江蘇省沭陽縣東關實驗小學 呂東平
所謂合情推理,是指人們根據已知的相關概念,結合自身的知識、經驗和能力,采用各種方式,如聯(lián)想、類比、歸納等,最終對相關客體做出合乎情理的推論結果。合情推理在小學數(shù)學教中的滲透,對激活學生學習數(shù)學的積極性起到一定的促進作用,也是鍛煉學生獨立分析、解決問題的重要途徑;有利于培養(yǎng)小學生的基本數(shù)學思維,更好地理解和掌握數(shù)學知識,靈活運用,提升數(shù)學素養(yǎng)。合情推理對于小學生綜合能力的培養(yǎng)具有重要意義,教師必須注重在日常數(shù)學教學中滲透合情推理。
對某些相似和具有共性的事物進行收集,并觀察和分析這些事物,總結出這類事物所具有的一般性結論,這一過程稱為歸納推理。在小學數(shù)學中,歸納推理的滲透相對廣泛,經常使用于公式、定律、解題。教師引導學生仔細觀察,發(fā)現(xiàn)已知事物的相同或相似之處,大膽猜想,從而在思考中得出一般性的規(guī)律,最后一步再進行驗證。就拿“加法結合律”的教學來說,教師列出幾組算式:(8+6)+2與8+(6+2),(13+5)+11與13+(5+11),(21+15)+33與21+(15+33),讓學生動手計算,并認真觀察、細致分析,從而發(fā)現(xiàn)每一組算式都有一個相同之處:前兩個數(shù)相加所得的和與第三個數(shù)相加的得數(shù)與后面兩個數(shù)相加所得的和與第一個數(shù)相加的得數(shù)是相同的。那么做出大膽猜想,總結得出,連加算式都具有這樣的特點。最后再進行舉例驗證:(13+30)+42=85,13+(30+42)=85,所以(13+30)+42=13+(30+42)。歸納推理正是對同一類事物相同或相似部分的分析和總結,歸納所得結論在一定程度上是可靠的。但是這種結論在某種意義上又包含著猜測性的因素,所以必須進行嚴密的論證,以充分肯定結論的正確性。
教師在進行小學數(shù)學教學時,整體上能夠有所規(guī)劃,分布到不同階段,有計劃性地培養(yǎng)學生的歸納推理能力。面對低年級學生,教師從豐富的課題素材入手,以學生感興趣的話題為背景,詳細講解歸納推理的過程。在學生掌握一定的技巧時,趁熱打鐵,逐步指引學生自行對簡單的問題獨立進行歸納推理。而對中年級學生來說,他們有了一些做歸納推理的經驗和基礎,教師可以適當放手,逐步增加學生接觸類似問題的機會;高年級學生則是具備了一定的歸納推理能力,教師可以在增加類似問題的基礎上,鼓勵他們挑戰(zhàn)難度更高的歸納推理問題,提升自身實力。針對不同年級學生的認知能力和知識水平,做出不同方向、不同重點內容的規(guī)劃教學,也是教師實施因材施教的一種方式,更體現(xiàn)了教師對合情推理能力培養(yǎng)的有效性,合乎教學目的。
在具有相似特點的兩個事物之中,我們可以借助其中一個具有一般性規(guī)律的事物,推斷出另一事物也具有這樣的規(guī)律,這樣的推斷過程被稱為類比推理。在小學數(shù)學中,教師可以有意識地在教授新知識或面對新問題時,引導學生聯(lián)系已學過的知識或遇到過的問題,并將二者進行類比,從而推導出新知識的性質,讓學生在自主探究中掌握知識點,解決問題。這一過程,雖然較為復雜,但卻真正讓學生體會到了自主探究的魅力,收獲學習的成就感。具體而言,不僅讓學生進行了有效思考,鍛煉其數(shù)學思維,更使得學生在自主探究中更加牢固地掌握知識。例如,教學“圓的面積計算”時,課前布置學生剪裁兩個相同的32等分的圓。課堂上讓學生進行拼圖,從而發(fā)現(xiàn)所拼成的圖形類似于長方形,并與長方形進行類比。進而做出大膽猜想,求圓的面積的方法等同求長方形的面積。再進行下一步類比,圓的周長的一半等于長方形的長,圓的半徑等于長方形的寬。最后根據圓的周長公式以及長方形的面積公式,推導出圓的面積公式。
類比具有豐富的表現(xiàn)形式,在掌握舊知識的基礎上,進行類比推理,既是對舊知識的延伸拓展,也是對舊知識的復習鞏固,同時極大程度上鍛煉了學生的推理思維。當然,類比的結果還是要經過論證,小學階段一般采用實例論證的方式。此外,推理的過程對小學生來說還是相對抽象,具有一定的難度。教師可通過有趣形象的引入,簡單化類比推理的應用。對小學生來說,以生活化的故事做素材引入數(shù)學方法是更易于理解和吸引眼球的,教師充分利用小學生的這一特點,優(yōu)化數(shù)學教學方式。例如在類比推理新課開講之前,引用耳熟能詳?shù)摹多u忌諷齊王納諫》的故事,鄒忌設喻類比,以小見大,從家事到國事,啟發(fā)誘導齊王認識到受蒙蔽的危害。通過故事的引入,讓學生初步感受類比推理的魅力,然后逐步過渡到數(shù)學知識中的類比,循序漸進,更容易理解。
猜想是一種基本的數(shù)學思維方式,面向當下所要解決的問題,我們可以依據已有的知識經驗,做出大膽的猜想,最終再進行驗證。譬如,教學“10億粒米的重量”時,我們很難數(shù)出10億粒米來稱重。教師可以先設置問題:怎么做可以準確測出10億粒米的重量呢?并要求學生進行猜想,組織小組討論。學生根據現(xiàn)實生活中所接觸的一克米的米粒數(shù),大膽猜想10億粒米的重量,并動手實踐,多次驗證。傳統(tǒng)的數(shù)學教學方式禁錮了學生的思想,學生通常必須遵循固定的方式步驟解答問題,但在猜想推理中,充分給予了學生自主思考的空間,學生可以發(fā)散思維,大膽猜想,鍛煉了學生的創(chuàng)新能力,給予了他們更大程度上的自我表現(xiàn)機會。
猜想推理實際上就是一種數(shù)學假設,也是人們在數(shù)學領域探究有關規(guī)律的方法策略。但要注意的是,大膽猜想推理,不是天馬行空地胡思亂想,而是合情猜想推理。教師在小學數(shù)學教學中,通過積極地創(chuàng)造條件,給予學生更多接觸猜想推理的機會。讓學生在猜想激發(fā)自己探求知識的好奇心,發(fā)現(xiàn)解決問題的路徑,得出正確結論,以此增強數(shù)學學習的好奇心。小學階段的學生正是想象力旺盛的時期,教師要學會利用并保護、幫助學生發(fā)揮好這一想象力。學生思維跳躍,想象力豐富,通過猜想推理,是對原有知識的再次靈活運用,也架構起來數(shù)學學習的系統(tǒng)框架,拓展了學生的知識體系,發(fā)掘新知識。更重要的是,這是對學生思維能力提升的重要途徑,促進小學生的數(shù)學猜想推理水平。
合情推理是小學數(shù)學課堂教學的重要載體,對教學活動的開展具有重要價值。教師在小學數(shù)學教學中,要注重合情推理的滲透,鼓勵學生進行大膽推理,幫助學生在數(shù)學知識學習中使用好合情推理。初期做好引導,讓學生逐步學會主動應用原有的知識儲備和經驗,認真觀察分析,進行合情推理。當學生掌握基本方式和技巧后,加深難度,逐步放手讓學生自主探究,合情推理。最后能夠做到遇見相關問題時,下意識反應做出正確的結論推理。在數(shù)學學習過程中,合情推理貫穿始終,教師要讓其充分滲透,真正改變學生機械學習的狀態(tài),培養(yǎng)學生的創(chuàng)新思維和能力。