林晶
演繹推理是指從已有的事實(shí)(包括定義、公理、定理等)和確定的規(guī)則(包括運(yùn)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(jì)算。在解決問(wèn)題的過(guò)程中,演繹推理用于驗(yàn)證結(jié)論的正確性,是建構(gòu)數(shù)學(xué)、學(xué)習(xí)數(shù)學(xué)的重要思想方法。
研究表明:11歲左右是兒童思維發(fā)展的關(guān)鍵年齡段。而這個(gè)年齡段,學(xué)生剛好已步入小學(xué)高年級(jí)。我們?nèi)裟茉谶@個(gè)階段,注重對(duì)學(xué)生進(jìn)行演繹推理思想的滲透和教學(xué),勢(shì)必能幫助學(xué)生逐步養(yǎng)成有條理、有依據(jù)地思考問(wèn)題的好習(xí)慣,具備清晰表述推理過(guò)程及結(jié)果的能力,為他們將來(lái)順利進(jìn)行初中數(shù)學(xué)的演繹推理證明打下堅(jiān)實(shí)基礎(chǔ)。
一、巧設(shè)問(wèn)題情境,體驗(yàn)演繹推理的價(jià)值
小學(xué)高年級(jí)的學(xué)生正處在由直觀思維向抽象邏輯思維逐步過(guò)渡的階段。在教學(xué)實(shí)踐中,我們應(yīng)結(jié)合小學(xué)生的年齡特征及思維特點(diǎn),設(shè)置或有趣、或富有挑戰(zhàn)性、或具有探究意味的問(wèn)題情境,激發(fā)學(xué)生的推理興趣,引導(dǎo)學(xué)生逐步體驗(yàn)演繹推理在解決問(wèn)題的過(guò)程中所起到的價(jià)值與作用。
案例1:五年級(jí)上冊(cè)數(shù)學(xué)“三角形的面積”。我們可以嘗試從學(xué)生熟悉的生活實(shí)際入手,設(shè)置如何求紅領(lǐng)巾面積這一有趣的活動(dòng)情境,激發(fā)他們的探究興趣。求紅領(lǐng)巾的面積,實(shí)際上就是求三角形的面積。有了之前探究平行四邊形面積的經(jīng)驗(yàn),多數(shù)學(xué)生猜測(cè):三角形的面積也應(yīng)該與它的底和高有關(guān)。此時(shí),我們可以順勢(shì)拋出問(wèn)題:如何證明這個(gè)猜測(cè)是否正確呢?一石激起千層浪,學(xué)生紛紛行動(dòng)起來(lái):畫(huà)一畫(huà)、剪一剪、拼一拼……有的嘗試?yán)酶钛a(bǔ)法,將三角形轉(zhuǎn)化為已學(xué)過(guò)的平行四邊形,如圖1;有的將兩個(gè)完全一樣的三角形拼成一個(gè)平行四邊形,如圖2。
借助上述演繹推理方法,學(xué)生體會(huì)到:三角形面積的計(jì)算方法(新知)可以借助平行四邊形面積的計(jì)算公式(舊知)來(lái)推導(dǎo)。
案例2:五年級(jí)下冊(cè)數(shù)學(xué)“和的奇偶性”。直接導(dǎo)入課題:研究和的奇偶性,可以先從幾個(gè)數(shù)的和開(kāi)始研究?學(xué)生自然會(huì)想到先從兩個(gè)數(shù)的和開(kāi)始研究。繼續(xù)設(shè)問(wèn):兩個(gè)數(shù)的和可以分為幾種情況進(jìn)行研究?答案顯而易見(jiàn):奇數(shù)+偶數(shù),奇數(shù)+奇數(shù),偶數(shù)+偶數(shù)。甚至,學(xué)生可以借助不完全歸納法列舉算式得出結(jié)論。如果本節(jié)課僅僅止步于此,那么學(xué)生的邏輯思維能力并沒(méi)有得到很好的提升。此時(shí),我們可以嘗試引導(dǎo):像這樣的算式永遠(yuǎn)都舉不完,有沒(méi)有更好的辦法,能夠幫助我們證明這些猜測(cè)都是正確的呢?短暫的沉默后,有的學(xué)生提出可以借助奇數(shù)、偶數(shù)的含義來(lái)證明,也有的學(xué)生想到了可以用字母來(lái)表示奇數(shù)和偶數(shù),那么奇數(shù)+偶數(shù)則可以用2n+1+2n=4n+1表示,即奇數(shù)……學(xué)生繼續(xù)研究多個(gè)數(shù)和的奇偶性,甚至幾個(gè)數(shù)差(積)的奇偶性時(shí),也能借助同樣的演繹推理方法解決。
二、優(yōu)化探究活動(dòng),豐富演繹推理的經(jīng)驗(yàn)
《義務(wù)教育數(shù)學(xué)課程標(biāo)準(zhǔn)(2011年版)》指出:推理應(yīng)貫穿數(shù)學(xué)教學(xué)的始終。在教學(xué)實(shí)踐中,我們可以根據(jù)一節(jié)課的教學(xué)目標(biāo)及教學(xué)重點(diǎn)和難點(diǎn),優(yōu)化探究活動(dòng),引領(lǐng)學(xué)生在小組合作探討、操作實(shí)踐中學(xué)會(huì)有序、全面地思考問(wèn)題,于分析推理中體驗(yàn)演繹推理的多種方法,豐富演繹推理的經(jīng)驗(yàn)。
案例1:四年級(jí)上冊(cè)數(shù)學(xué)實(shí)踐活動(dòng)課“1億有多大”。為了讓學(xué)生通過(guò)探究活動(dòng),經(jīng)歷猜想、實(shí)驗(yàn)、推理和對(duì)照的過(guò)程,利用可想象的素材充分感受1億有多大,我們嘗試以“1億張紙摞起來(lái)有多厚”為研究素材,設(shè)計(jì)如下實(shí)踐活動(dòng):
(1)啟發(fā)思考:要想研究1億張紙摞起來(lái)有多厚,真的需要拿出1億張紙,將它們摞起來(lái)進(jìn)行測(cè)量嗎?你有什么更好的辦法?
學(xué)生指出可以先測(cè)量一部分紙的厚度,再根據(jù)這部分紙和1億張紙的關(guān)系,推算出結(jié)果。
(2)學(xué)生猜測(cè):1億張紙摞起來(lái)到底有多厚?(20米、50米、100米)
(3)小組實(shí)驗(yàn)操作,合作交流。
(4)和實(shí)物對(duì)照,感受1億張紙摞起來(lái)的高度。
①和學(xué)校教學(xué)樓的高度比。
教學(xué)樓大約20米高,那么1億張紙摞起來(lái)的厚度相當(dāng)于500棟這樣的教學(xué)樓的高度。
②和世界第一高峰比高度。
1億張紙摞起來(lái)的厚度比世界第一高峰的高度還要高!
(5)你們還想研究哪些和1億有關(guān)的問(wèn)題?準(zhǔn)備怎么研究?
……
先測(cè)量部分量,再由部分量推算出整體。這種推算的過(guò)程其實(shí)就是演繹推理的過(guò)程。借助這樣的推算經(jīng)驗(yàn),學(xué)生便能輕松解決像“1億粒米有多重”“1億枚硬幣摞起來(lái)有多高”等問(wèn)題。
案例2:六年級(jí)下冊(cè)數(shù)學(xué)“邏輯推理”。如何讓學(xué)生在復(fù)雜的信息中學(xué)會(huì)分析、推理,做出準(zhǔn)確判斷,并感悟解決問(wèn)題策略的多樣化?
(1)出示例題,解讀關(guān)鍵信息。
六年級(jí)有3個(gè)班,每班有2個(gè)班長(zhǎng)。開(kāi)班長(zhǎng)會(huì)議時(shí),每次每班只要1個(gè)班長(zhǎng)參加。第一次到會(huì)的有A、B、C;第二次有B、D、E;第三次有A、E、F。請(qǐng)問(wèn):哪兩個(gè)班長(zhǎng)是同班的?
(2)小組合作探究,選擇合適的方式記錄推理過(guò)程及結(jié)果。
(3)展示交流。
①文字。
由第一次到會(huì)的有A、B、C,得出A可能和D、E、F同班,而第三次到會(huì)的有A、E、F,得出A和D同班;同理,由第一次到會(huì)的有A、B、C,得出B可能和D、E、F同班,而第二次到會(huì)的有B、D、E,得出B和F同班;那么C和E同班。
②列表。
用字母A~F表示六個(gè)班長(zhǎng),用1、2、3表示這三次會(huì)議。
到會(huì)用符號(hào)“√”表示,沒(méi)到會(huì)則用符號(hào)“×”表示。
分析得出:A和D同班,B和F同班,C和E同班。
(4)小結(jié)提升。
經(jīng)驗(yàn)1:推理分析的呈現(xiàn)方式雖然不同,但它們都是借助排除法來(lái)幫助我們縮小范圍,做出正確推理。
經(jīng)驗(yàn)2:先找關(guān)鍵信息,再確定從誰(shuí)入手來(lái)判斷。為什么先確定A與誰(shuí)同班?(A出現(xiàn)了兩次)還可以先確定誰(shuí)?(B、E)那么C呢?(不行)所以,推理問(wèn)題時(shí)先從信息量大的入手。
經(jīng)驗(yàn)3:盡量選擇直觀、簡(jiǎn)潔的方式呈現(xiàn)推理。
三、強(qiáng)化說(shuō)理訓(xùn)練,提升演繹推理的能力
在實(shí)際教學(xué)中,我們常常發(fā)現(xiàn),學(xué)生練得多,說(shuō)得少。課堂中,一遇到“請(qǐng)你說(shuō)說(shuō)你是怎樣想的,為什么這樣想”時(shí),會(huì)說(shuō)并能說(shuō)清思路的學(xué)生寥寥無(wú)幾。而數(shù)學(xué)學(xué)習(xí),唯有說(shuō)清數(shù)理,方能達(dá)到靈活應(yīng)用、融會(huì)貫通的效果。為此,我們需要根據(jù)學(xué)生的學(xué)習(xí)難點(diǎn),有針對(duì)性地設(shè)計(jì)適合說(shuō)理的習(xí)題,強(qiáng)化訓(xùn)練,引導(dǎo)學(xué)生學(xué)會(huì)根據(jù)既定的事實(shí)、定理證明或推理出新的結(jié)論,做到言之有理、落筆有據(jù),從而進(jìn)一步提升其演繹推理的能力。
“隨風(fēng)潛入夜,潤(rùn)物細(xì)無(wú)聲”。小學(xué)生演繹推理能力的形成和提高,是一個(gè)長(zhǎng)期的、循序漸進(jìn)的過(guò)程。我們既要做好打持久戰(zhàn)的準(zhǔn)備,又要以落實(shí)小學(xué)生的數(shù)學(xué)學(xué)科核心素養(yǎng)為根本目標(biāo),結(jié)合學(xué)生的年齡特征和學(xué)習(xí)特質(zhì),制定適合小學(xué)高年級(jí)學(xué)生演繹推理能力發(fā)展的培養(yǎng)策略,進(jìn)一步提高小學(xué)生的演繹推理能力。