理論證能力,全面提升自己的綜合素質。
在初中數學教學環(huán)節(jié)中,對于數學中許多定理的學習實驗,歸納的教學方式有時會比較適合。教師要正確處理數學實驗的應用和實施,確保學生探究知識的科學性和合理性,跟隨當前教育改革的要求。在數學知識中包含著嚴謹性的數學科學知識,也包含著實驗性的歸納科學知識,這就需要教師在教學環(huán)節(jié)中要重視數學實驗對學生創(chuàng)新思維、推理能力的作用。
二、引導學生觀察
長期以來,中學數學教學一直強調教學的嚴謹性,過分渲染邏輯推理的重要性而忽視了生動活潑的合情推理,使人們誤認為數學就是一門純粹的演繹科學。事實上,數學發(fā)展史中的每一個重要的發(fā)現,除演繹推理外,合情推理也起重要作用,如哥德巴赫猜想、費爾馬大定理、四色問題等的發(fā)現,其他學科的一些重大發(fā)現也是科學家通過合情推理、提出猜想、假說和假設,再經過演繹推理或實驗得到的,也就是恰當創(chuàng)設情境,引導學生觀察。
因此,我們不僅要培養(yǎng)學生演繹推理能力,而且要培養(yǎng)學生合情推理能力。《標準》要求學生“能通過觀察、實驗、歸納、類比等獲得數學猜想,并進一步尋求證據、給出證明或舉出反例?!币簿褪且髮W生在獲得數學結論時要經歷合情推理到演繹推理的過程。合情推理的實質是“發(fā)現—猜想”,因而關注合情推理能力的培養(yǎng)有助于發(fā)展學生的創(chuàng)新精神,當然,由合情推理得到的猜想,需要通過演繹推理給出證明或舉出反例否定。合情推理的條件與結論之間是以猜想與聯想作為橋梁的,直覺思維是猜想與聯想的思維基礎,培養(yǎng)學生善于合情推理的思維習慣是形成數學直覺,發(fā)展數學思維,獲得數學發(fā)現的基本素質。因此,在數學教學中,既要強調思維的嚴密性,結果的正確性,也要重視思維的直覺探索性和發(fā)現性,即應重視數學合情推理的合理性和必要性。充分發(fā)揮課堂教學的作用,漸進而有序地培養(yǎng)數學合情推理能力,提高學生素質,促進學生健康、全面地發(fā)展。
合情推理并非盲目的、漫無邊際的胡亂猜想。它是以數學中某些已知事實為基礎,通過選擇恰當的材料創(chuàng)設情境,引導學生觀察。歐拉曾說過:“數學這門科學,需要觀察,還需要實驗?!庇^察是人們認識客觀世界的門戶。觀察可以調動學生的各種感官,在已有知識的基礎上產生聯想,通過觀察還可以減少猜想的盲目性,同時觀察力也是人的一種重要能力。所以在教學中要給學生必要的時間和空間進行觀察,培養(yǎng)良好的觀察習慣,提高觀察力,發(fā)展合理推理能力。例如,把20,21,22,23,24,25這六個數分別放在六個圓圈里,使這個三角形每邊上的三個數之和相等。通過觀察圖形以及這六個數后,我們應該想到,較大的幾個數或較小的幾個數不能同時在三角形的某一邊上,否則其和就會太大或太小,也就是說,可以把較小的三個數分別放在三個頂點上,再把三個較大的數放在相應的對邊上。
三、激發(fā)學生猜想
數學猜想是數學研究中合情的推理,是數學證明的前提。只有對數學問題的猜想,才會激發(fā)學生解決問題的興趣,啟迪學生的創(chuàng)造性思維,從而發(fā)現問題、解決問題。數學猜想是在已有數學知識和數學事實的基礎上,對未知量及其規(guī)律做出的似真判斷,是科學假說在數學的體現,它一旦得到論證便上升為數學理論。牛頓有一句名言:“沒有大膽的猜想,就做不出偉大的發(fā)現?!睌祵W家通過“提出問題—分析問題—作出猜想—檢驗證明”,開拓新領域,創(chuàng)立新理論。在中學數學教學中,許多命題的發(fā)現、性質的得出、思路的形成和方法的創(chuàng)造,都可以通過數學猜想而得到。通過猜想不僅有利于學生牢固地掌握知識,也有利于培養(yǎng)他們的推理能力。
四、注意所學知識的比較和歸納
因為推理過程就是一個論證過程,它必須要有理論依據,而數學推理論證的依據是已知條件和學生已學過的定義、定理、公理等。這就要求學生在學習過程中善于總結和歸納,如果學生不歸納總結,學生所學的知識是松散的、零碎的,沒有形成網絡化,這就給推理論證帶來了一定的困難。在平時的教學中,每學一節(jié)、一章,筆者都讓學生前后聯系,分門別類進行歸納、總結和比較。另外,對于一些證明方法,要求學生進行歸納、總結。例如:證兩條線段相等,證兩條直線平行,證兩角相等,證兩線垂直有哪些方法等。
總之,數學教學中對學生進行合情推理能力的培養(yǎng),對于我們教師,能提高教學效率,增加課堂教學的趣味性,優(yōu)化教學條件,提升教學水平和業(yè)務水平。對于學生,它不但能使學生學到知識,會解決問題而且能使學掌握在新問題出現時該如何應對的思想方法。