□金秀葉
正如史寧中教授指出的那樣,推理能力的培養(yǎng)對于學生數(shù)學學習和綜合素養(yǎng)的發(fā)展都有著重要的作用?!读x務教育數(shù)學課程標準(2011 年版)》把推理作為十大核心概念之一,它實際上是數(shù)學學科的關鍵能力之一。推理教學的目的是要教給學生深層次的數(shù)學道理,最終讓學生感悟數(shù)學思想,掌握基本的推理方法,逐步學會用數(shù)學的方法思考和解決問題。
推理一般包括合情推理和演繹推理。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(xiàn)結論;演繹推理用于證明結論。但在實際教學中,教師一般偏重于通過實驗與猜想等方法來發(fā)展合情推理,而對于需借助邏輯與證明等方式來彰顯的演繹推理就不那么重視。實際上,這兩種推理能力的培養(yǎng)不僅都需要加以重視,而且也是可能的。曹培英老師曾提出:“演繹推理不是中學幾何的專利。小學數(shù)學有許多尚待發(fā)掘的演繹推理?!北疚膹娜私贪媪昙壪聝浴侗壤幕拘再|》一課的教學實踐出發(fā),就此問題作探討。
綜觀人教版、北師大版、蘇教版等教材,對于“比例的基本性質”一課,整個教學過程只應用了不完全歸納法。學生往往認為舉例驗證對了,或是舉不出反例了,猜想就對了,我們的課堂一般也僅滿足于此。
人教版
蘇教版
在我們的教學中,一般都是經歷“舉例—猜想—驗證”這樣的環(huán)節(jié),僅此而已。教材這樣編排,教師照此教學。但這樣的教學現(xiàn)狀,筆者覺得有如下不足。
(1)止于不完全歸納,未能深挖本質。數(shù)學思維是一種表達特定推理過程的嚴謹方法,這種通過不完全歸納得出的結論,會削弱知識的邏輯聯(lián)系,從而影響理解的深度。
(2)止于零散的學習,未能實現(xiàn)整合。生本學材的實驗稿將“整理與復習”調整為“復習與關聯(lián)”,目的就是期待教師重視知識之間的整合與聯(lián)系。學生在一節(jié)課中能否得到能力的增長,將來又能否用聯(lián)系的眼光來看待新的數(shù)學問題,是與教師平時的教學行為息息相關的。
(3)止于單一的路徑,未能呈現(xiàn)多樣。推理教學可以有多種可能,歸納推理只是其中的一種路徑。放眼看,這項內容可以聯(lián)系比的基本性質、等式的性質、代數(shù)的思想、圖形論證等形式加以證明。
如果只應用不完全歸納法,其實就停留在“知其然”;只有討論“為什么”,找出必然聯(lián)系,那才是“知其所以然”。事實上,我們有必要去探究這個知識到底是怎么來的,為什么會是這樣。
研究比例的基本性質背后的秘密,采用完全歸納法教學合適嗎?筆者認為合適與否的關鍵在于是否給學生搭建了“夠得著”的“腳手架”,而答案應該是肯定的。
在初步發(fā)現(xiàn)比例的兩個外項之積等于內項之積后,學生起疑:為什么比例的外項之積會等于內項之積呢?是不是所有的比例都有這樣的規(guī)律?通過借助已有知識,串聯(lián)起某些知識之間的內部聯(lián)系,對猜想的結論進行推理證明,促進學生的深度理解。
(1)利用比的基本性質。學生在研究“為什么兩個外項之積等于兩個內項之積”時,展開如下交流。
層次一(能利用“比的基本性質”初步看出兩個比的前項和后項之間的倍數(shù)關系)
層次二層次三images/BZ_25_448_343_1179_565.png(能看出兩積中“6”和“10”的“前世”,初步感知兩個外項積等于兩個內項積背后的秘密)images/BZ_25_448_777_1185_940.png(能清晰地找到規(guī)律,并說明其中的道理)
強化學生的推理能力,不僅要著眼于眼前,還要看到與未來的更多聯(lián)系,不僅不能簡單止步于依靠“猜想與驗證”對合情推理的培養(yǎng),更可采用“邏輯與證明”等方式推進學生演繹推理能力的提升。事實上,在我們的教材中蘊含著很多有待挖掘的材料。那么如何基于教材,提升學生的推理能力呢?
【例1】角的度量。(人教版四年級上冊P44)
從四年級測量驗證、觀察驗證到推理論證,再到六年級下冊初步感受運用一些“公理”(如等式的性質)進行數(shù)學推理。讓學生體會到僅憑觀察其實是不夠的,要結合問題展開適當?shù)恼f理,還要有一定的邏輯,且在不同的年級滲透不同的教學目標。
【例2】面積推導。(人教版五年級上冊P103)
從學習平行四邊形的面積,到學習三角形、梯形的面積,這些圖形面積計算方法的習得同樣離不開推理。放眼看,其實就是將新的圖形轉化成已經學過的圖形,以此加深對幾何知識的整體理解,并不斷促進知識的結構化。這些方法不只是簡單地局限于合情推理,同時也有不少演繹推理的成分在其中。
合情推理強調從已有事實出發(fā),憑借經驗和直覺,通過歸納和類比等推斷某些結果,而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。人民教育出版社王永春老師在《小學數(shù)學總復習要點簡析——以“推理思想和運算能力培養(yǎng)”為例》一文中指出:“為了中小學銜接,演繹推理在小學數(shù)學中可適當加強。教學中經常啟發(fā)學生思考一些問題:為什么這樣算?怎樣得出的結論?”
實踐證明,推理真的不只是中學生的專屬,只要“有理有據(jù)”,小學生也可以做出精彩的論證?!皵?shù)學”不僅需要“實驗”與“猜想”,更需要邏輯與證明的參與,讓學生知道“是什么”,更明了“為什么”,從而學會“前聯(lián)后延”,真正培養(yǎng)學生的推理能力。