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课程改革要求:我们的数学教学要彻底摒弃传统教学中学生对数学知识的简单记忆、移植与运用,而要让学生在获取新知识的过程中应用推理,积极思考,反复体验,不断感悟,从而把握知识的来龙去脉与内在关联,形成自我对数学新知的个性化理解,为学生后续学习“再创造” 的实现提供条件. 那么,初中数学教学中应当如何培养学生的推理能力呢?笔者认为,应当从以下几方面探索与尝试.
一、捕捉规律,培养归纳推理能力
我们在解决数学问题的过程中,不能因为归纳推理看似单调平凡就忽视淡化其重要性. 归纳推理的运用过程,无形中能促使学生在不断“分析”、“假设”、“结论”的过程中培养逻辑思维能力与概括归纳能力,同时也有助于学生用数学符号表达自己的数学思想. 例如:用数学归纳法证明1 + 2 + 3 + … + n = n(n + 1) ÷ 2,在指导解决该题过程中,我先让学生观察以下一组算式:1 + 2 = 3 = 2 × (2 + 1) ÷ 2,1 + 2 + 3 = 6 = 3 × (3 + 1) ÷ 2,1 + 2 + 3 + 4 = 10 = 4 × (4 + 1) ÷ 2,……通过观察让学生从中捕捉规律,提取结果中动态的量与静态的量,从而发现特点,得出结论,归纳证明公式. 并在此基础中进一步将n进行取值验证,如n = 10,1 + 2 + 3 + 4 … + 10 = 10 × (10 + 1) ÷ 2 = 55.在以上猜想证明的过程中,学生的思维得到由特殊到一般的发展,归纳推理能力也得到提升.
二、解答论证,培养演绎推理能力
从一般性原理出发,推出某特殊情况下结论的推理称为演绎推理. 因此,演绎推理即由一般到特殊的推理,也称逻辑推理. 其基本形式为“三段论”,包括:大前提——已知的一般原理;小前提——所研究的特殊情况;结论——根据一般原理,对特殊情况作出的判断. 初中数学教材为学生演绎推理能力的发展提供了丰富的素材,如“数与代数”、“空间与图形”、 “实践与综合应用”等课程领域可谓无时无处不乏分析、判断和推理. 如解决这样一道题:一个两位数,将十位数字与个位数字调换位置后,所得两位数与原数的和必能被11整除. 教学中我引导学生设这个两位数十位数字为x,个位数字为y,则原数为(10x + y),新数为(10y + x). 进而根据题意推导(10x + y) + (10y + x) = 10x + y + 10y + x = 11x + 11y = 11(x + y),11(x + y) ÷ 11 = x + y. 以上解答过程其实是一个经历观察、猜想、归纳、证明的过程,潜移默化中既培养了学生自主探究的能力,又培养了学生演绎推理的能力.
三、联系旧知,培养类比推理能力
由一类对象的已知特性,推出另一类对象所具有的类似特性的推理称为类比推理. 简而言之,类比推理是由特殊到特殊的推理过程. 新课程改革的警钟时刻提醒我们,数学思考方式的获取远比解决几道数学题目重要得多,思考中所获取的解题方法和技巧,不仅有助教师的课堂教学收到事半功倍的效果,同时成为学生数学后续学习乃至终身学习的有利法宝. 譬如我在教学“分式概念”一课时,首先让学生回忆旧知分数的概念:两数相除,可以表示成分数的形式,如5 ÷ 6 = ■. 分数是由分子、分母和分数线三者构成,且分子、分母都是数,但分母不能为0. 进而将分数的概念引申到分式来,出示5 ÷ a = ■. 通过观察发现:分式是由分子、分母与分数线三者构成,且分母中含有字母,这样就自然而然地引入分式的概念. 接着,通过观察与比较概括分数与分式的差别:分数和分式形式一样,但分式中的分子、分母均为整式,且分母为含有字母的整式. 在教学“分式的基本性质”时,我先让学生复习分数的基本性质:分数的分子与分母同时乘以(或除以)一个不为0的数,分数的值不变. 然后根据分式是一般化了的分数这一特征,引导学生通过类比、推想、演算得出结论:分式的分子与分母都乘以(或除以)同一个不等于零的整式,分式的值不变. 如此的学习过程益于学生对新知的接收与掌握.
四、抽样调查,培养统计推理能力
“统计与概率”中所运用的推理方式称为统计推理,这是一种可能性的推理. 有别于其他推理方式的是,由统计推理得出的结论往往无法用逻辑思维方式加以验证,只能依靠实践来验证. 这必然要求我们的“统计与概率”教学应充分重视学生数据收集、数据整理、数据分析、结论推断的整体过程. 例如解决这样一个问题:统计一个城市每天收看晚7点央视新闻联播的人数. 可引导学生先随机抽查市民中的一部分作为分析样本,掌握该人群收看节目的相关数据,并以此按比分析,推测这个城市收看新闻联播的具体情况. 当然由此统计的数据并不完全准确,也并不能以理论加以验证,只是一种可能而已,但由于实际情况的约束,这种推理方式又往往十分畅行,广泛地应用于多个领域. 又如:学校欲采购一批深受学生喜爱的新书. 首先让学生对全校同学最喜欢的书进行抽样调查,然后把抽样结果整理成数据,并进行分析比较,最后根据数据推出结论,确定应该采购什么类别的新书. 这个过程虽是整体到局部的推理过程,却能满足大部分人的需要,这正是统计推理的优越之处.
五、猜想结论,培养合情推理能力
根据已有的事实,进行观察、比较、联想、归纳、类比,最终提出猜想的推理过程称为合情推理. 顾名思义,合情推理是“合乎情理”的推理,在数学教学中常常能为我们提供证明的思路和方向. 合情推理的实质是“发现——猜想”,牛顿早就说过:“没有大胆的猜想就没有伟大的发现. ”根据合情推理的思维特点,教学中教师应当精心设计提高观察、猜想能力的活动. 如“有理数的乘方”中有这样一道题目:一张厚度为0.2毫米的卡纸,对折一次后厚度为0.2 × 2 = 0.4(毫米),请问:(1)对折2次后厚度多少毫米?(2)对折3次后厚度多少毫米?(3)对折4次后厚度多少毫米?(4)对折10次后厚度多少毫米?(5)如果每一层纸视为4米高的楼房,那么这张纸对折10次后相当于多少层楼房?教学时让学生带着问题进行学习,使学生经历“折纸——猜想——计算——推论”的过程,引导他们在思维不断运转,手脑同时运用中实现推理论证的目标,这不仅激发了学生自主学习的兴趣,同时有效地培养了学生的合情推理能力.
总之,推理是课程改革所倡导的一种重要的数学学习方式,也是学生逻辑思维与创新意识发展的重要手段. 作为一线数学教育工作者,应当牢牢把握自己的数学课堂,积极发挥自身的教学智慧,努力为学生推理能力的形成与提升创造有利的空间,力求学生在数学思维世界中能演绎更多的精彩,收获更多的惊喜.
一、捕捉规律,培养归纳推理能力
我们在解决数学问题的过程中,不能因为归纳推理看似单调平凡就忽视淡化其重要性. 归纳推理的运用过程,无形中能促使学生在不断“分析”、“假设”、“结论”的过程中培养逻辑思维能力与概括归纳能力,同时也有助于学生用数学符号表达自己的数学思想. 例如:用数学归纳法证明1 + 2 + 3 + … + n = n(n + 1) ÷ 2,在指导解决该题过程中,我先让学生观察以下一组算式:1 + 2 = 3 = 2 × (2 + 1) ÷ 2,1 + 2 + 3 = 6 = 3 × (3 + 1) ÷ 2,1 + 2 + 3 + 4 = 10 = 4 × (4 + 1) ÷ 2,……通过观察让学生从中捕捉规律,提取结果中动态的量与静态的量,从而发现特点,得出结论,归纳证明公式. 并在此基础中进一步将n进行取值验证,如n = 10,1 + 2 + 3 + 4 … + 10 = 10 × (10 + 1) ÷ 2 = 55.在以上猜想证明的过程中,学生的思维得到由特殊到一般的发展,归纳推理能力也得到提升.
二、解答论证,培养演绎推理能力
从一般性原理出发,推出某特殊情况下结论的推理称为演绎推理. 因此,演绎推理即由一般到特殊的推理,也称逻辑推理. 其基本形式为“三段论”,包括:大前提——已知的一般原理;小前提——所研究的特殊情况;结论——根据一般原理,对特殊情况作出的判断. 初中数学教材为学生演绎推理能力的发展提供了丰富的素材,如“数与代数”、“空间与图形”、 “实践与综合应用”等课程领域可谓无时无处不乏分析、判断和推理. 如解决这样一道题:一个两位数,将十位数字与个位数字调换位置后,所得两位数与原数的和必能被11整除. 教学中我引导学生设这个两位数十位数字为x,个位数字为y,则原数为(10x + y),新数为(10y + x). 进而根据题意推导(10x + y) + (10y + x) = 10x + y + 10y + x = 11x + 11y = 11(x + y),11(x + y) ÷ 11 = x + y. 以上解答过程其实是一个经历观察、猜想、归纳、证明的过程,潜移默化中既培养了学生自主探究的能力,又培养了学生演绎推理的能力.
三、联系旧知,培养类比推理能力
由一类对象的已知特性,推出另一类对象所具有的类似特性的推理称为类比推理. 简而言之,类比推理是由特殊到特殊的推理过程. 新课程改革的警钟时刻提醒我们,数学思考方式的获取远比解决几道数学题目重要得多,思考中所获取的解题方法和技巧,不仅有助教师的课堂教学收到事半功倍的效果,同时成为学生数学后续学习乃至终身学习的有利法宝. 譬如我在教学“分式概念”一课时,首先让学生回忆旧知分数的概念:两数相除,可以表示成分数的形式,如5 ÷ 6 = ■. 分数是由分子、分母和分数线三者构成,且分子、分母都是数,但分母不能为0. 进而将分数的概念引申到分式来,出示5 ÷ a = ■. 通过观察发现:分式是由分子、分母与分数线三者构成,且分母中含有字母,这样就自然而然地引入分式的概念. 接着,通过观察与比较概括分数与分式的差别:分数和分式形式一样,但分式中的分子、分母均为整式,且分母为含有字母的整式. 在教学“分式的基本性质”时,我先让学生复习分数的基本性质:分数的分子与分母同时乘以(或除以)一个不为0的数,分数的值不变. 然后根据分式是一般化了的分数这一特征,引导学生通过类比、推想、演算得出结论:分式的分子与分母都乘以(或除以)同一个不等于零的整式,分式的值不变. 如此的学习过程益于学生对新知的接收与掌握.
四、抽样调查,培养统计推理能力
“统计与概率”中所运用的推理方式称为统计推理,这是一种可能性的推理. 有别于其他推理方式的是,由统计推理得出的结论往往无法用逻辑思维方式加以验证,只能依靠实践来验证. 这必然要求我们的“统计与概率”教学应充分重视学生数据收集、数据整理、数据分析、结论推断的整体过程. 例如解决这样一个问题:统计一个城市每天收看晚7点央视新闻联播的人数. 可引导学生先随机抽查市民中的一部分作为分析样本,掌握该人群收看节目的相关数据,并以此按比分析,推测这个城市收看新闻联播的具体情况. 当然由此统计的数据并不完全准确,也并不能以理论加以验证,只是一种可能而已,但由于实际情况的约束,这种推理方式又往往十分畅行,广泛地应用于多个领域. 又如:学校欲采购一批深受学生喜爱的新书. 首先让学生对全校同学最喜欢的书进行抽样调查,然后把抽样结果整理成数据,并进行分析比较,最后根据数据推出结论,确定应该采购什么类别的新书. 这个过程虽是整体到局部的推理过程,却能满足大部分人的需要,这正是统计推理的优越之处.
五、猜想结论,培养合情推理能力
根据已有的事实,进行观察、比较、联想、归纳、类比,最终提出猜想的推理过程称为合情推理. 顾名思义,合情推理是“合乎情理”的推理,在数学教学中常常能为我们提供证明的思路和方向. 合情推理的实质是“发现——猜想”,牛顿早就说过:“没有大胆的猜想就没有伟大的发现. ”根据合情推理的思维特点,教学中教师应当精心设计提高观察、猜想能力的活动. 如“有理数的乘方”中有这样一道题目:一张厚度为0.2毫米的卡纸,对折一次后厚度为0.2 × 2 = 0.4(毫米),请问:(1)对折2次后厚度多少毫米?(2)对折3次后厚度多少毫米?(3)对折4次后厚度多少毫米?(4)对折10次后厚度多少毫米?(5)如果每一层纸视为4米高的楼房,那么这张纸对折10次后相当于多少层楼房?教学时让学生带着问题进行学习,使学生经历“折纸——猜想——计算——推论”的过程,引导他们在思维不断运转,手脑同时运用中实现推理论证的目标,这不仅激发了学生自主学习的兴趣,同时有效地培养了学生的合情推理能力.
总之,推理是课程改革所倡导的一种重要的数学学习方式,也是学生逻辑思维与创新意识发展的重要手段. 作为一线数学教育工作者,应当牢牢把握自己的数学课堂,积极发挥自身的教学智慧,努力为学生推理能力的形成与提升创造有利的空间,力求学生在数学思维世界中能演绎更多的精彩,收获更多的惊喜.