袁奮華
摘 要:數(shù)學學科本身具有極強的抽象性和邏輯性,教師在高中數(shù)學教學中要重視學生邏輯思維能力的培養(yǎng),使學生更好地理解數(shù)學原理,應用數(shù)學知識。教師要利用演繹法、歸納法、轉(zhuǎn)化法、建模法等,對學生邏輯思維能力進行培養(yǎng),使他們養(yǎng)成嚴謹?shù)牧晳T,不斷嘗試反復推理,學會數(shù)形結合,形成認知系統(tǒng),進一步提升他們的數(shù)學核心素養(yǎng)。
關鍵詞:高中數(shù)學;邏輯思維;核心素養(yǎng);能力培養(yǎng)
中圖分類號:G421;G633.6文獻標志碼:A文章編號:1008-3561(2019)36-0039-02
高中數(shù)學這門課程,難度系數(shù)較大,具有抽象性。在教學這門課程的過程中,教師對學生邏輯思維能力的培養(yǎng)至關重要。尤其是一些非常困難的數(shù)學題目,學生只有具備了邏輯思維能力,才能從根本上將問題解決。為了更好地培養(yǎng)學生的邏輯性思維能力,筆者從演繹法、歸納法、轉(zhuǎn)化法和建模法這四種方法入手進行探討,以全面提升學生的數(shù)學核心素養(yǎng)。
一、演繹法,讓學生養(yǎng)成嚴謹?shù)牧晳T
演繹法是數(shù)學學科中的一種重要思維方式,在高中數(shù)學學習過程中具有重要的作用。它既是一種推理方法,又是一種證明問題的方式。演繹法在高中數(shù)學課堂中的應用,能夠使學生在學習、認知的過程中明白相應的數(shù)學原理。對數(shù)學問題的演繹推理過程,是一個環(huán)環(huán)相扣、相互聯(lián)系的過程。學生在探究過程中,既能夠掌握知識,又能夠養(yǎng)成嚴謹?shù)牧晳T。
例如,在教學 “指數(shù)與指數(shù)冪的運算”這一節(jié)時,筆者通過為學生安排具體例題,讓他們應用演繹推理對給出的命題進行推證。在化簡6這道題時,一部分學生給出了錯誤的解法:6=。筆者將錯誤的解法進行分析,并給學生們仔細講解。在這個問題的演繹過程中,因為題目本身沒有規(guī)定b的取值范圍,學生忽略了b<0這個重要的條件,只對b≥0做出了推論計算,導致了最終結果的偏差與錯誤。而通過筆者的講解,學生明白了錯誤的根源,重新對命題進行了演繹推證,最終得出了正確的解法:6=6=
3。
在高中數(shù)學教學中,教師讓學生運用演繹推理的方式對數(shù)學問題進行探究,會對他們邏輯思維能力的培養(yǎng)起著決定性的作用。但由于學生的邏輯思維能力還處于發(fā)展階段,再加上某些數(shù)學問題具有很大的難度,因此面對這種情況時,教師在教學中要對學生的推理演繹原理進行充分詳細的講解。
二、歸納法,讓學生嘗試反復推理
數(shù)學歸納法,是高中階段數(shù)學知識學習的重要方法之一。在證明數(shù)列、函數(shù)、不等式等數(shù)學問題的教學中,教師經(jīng)常采用歸納法讓學生進行引導和探究。在實際的教學過程中,筆者會將歸納法的應用引入到不等式問題中,利用合理的假設歸納,引導學生對不等式問題進行解答,在反復的推理過程中培養(yǎng)學生的邏輯思維能力。
例如,在教學 “基本不等式的證明”這一課時,筆者給出具體問題:若a為大于1的自然數(shù),求證:++...+>。然后,筆者帶領學生運用歸納法進行證明。學生先給出當a=2時,求證的結果:++...+>。在此基礎上,筆者引導學生假設a=n+1,再次進行反復推理歸納。最終學生得出如下推理過程及結果:假設a=n時命題成立,即:++...+>,則a=n+1時,可以得出:++...+++=(+++...+)++->+-=+>。即當a=n+1時,命題也成立。根據(jù)前兩步推論歸納得出:當a為大于1的自然數(shù)時,不等式++...+>成立。
數(shù)學歸納法作為數(shù)學問題中一種基本的問題證明方法,主要由遞推、假設、驗證、歸納這四個方面構成。學生在數(shù)學證明類問題的探究過程中,通過歸納法的應用,進行反復推理證明,既深入理解和記憶了數(shù)學知識,又培養(yǎng)了邏輯思維能力。
三、轉(zhuǎn)化法,讓學生學會數(shù)形結合
解決一些不熟悉或者抽象性較強的數(shù)學問題時,人們通常會采用轉(zhuǎn)化法對數(shù)學問題進行剖析與探究。高中數(shù)學抽象性問題較多,單純的計算無法使學生更準確地掌握知識。在教學過程中,面對抽象性邏輯性極強的數(shù)學問題,筆者經(jīng)常引導學生對問題進行轉(zhuǎn)化。
例如,在教學 “一元二次不等式及其解法”這一課時,在基本的理論知識教學結束后,筆者帶領學生們進行習題練習。在解不等式>x這道練習題時,學生首先運用常規(guī)解法得出了答案:原不等式等價于(Ⅰ)x≥0x+2≥0x+2>x2或(Ⅱ)x<0x+2≥0。解(Ⅰ),得0≤x<2;解(Ⅱ),得-2≤x<0。綜上可知,原不等式的解集為{x|-2≤x<0或0≤x<2}={x|-2≤x<2}。在學生求得正確結果的基礎上,筆者提議學生轉(zhuǎn)化思維,從其他方面入手進行求解。如將數(shù)形結合法運用于本題的求解過程中,學生產(chǎn)生了極高的探究興趣。一番交流計算之后,學生利用數(shù)形結合求解了不等式:令y1=,y2=x,則不等式>x的解,就是使y1=的圖像在y2=x的上方的那段對應的橫坐標,則不等式的解集為{x|xA≤x 學生在利用轉(zhuǎn)換法解決數(shù)學問題的過程中,會根據(jù)問題本身提供的條件和關鍵信息,利用邏輯思維能力,去尋找能夠更好、更準確地解決問題的變換途徑和方法。因此,在教學過程中,教師應引導學生積極運用數(shù)學變換的方法,學會數(shù)形結合。而學生在學習過程中靈活地解決難度系數(shù)較大的數(shù)學問題,有利于提高自己的邏輯思維能力。 四、建模法,讓學生形成認知系統(tǒng) 數(shù)學建模法,是數(shù)學教學過程中理解問題的重要方法。高中數(shù)學知識通常具有抽象性、概括性等特點,學生在學習、運用的過程中往往需要借助實際例子來獲得具體問題解決的經(jīng)驗。而數(shù)學建模法能夠幫助學生更好地理解數(shù)學知識,形成系統(tǒng)的認知體系。 例如,在教學 “函數(shù)模型及其應用”這一節(jié)時,筆者利用一組紅綠燈的數(shù)據(jù)引出問題。某路段南北方向紅燈東西方向綠燈時為45秒,反之為35秒,紅綠燈變換一個周期是80秒。在一個紅綠燈變化周期內(nèi),相應的東西方向車流量平均為25輛,南北方向的為18輛,請判斷紅綠燈的時間設置是否合理?在這個問題情境下,筆者帶領學生們從中創(chuàng)建函數(shù)模型,通過計算判斷是否合理。通過師生之間的交流探討,學生最終建構出了函數(shù)模型:y=×t2+×(T-t)2是關于t的二次函數(shù),當求得t=時,y取得最小值。將問題中T=80、H=25、V=18代入求解,得出當t≈46.5時ymin=419。此結果與現(xiàn)場統(tǒng)計給出的結果比較接近,這也就證明紅綠燈時間的安排比較合理。 在高中階段開設建模課程,有利于推動高中數(shù)學課程的教學改革和發(fā)展。在建模法的應用過程中,教師將實際問題引入到高中數(shù)學課堂中,能讓學生感受到數(shù)學的樂趣,從而產(chǎn)生探究的欲望。 總之,在高中數(shù)學教學過程中運用演繹法、歸納法、轉(zhuǎn)化法和建模法培養(yǎng)學生的數(shù)學思維能力,能夠更好地幫助學生形成嚴謹?shù)膶W習探究態(tài)度,掌握一定的解決問題的能力,學會從多方面、多角度對數(shù)學問題進行思考。而學生通過對各種問題的反復推敲和聯(lián)系,不斷發(fā)散思維,能形成自己的認知系統(tǒng)。因此,教師在數(shù)學教學中要重視學生邏輯思維能力的培養(yǎng),有效提升學生的數(shù)學核心素養(yǎng)。 參考文獻: [1]陳海鋒.基于核心素養(yǎng)教育下數(shù)學邏輯思維能力的培養(yǎng)[J].數(shù)學大世界,2018(03). [2]郝樂,馬乾凱,郝一凡,李忠海.數(shù)學教育與邏輯思維能力的培養(yǎng)[J].數(shù)學教育學報,2013(06). [3]韓國祥.培養(yǎng)學生思維能力 提升數(shù)學核心素養(yǎng)[J].新課程導學,2018(05). [4]吳靜芬.培養(yǎng)數(shù)學高層次思維,提升學生核心素養(yǎng)[J].數(shù)學教學通訊,2016(22).