吳永萍
摘 要:類比推理在小學數(shù)學中也有大量應用,是數(shù)學新問題的發(fā)現(xiàn)、新知識的獲取的重要方法??梢酝ㄟ^讓數(shù)與代數(shù)的新知栓舊知上、讓幾何與圖形的認識框模型里、讓問題解決的方法想得美、讓實踐與活動的經(jīng)驗累起來等策略,幫助實現(xiàn)方法與知識的正遷移,培養(yǎng)學生自主探究的學習習慣。
關(guān)鍵詞:類比推理;正遷移;自主探究
類比推理,是從特殊到特殊的推理方法,即依據(jù)兩類事物的相似性,用一類事物的性質(zhì)去推測另一類事物也具有該性質(zhì)的推理方法,也叫類比法。如人們模仿蒼蠅的飛行特點發(fā)明了新型飛機,模仿鯨的形體結(jié)構(gòu)改進了船體的設計,根據(jù)“薄殼結(jié)構(gòu)”設計出許多輕便又省料的建筑物等。
同樣類比推理在小學數(shù)學中也有大量應用,是數(shù)學新問題的發(fā)現(xiàn)、新知識的獲取的重要方法。很多的數(shù)學結(jié)論通過類比推導出來的,經(jīng)過證明也是正確的。中高年級的學生,抽象邏輯類推的思維形式無論是在數(shù)量和質(zhì)量方面,都開始占據(jù)主導地位。教師在教學過程中,充分引導學生分析、類比新知識和新問題與已有的相類似的知識,從而找到解決問題的方法,這樣就可以實現(xiàn)方法與知識的正遷移,培養(yǎng)學生自主探究的學習習慣。
一、舊知——新知生長的基石
在四年級下冊“認識多位數(shù)”的整數(shù)讀寫法教學中,不難發(fā)現(xiàn)億以內(nèi)及億以上的數(shù)的讀寫法,與萬以內(nèi)數(shù)的讀寫法基本相同,只不過是在級數(shù)后面加了個“億”;萬級的讀寫法也與個級的讀寫法相同,只是在讀寫后再加個“萬”而已。教學過程中,教師就可以充分利用這一點,設計好自主學習單:
(1)讀一讀一千萬、九千六百萬、二千三百零四萬。
(2)說一說這些數(shù)與我們以前學過的數(shù)有什么不同?
(3)試著在算盤上撥一撥這些數(shù)。
(4)想一想這樣撥的理由是什么?
(5)寫一寫上面這些數(shù)。
這樣就可以讓學生能自主地從已有知識庫中提取有用的相關(guān)知識,來探索認識多位數(shù)的讀寫法。
小數(shù)的計算法則是在整數(shù)的知識基礎(chǔ)上擴展的,它們有著密切的聯(lián)系,都是采用十進制、都是要相同數(shù)位上的數(shù)才能相加減。小數(shù)乘除法更是除了注意對小數(shù)點的位置外,其他法則與整數(shù)無異。
小學數(shù)學中還有很多的性質(zhì)也有相似或是在本質(zhì)上是一致的。如商不變的性質(zhì)、比的性質(zhì)就有著密切的聯(lián)系。教學時可有意識地幫助學生聯(lián)點成片,形成完整的知識網(wǎng)絡。實際上,小數(shù)的性質(zhì),如果把一個小數(shù)化成分數(shù)的形式的話,也就可以轉(zhuǎn)化成了分數(shù)性質(zhì)的一部分。還有百分數(shù)的意義、分數(shù)的比的意義,本質(zhì)上也是一致的。
同樣,在學生學習了整數(shù)的運算律后,學習小數(shù)、分數(shù)的運算律時,也可以讓學生直接通過類比法得到,然后再自己舉例驗證。運用類比法進行教學,可以影響學生的思維方式,于無形中養(yǎng)成自主探究學習的好習慣。
二、模型——探究學習的航標
模型思想就是指用數(shù)學模型處理和解決實際問題的一種思想。是學生進一步學習所不可或缺的內(nèi)容,有利于學生在解決問題的過程中逐步積累數(shù)學經(jīng)驗。
小學數(shù)學中很多概念如圓的周長、面積等,因為學生理解起來困難,從而沒有進行嚴格定義,這種情況下可以運用類比法來初步認識它們。教師可以將長方形、正方形等的周長和面積進行類比,讓學生明白圍成圓的一圈曲線的長就是這個圓的周長,曲線內(nèi)部區(qū)域的大小就是這個圓的面積,這樣就可以達到不用定義而認識相關(guān)概念的目的。
還有平面圖形面積計算公式的教學,其實就是一棵以長方形為根的知識樹。正方形是特殊的長方形,所以它的面積公式可以讓學生自行琢磨,歸納。平行四邊形的面積計算教材就直接出示如圖1所示的不規(guī)則圖形。讓學生明白轉(zhuǎn)化的策略可以讓不規(guī)則圖形變成規(guī)則圖形。接下來直接提問:你能把圖中的平行四邊形轉(zhuǎn)化成長方形嗎?讓學生根據(jù)學習菜單,自主探究平行四邊形的面積公式。
學習菜單:
1. 小組里每人在剩下的2、3、4號平行四邊形中選擇一個不同的,先把它轉(zhuǎn)化成長方形求出面積,再在小組里交流,填寫表1。
2. 根據(jù)填表的結(jié)果,小組討論。
(1)轉(zhuǎn)化成的長方形與原來平行四邊形面積相等嗎?
(2)長方形的長和寬與平行四邊形的底和高有什么關(guān)系?
(3)根據(jù)長方形的面積公式,怎樣求平行四邊形的面積?
同理舉一反三,三角形、梯形、圓的面積公式也可以以此類推。這樣就培養(yǎng)了學生可以用已有的知識來幫助學習新知識的潛意識,逐漸習慣成自然,再次遇到新問題時就不會盲然而不知所措,使學生諸方面的素質(zhì)得到全面、和諧的發(fā)展。
三、合理猜測——問題解決的藍圖
美國著名數(shù)學者家波利亞說過,掌握數(shù)學就意味著要善于解題。解題就必須分析,解題分析就要想得美。想,主要是合情聯(lián)想、想象、猜想,是對題目的條件、結(jié)論中的信息與已掌握的相關(guān)知識和方法進行合理的類比和整合。
也有專家認為,小學數(shù)學教學中基本的數(shù)量關(guān)系式只有十條。學生在一二年級時就已經(jīng)全接觸了。如總價÷數(shù)量=單價這一最基本的類型應用題,到了三四年級解決稍復雜的實際問題:一瓶牛奶10元錢,現(xiàn)在超市搞活動促銷,原來買4瓶的錢現(xiàn)在可以買5瓶了,現(xiàn)在每瓶牛奶多少元?其實其中的數(shù)量關(guān)系式還是上面那條。我們可以求出現(xiàn)在5瓶的總價,也就是原來4瓶的價格4×10=40元,然后再用總價除以數(shù)量40÷5=8元一瓶,所以教學時可以先放手讓學生自主猜測,嘗試解決,然后分析討論、歸納、比較,表揚想得好想得美的學生,更鼓勵雖然錯了但大膽去想去嘗試的學生。
同樣分數(shù)應用題其實也與倍數(shù)關(guān)系的實際問題有著千絲萬縷的聯(lián)系,類比法運用得當,就能起到事半功倍的成效。正所謂“沒有做不到,就怕想不到”。
學生利用已有的知識經(jīng)驗主動思考的結(jié)果,也是學生的創(chuàng)新意識在課堂教學中的體現(xiàn),對于培養(yǎng)學生發(fā)現(xiàn)和提出問題并自主解決問題的能力十分重要。
四、經(jīng)驗——數(shù)學核心素養(yǎng)的薈萃
《數(shù)學課程標準》特別指出:數(shù)學活動經(jīng)驗的積累是提高學生數(shù)學素養(yǎng)的重要標志,幫助學生積累數(shù)學活動經(jīng)驗是數(shù)學活動教學的重要目標。通過回顧、反思、運用等過程,學生充分利用已有的知識經(jīng)驗提出不同的方法策略,解決實際問題的同時,不斷積累數(shù)學的經(jīng)驗,提升數(shù)學思維的品質(zhì)。
筆者曾安排一節(jié)數(shù)學活動課,讓學生了解多邊形內(nèi)角和是多少。先讓學生自行探索四邊形、五邊形、六邊形的內(nèi)角和,學生可以把四、五、六邊形分別在其中添上幾條線段,分割成若干個小三角形求出它們的內(nèi)角和。然后提出一個設想:是不是所有多邊形都可以分割成一定數(shù)量的三角形,然后借助若干個三角形的內(nèi)角各求出多邊形的內(nèi)角和呢?接下來就讓讓學生自己任意畫多邊形,然后自主分割求和完成表2。
觀察表2的數(shù)據(jù),你有什么發(fā)現(xiàn)?填寫,驗證自己的猜測,最后得出結(jié)論。相信經(jīng)過這樣的反思內(nèi)化的過程,學生定會積累相應的正確的數(shù)學經(jīng)驗,深化對答案的理解。并以此及彼積少成多,幫助學生不斷鞏固厘清知識間的相互聯(lián)系和辯證關(guān)系,為自主探索提供更多的空間與可能。
同時這樣的發(fā)現(xiàn)問題——解決問題——提出猜測——舉例驗證——得出結(jié)論的科學的學習流程,會給學生帶來不小的收益,會影響他一輩子的思維方式。以后當他自己再次遇到新問題時,就會自覺地沿用這積累下來的數(shù)學經(jīng)驗,自主學習自主探索。
所以說打好小學數(shù)學的知識基礎(chǔ)和掌握類比思想方法,對于學生以后的學習常常有“意料之外”與“情理之中”的美妙效果。