摘要:數(shù)學邏輯推理素養(yǎng)的培養(yǎng)不僅關系到學生分析和解決問題能力、數(shù)學思維、理性精神的開發(fā),而且關系到數(shù)學核心素養(yǎng)的達成,同時對創(chuàng)新意識的培養(yǎng)也意義重大.文章從數(shù)學邏輯推理素養(yǎng)培養(yǎng)的意義談起,并結合“三角形的穩(wěn)定性”這一節(jié)的教學,具體闡述數(shù)學邏輯推理素養(yǎng)培養(yǎng)的實踐策略,最后提出具體培養(yǎng)路徑.
關鍵詞:邏輯推理;三角形的穩(wěn)定性;素養(yǎng)
相較于語文學科本身所需關注的形象思維和感性思維,數(shù)學學科更注重的是理性思維和邏輯思維.初中數(shù)學對數(shù)學本質的聯(lián)想以及抽象思維等邏輯推理的需求較大,需要數(shù)學教師在教學過程中把握時機,運用適當、合理且有效的方法將培養(yǎng)學生的邏輯思維素養(yǎng)落到實處,這也是初中數(shù)學教學的一大重要目標.本文中擬對數(shù)學邏輯推理素養(yǎng)培養(yǎng)的意義、策略與具體路徑進行探討,以期引發(fā)大家的關注與研究.
1 數(shù)學邏輯推理素養(yǎng)培養(yǎng)的意義
論述邏輯推理素養(yǎng)培養(yǎng)的策略之前,必然需要簡要闡述“為什么要培養(yǎng)”“有何重要意義”,這是論證不可或缺的一環(huán),也是縝密邏輯思維的應然要求.數(shù)學邏輯推理素養(yǎng)的培養(yǎng)不僅關系到學生分析和解決問題能力、數(shù)學思維、理性精神的開發(fā),而且關系到數(shù)學核心素養(yǎng)的達成,同時對創(chuàng)新意識的培養(yǎng)也意義重大[1].
對于初中生而言,這一階段是培養(yǎng)邏輯思維能力最關鍵的時期,唯有切實理解和認識初中生邏輯推理素養(yǎng)的內涵和價值,并深入探討其培養(yǎng)策略,才能讓初中生的數(shù)學邏輯推理素養(yǎng)在教與學的開展中自然落地,從而為學好初中數(shù)學奠定良好基礎.
2 數(shù)學邏輯推理素養(yǎng)培養(yǎng)的課堂實踐
能力的培養(yǎng)都需要經(jīng)歷一個漫長的過程,探討邏輯思維的文章就要從邏輯推理素養(yǎng)實踐推進的角度著手,通過具體的課例探尋策略,以生成具體的設想和路徑,從而促進學生理性思維和理性精神的發(fā)展[2].下面,筆者結合“三角形的穩(wěn)定性”的教學具體闡述.
環(huán)節(jié)1:有效導入,建立推理沖突.
情境導入:紅紅認為,當拉四邊形窗戶的金屬框架時,怎么也拉不動,從中可以得出結論“有些四邊形是具有穩(wěn)定性的”.你認可紅紅的觀點嗎?為什么?
師生活動:這一導入問題引發(fā)了學生的興趣,學生各抒己見,有的表示認同紅紅的觀點,有的則持反對意見,頓時教室熱鬧起來,一場辯論拉開了序幕.教師時而“觀戰(zhàn)”,時而“參戰(zhàn)”,無痕推動學生思維的逐漸深化.
設計意圖:通過創(chuàng)造性地改造教材,以學生感興趣的問題情境導入課堂,看似隨意而為,實則有心之舉,讓學生在判斷這一觀點的過程中深入思考,最終體會到理性思考的價值和意義.
環(huán)節(jié)2:回顧概念,做足推理準備.
問題1 通過探討,我們已經(jīng)知道了“拉不動=穩(wěn)定性”是不科學的,那究竟什么是圖形的穩(wěn)定性呢?
學生活動:在課前,經(jīng)過查閱文獻資料,總結得出結論“幾何圖形在受到外力作用時,結構、形狀與大小都不會改變即為幾何圖形的穩(wěn)定性”.
問題2 回顧三角形的概念,你是如何理解其結構、形狀與大小的?四邊形呢?
學生活動:學生回顧并復述兩個圖形的相關概念,并認為“它們的形狀與大小都是由所圍圖形的線段來決定的”.
設計意圖:基于課堂導入拾級而上,設計問題鏈,引導學生回顧、思考和明確概念,從而得以讓學生在還原概念本質的過程中,體會知識邏輯的嚴密性和結論的可靠性,為后續(xù)的推理做好充分的準備.
環(huán)節(jié)3:操作活動,打開推理思路.
探究活動1:利用小組合作學習的方式,每4人一組,利用桌子上的4根小棍試著圍出四邊形(首尾相連圍成圖形即可).這樣的4根小棍可以圍出幾個四邊形?也就是說這樣的4條線段可以構成的四邊形有多少個?
學生活動:學生躍躍欲試,有的小組擺出了2個不同圖形,有的小組擺出了3個,等等,并在探究中獲得“四邊形具有不穩(wěn)定性”的結論.
探究活動2:同樣是利用小組合作學習的方式,現(xiàn)在給你3根小棒,試著圍出三角形(首尾相連圍成圖形即可).這樣的3根小棍可以圍出幾個三角形?這些三角形之間有何關系?(小提示:可以在擺好后確定3個頂點位置,并用直尺連接起來,這樣就可以將圍成的三角形畫在一起,以方便判斷它們之間的關系.)
師生活動:學生再一次進行操作活動,在圍、畫和比之后,很快得出結論“重合或全等”.此時教師不失時機地追問“你們可以確定任意3根小棒擺出的三角形都是全等的?”學生又一次陷入沉思,因為剛才僅僅是從特殊到一般進行歸納,這樣的實驗結果并非完全正確,需要進一步加以證明.
設計意圖:以探究性活動驅動學生積極參與、深度思考和主動探究,引領學生探尋思路,有利于學生邏輯推理能力和創(chuàng)新思維的養(yǎng)成.當然,有了兩個動手操作實驗的實踐,學生的思維越發(fā)靈動起來,為后續(xù)的證明奠定了良好的思維基礎.
環(huán)節(jié)4:深度思考,親歷推理過程.
問題3 該如何證明上述活動所得結論呢?也就是說你如何證明三角形具有穩(wěn)定性呢?
學生活動:有了一系列鋪墊,學生很快就能根據(jù)“三角形全等的判定定理SSS”予以證明,并正確書寫出證明過程,最終利用數(shù)學證明方法證明了“三角形具有穩(wěn)定性”.
設計意圖:在學生形成證明思路的前提下,設計與之相應的問題來引導學生展開推理,其目的主要是強化學生的認識,培養(yǎng)學生的數(shù)學邏輯推理能力.此處,安排“點睛”的問題可以促進學生的內省,完善學生的認知視角,進而達到發(fā)展數(shù)學思維能力和邏輯推理素養(yǎng)的目的.
環(huán)節(jié)5:知識總結,強化理性精神.
對于從實驗中歸納得出的一些結論,我們常常持信任的態(tài)度,從未質疑過其可靠性,更不要說再通過邏輯推理的方法加以證明,長此以往,我們會逐漸喪失邏輯推理意識.事實上,理性的演繹推理往往比合情推理和實驗歸納難度更大,如果沒有掌握數(shù)學證明的方法,那就會讓我們越來越喪失理性精神和理性思維.因此,想要深入學習數(shù)學,就需要時時展開演繹推理和數(shù)學證明,這樣,才能讓數(shù)學學習更深刻.
設計意圖:在知識總結中,讓學生體驗到邏輯推理的重要性,幫助學生完成任務.只有讓學生在學習的過程中切實經(jīng)歷、充分體驗,有了痛苦的“破繭”,才能促進學生理性精神的形成.
3 數(shù)學邏輯推理素養(yǎng)培養(yǎng)的路徑
3.1 巧妙設疑是催生推理意識的源泉
推理意識的萌生可以助推學生邏輯推理的形成,想要讓學生在數(shù)學學習的過程中自覺推理,自然離不開教師的巧妙設疑,以促進學生推理意識的自然萌生.在本課中,教師在課始就創(chuàng)設了一個頗具生動性和創(chuàng)造性的問題情境,自然而然地引發(fā)學生的質疑.進一步地,教師又設計了一系列探究活動,讓學生在數(shù)學實驗中生成結論,在數(shù)學證明中深化認識,從而發(fā)展演繹推理能力,以達到助推邏輯推理素養(yǎng)發(fā)展的終極目標.
3.2 思維訓練是活絡邏輯推理的根本
培養(yǎng)學生的邏輯推理能力與培養(yǎng)學生的數(shù)學思維的措施在本質上是一致的,都需讓學生經(jīng)歷思維訓練,在數(shù)學教學中培養(yǎng)邏輯推理素養(yǎng)的最佳手段就是親歷與之相關的問題解決過程[3].因此,教師需要巧妙設計教學過程,為學生提供豐富的磨煉數(shù)學邏輯推理能力的探究活動,以供學生進行深度思考與探究.在本課中,教師圍繞核心問題,用拾級而上的問題鏈和探究活動一路引領學生感知、感悟和體驗,最終讓學生在與之相關的思維訓練中提升邏輯推理能力.
總之,數(shù)學教學有發(fā)展學生數(shù)學邏輯推理素養(yǎng)的責任和義務,只有這樣,才能提升學生的理性思維,發(fā)展他們的數(shù)學核心素養(yǎng),從而更好地落實教與學.
參考文獻:
[1]王蘇玉.聚焦核心素養(yǎng)下,培養(yǎng)高中生數(shù)學邏輯推理能力[J].數(shù)學大世界(下旬),2020(1):7-8.
[2]章建躍.核心素養(yǎng)導向的高中數(shù)學教材變革(續(xù)4)——《普通高中教科書\5數(shù)學(人教A版)》的研究與編寫[J].中學數(shù)學教學參考,2019(28):7-11.
[3]緱艷,鄧國軍.邏輯推理素養(yǎng)培養(yǎng)視角下的高中數(shù)學課堂教學策略分析[J].新智慧,2021(17):89-90.