徐伶伶
邏輯推理是數(shù)學(xué)學(xué)科的重要特質(zhì),也是發(fā)展學(xué)生數(shù)學(xué)學(xué)科素養(yǎng)的重要目標(biāo)之一。數(shù)學(xué)邏輯推理能力的養(yǎng)成,需要結(jié)合學(xué)生的認(rèn)知特點(diǎn),循序漸進(jìn)地融入數(shù)學(xué)知識的抽象與復(fù)雜的精確計算,讓學(xué)生能夠從數(shù)學(xué)中體驗到嚴(yán)謹(jǐn)、縝密的思維方法。相對而言,邏輯推理能力不同于數(shù)學(xué)計算,更要從教學(xué)策略及思維情境搭建中,重視對隱含條件的挖掘,提高學(xué)生的數(shù)學(xué)思維品質(zhì)。
一、邏輯推理能力的培養(yǎng)難點(diǎn)分析
邏輯推理能力是學(xué)生必須具備的基本數(shù)學(xué)能力之一。從現(xiàn)階段高中生數(shù)學(xué)知識學(xué)習(xí)與數(shù)學(xué)能力養(yǎng)成現(xiàn)狀來看,培養(yǎng)邏輯推理能力,還面臨一些難題。
(一)學(xué)生對數(shù)學(xué)基礎(chǔ)知識的掌握相對薄弱
數(shù)學(xué)邏輯推理能力與學(xué)生對數(shù)學(xué)基礎(chǔ)知識的掌握程度直接相關(guān)。如果對數(shù)學(xué)基礎(chǔ)知識理解不深刻,應(yīng)用能力不強(qiáng),那么學(xué)生在面對數(shù)學(xué)題目時,既無法快速、有效地做出準(zhǔn)確判斷,也無法形成嚴(yán)謹(jǐn)、縝密的數(shù)學(xué)解題思路。一些學(xué)生對數(shù)學(xué)基本概念理解不透徹,在解決該類題時,必然無法勝任。以“充分與必要條件”為例,學(xué)習(xí)“充要條件”時,需要明白“充要條件的判定形式”,但因為對“充要條件”的理解不到位,使得在判定“充要條件”時,難以準(zhǔn)確推斷結(jié)論。高中階段數(shù)學(xué)知識點(diǎn)較多,數(shù)學(xué)概念與數(shù)學(xué)思想是重要的基礎(chǔ)知識。一些學(xué)生認(rèn)識并理解了數(shù)學(xué)中的基本公式,但對一些概念理解不準(zhǔn)確,以致于在解題時,思維受阻,影響邏輯推理能力的養(yǎng)成。在學(xué)習(xí)“概率與統(tǒng)計”知識時,很多學(xué)生不理解“古典概型”,對“排列組合”等基礎(chǔ)性知識理解不深刻。以某題為例:在8個球里,有3個白球,5個紅球,不放回地依次摸出2個球,在第一個球為紅球的條件下,第二個球也為紅球的概率是多少?分析該題時,如果不能從題目中提煉和挖掘隱含條件,那么在推理分析時,就會出現(xiàn)思維邏輯混亂,從而無法獲得正確答案?;A(chǔ)數(shù)學(xué)知識看似與邏輯推理無關(guān),卻成為制約學(xué)生邏輯推理能力培養(yǎng)的重要因素。教師在數(shù)學(xué)教學(xué)中,要結(jié)合學(xué)情,對數(shù)學(xué)基礎(chǔ)知識進(jìn)行強(qiáng)調(diào),引領(lǐng)學(xué)生深刻理解和準(zhǔn)確把握基礎(chǔ)知識的內(nèi)涵、意義,為發(fā)展學(xué)生的邏輯推理能力奠定基礎(chǔ)。
(二)學(xué)生對數(shù)學(xué)的抽象與復(fù)雜性理解不到位
高中數(shù)學(xué)知識具有抽象性、復(fù)雜性特點(diǎn),對學(xué)生的數(shù)學(xué)思維與想象力要求更高。面對數(shù)學(xué)題目,如果不能進(jìn)行邏輯推理與分析,就無法準(zhǔn)確挖掘數(shù)學(xué)解題方法,使得解題思路陷入被動。高中數(shù)學(xué)教學(xué)中,教師要關(guān)注學(xué)生思維力的開發(fā),特別是在邏輯推理方面,要從數(shù)學(xué)題意分析、解題方法探究、解題步驟總結(jié)等方面,讓學(xué)生把握數(shù)學(xué)的抽象與復(fù)雜性特點(diǎn)。事實上,教師在呈現(xiàn)數(shù)學(xué)知識點(diǎn)時,要對學(xué)生進(jìn)行分層指導(dǎo),給出合理性的學(xué)習(xí)建議,圍繞數(shù)學(xué)知識難點(diǎn),一方面,盡量融入直觀化教學(xué),降低學(xué)生的思維難度;另一方面,要突出數(shù)學(xué)知識的內(nèi)在關(guān)聯(lián)性,幫助學(xué)生理解不同解法的本質(zhì)意義。例如,學(xué)習(xí)“兩角和與差的余弦公式”時,很多教師習(xí)慣于直接講解公式的推理方法,忽視數(shù)學(xué)公式之間的邏輯關(guān)系。教師在授課時,要引領(lǐng)學(xué)生自主探索,鼓勵學(xué)生結(jié)合所學(xué)知識,嘗試推導(dǎo)。不同學(xué)生在推導(dǎo)方式上各有不同。有的學(xué)生在圓中采用三角形全等方式推導(dǎo),有的學(xué)生利用三角形面積推導(dǎo)。不管哪種推導(dǎo)方式,學(xué)生都可以將所學(xué)知識與新知識建立關(guān)聯(lián),挖掘隱含條件,增進(jìn)對公式的深刻理解。
二、整合數(shù)學(xué)知識,創(chuàng)設(shè)思維訓(xùn)練環(huán)境
邏輯推理能力的發(fā)展,最根本的在于學(xué)生對數(shù)學(xué)知識的靈活運(yùn)用。邏輯推理能力的培養(yǎng)并非朝夕之功,在平時課堂教學(xué)中,教師要善于整合數(shù)學(xué)知識點(diǎn),積極創(chuàng)設(shè)思維訓(xùn)練環(huán)境,引領(lǐng)學(xué)生從邏輯分析、推理判斷中漸進(jìn)養(yǎng)成。
(一)注重基礎(chǔ)知識教學(xué),引導(dǎo)學(xué)生主動思考
夯實學(xué)生的數(shù)學(xué)基礎(chǔ)知識,才能為數(shù)學(xué)邏輯推理訓(xùn)練奠定基礎(chǔ)。邏輯推理能力需要學(xué)生深刻把握數(shù)學(xué)知識點(diǎn)之間的內(nèi)在關(guān)聯(lián)性,能夠結(jié)合題意,展開對知識點(diǎn)的挖掘與整合。如果學(xué)生基礎(chǔ)知識不扎實,就無法快速提煉解題要點(diǎn),也無從形成嚴(yán)密的邏輯推理驗證思路。例如,對函數(shù)單調(diào)性的討論,需要分析函數(shù)的形式,歸納函數(shù)的定義域,在定義域內(nèi)討論函數(shù)在不同區(qū)間的單調(diào)性。同時,數(shù)學(xué)邏輯推理能力的培養(yǎng),要能夠激活學(xué)生對數(shù)學(xué)的學(xué)習(xí)興趣。如果沒有興趣,則無從強(qiáng)化學(xué)生的學(xué)習(xí)動力。在探討函數(shù)的基本性質(zhì)時,我們先從一次函數(shù)、二次函數(shù)的單調(diào)性入手,引入數(shù)形結(jié)合思想,讓學(xué)生分析在區(qū)間(0,+∞)內(nèi),f(x)=x2的函數(shù)值隨x的增大而增大,以此推斷其為增函數(shù);然后,參照增函數(shù)的描述方法和步驟,讓學(xué)生分析在區(qū)間(-∞,0)上其為減函數(shù)。從函數(shù)單調(diào)性的類比推理中,讓學(xué)生理解邏輯推理思維。
(二)關(guān)注學(xué)生個性,激活學(xué)生數(shù)學(xué)想象
在高中數(shù)學(xué)中,教師要尊重學(xué)生個性,順應(yīng)學(xué)生的認(rèn)知需求,著力構(gòu)建滿足學(xué)生個性發(fā)展的學(xué)習(xí)情境。數(shù)學(xué)邏輯推理能力的培養(yǎng)沒有固定路徑,不同學(xué)生,其數(shù)學(xué)認(rèn)知存在差異性,需要教師做到因材施教。首先,從邏輯推理能力的形成過程入手,依托問題,激活學(xué)生的探究意識,幫助學(xué)生發(fā)展數(shù)學(xué)思維;其次,鼓勵學(xué)生大膽猜想,結(jié)合已學(xué)數(shù)學(xué)知識,通過數(shù)學(xué)抽象、推理、模型思想,培養(yǎng)學(xué)生的邏輯推理素養(yǎng)。例如,{an}為等比數(shù)列,首項為a1,公比為q,求其通項公式。在求等比數(shù)列的通項公式前,我們讓學(xué)生回顧等差數(shù)列通項公式的推導(dǎo)方法。假設(shè){bn}為等差數(shù)列,首項為b1,公差為d,則其通項公式的求解思路如下:b2=b1+d,b3=b2+d=b1+2d,則bn=bn-1+d=b1+(n-1)d。同樣的道理,我們參照等差數(shù)列的推導(dǎo)過程,求解等比數(shù)列的通項公式,得到an=an-1q=a1qn-1。探索等比數(shù)列的通項公式,從學(xué)生熟悉的等差數(shù)列通項公式推導(dǎo)方法入手,讓學(xué)生在思考、探索、求證中,將所學(xué)知識應(yīng)用到解題實踐中,促進(jìn)邏輯推理能力的潛移默化發(fā)展。
三、突出方法引領(lǐng),挖掘數(shù)學(xué)隱含條件
在邏輯推理能力的發(fā)展中,對數(shù)學(xué)知識點(diǎn)的思考,需要學(xué)生能夠多維化展開,梳理數(shù)學(xué)問題的本質(zhì),建構(gòu)數(shù)學(xué)知識的內(nèi)在關(guān)聯(lián),促進(jìn)知識的遷移運(yùn)用。
(一)滲透數(shù)學(xué)的嚴(yán)謹(jǐn)精神,促進(jìn)對知識的靈活遷移
邏輯推理能力需要建立在對數(shù)學(xué)知識點(diǎn)的靈活運(yùn)用上。數(shù)學(xué)學(xué)科抽象性強(qiáng),解題思維嚴(yán)謹(jǐn)。分析數(shù)學(xué)題目時,教師要從題目中挖掘與之關(guān)聯(lián)的數(shù)學(xué)知識點(diǎn),順利實現(xiàn)數(shù)學(xué)知識的遷移。在課程導(dǎo)入設(shè)計時,教師要把握新知識和舊知識的銜接,充分剖析數(shù)學(xué)整體與各分支的必要聯(lián)系。例如,學(xué)習(xí)了等差數(shù)列、等比數(shù)列后,比較不同數(shù)列的特征,歸納前n項和的推導(dǎo)方法。在學(xué)習(xí)正切函數(shù)的性質(zhì)時,結(jié)合已學(xué)的正弦函數(shù)、余弦函數(shù)及其性質(zhì),讓學(xué)生運(yùn)用演繹推理方法,增進(jìn)對正切函數(shù)性質(zhì)的遷移應(yīng)用。在學(xué)習(xí)立體幾何中直線間的關(guān)系時,可以回顧平面幾何與立體幾何的差異,展開知識關(guān)聯(lián)與滲透,提升學(xué)生自主學(xué)習(xí)的能力。
(二)強(qiáng)調(diào)數(shù)學(xué)思維的引領(lǐng),提煉隱含數(shù)學(xué)條件
在數(shù)學(xué)解題中,對邏輯推理能力的運(yùn)用往往體現(xiàn)在對隱含條件的挖掘上。數(shù)學(xué)思維力始于數(shù)學(xué)閱讀,通過閱讀理解數(shù)學(xué)題意,感知和挖掘隱含條件,為邏輯推理做鋪墊。例如,有15張卡的盒子里,黑卡8張,紅卡7張,依次不放回地抽取2張,當(dāng)抽到第一張為黑卡時,第二張也為黑卡的概率是多少?閱讀題意,首先要提煉“不放回”“第一張為黑卡”這兩個關(guān)鍵點(diǎn),從中明晰解題思路。教師要善于挖掘關(guān)鍵點(diǎn),從中培養(yǎng)學(xué)生嚴(yán)謹(jǐn)?shù)臄?shù)學(xué)思維,提煉隱含條件。
總之,對于數(shù)學(xué)邏輯推理能力的培養(yǎng),教師要重視學(xué)生對基礎(chǔ)知識的學(xué)習(xí),突出數(shù)學(xué)學(xué)科的邏輯性、嚴(yán)謹(jǐn)性、綜合性特點(diǎn),融入數(shù)學(xué)思想,指導(dǎo)學(xué)生掌握邏輯推理的方法,促進(jìn)學(xué)生數(shù)學(xué)素養(yǎng)的提升。