让合情推理思维点亮灵感之灯

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  [摘 要]数学中的推理并不只是逻辑推理,数学发现中最为重要的“直觉”与“灵感”均是合情推理的结果。培养学生的合情推理能力,让学生敢于猜想、善于猜想,获得更多的顿悟,溅起灵感的火花,这是培养学生创新意识的有效途径之一。
  [关键词]合情推理;创造性;直觉;猜想
  在教学中,教师可以设计适当的学习活动,引导学生通过观察、尝试、估算、归纳、类比、画图等活动发现一些规律,猜测某些结论,发展学生的合情推理能力。这个过程中,教师要给学生营造可供猜想的情境,创设可供猜想的空间,培养学生猜想的勇气。
  数学学习与解题密不可分,为了提高我县小学数学教师的专业水平,庐江县多次举办小学数学教师解题能力比赛,笔者有幸参与了一次,对试卷上一道题记忆犹新。
  看到题目,笔者的第一反应是这道题的考点肯定不是直接计算,应该要运用简便方法。通过观察两组数据之间的关系,笔者运用乘法分配律的方法来比较。
  后来,笔者在教学四年级下册“乘法分配律”时,就用这道题来考学生。当笔者写完题目时,有学生惊呼:“哇——这么多数字!”笔者也在想:是啊!这么复杂的题,学生能找到解题的突破口吗?会不会有人直接计算呢?带着疑惑,笔者翻看了学生的草稿本,仔细“聆听”学生笔端的“倾诉”。令人惊喜的是,做对的学生还不少,并且几乎都运用了乘法分配律来解答,过程如下:
  此时,笔者努力回顾以往的教学,好像从未有意识地向学生介绍过这方面的思想,更没有提到过“两个数的和一定时,两个数的差越小,积就越大”的结论。那么,这位学生又是如何掌握并运用这一思想的呢?于是,筆者询问他解题的想法,他说:“老师,这种方法是您在三年级时教过的。当时您让我们讨论‘用同样长的铁丝围长方形或正方形,怎么围面积最大?’,今天这道题我就是受了它的启发。”笔者恍然大悟,没想到,一年前的一次猜想、讨论,竟能带来学生这样的精彩,真是无心插柳柳成荫啊!这个案例提醒了笔者,学生的学习除了常见的熟能生巧,也会有反思和顿悟。这位学生凭着自己的直觉和想象,将几何领域的结论迁移到数与代数领域,这是一种合乎情理的探索性的判断,它体现了思维的跳跃性和创造性。
  合情推理是在一定的情境和过程中,凭借已有的知识和经验推理出可能性结论的推理,是一种合乎情理的、似乎为真的推理。合情推理具有观察与实验、想象与直觉、猜想与估摸等探索性特征,但它绝不完全是凭空想象,而是根据一定的事实情境(不受事实的约束),基于一定的知识经验做出合乎情理的探索性判断。合情推理还是一种创造性思维活动,其实质是“发现—猜想”,它是科学创造活动的先导。世上许多的创造、发明几乎都是源于合情推理,如鲁班发明锯子,源于急行时皮肤被犬牙似的叶片“锯”破流血的事实而进行的合情推理;瓦特发明蒸汽机,源于水沸时蒸气冲破茶壶盖的现象所做出的合情推理……
  课程标准指出:“教师在教学过程中,应该设计适当的学习活动,引导学生通过观察、尝试、估算、归纳、类比、画图等活动发现一些规律,猜测某些结论,发展合情推理能力。”那么,在平时的教学中,教师应如何引导学生进行猜想呢?结合教学实践,笔者谈谈自己的体会。
  一、创设情境,激发猜想
  要引导学生进行猜想,首先要为学生营造一个可供猜想的情境。当教师和学生处于平等地位时,教师才能给学生创造自由的心理环境,让学生不受课堂束缚,敞开心扉,畅所欲言。期间,教师参与学生的讨论,给予适当的引导点拨,可帮助学生明晰模糊的认识。
  在教学“3的倍数的特征”时,笔者创设了师生互动猜想的情境:学生任意说一个数(无论大小),教师不用计算就能很快判断这个数是不是3的倍数。学生带着怀疑说出了许多数字,教师都是先判断出结果,再一一验证,这样做使学生不仅疑虑排除还倍感好奇,想知道其中的奥秘。于是笔者先引导学生观察“3的倍数”:“个位上的数都不一样,看不出有什么特征;再看十位、百位上也看不出什么特征。”进而引发学生猜想:是不是要把个位、十位和百位结合起来看呢?“老师!我发现各数位上数字的和都是3的倍数。”真是了不起的发现,学生通过一系列的自主猜想后,诱发跳跃性思维,加快了知识探索的进程。此时,教师只需参与其中,适当引导并进行验证,就能让学生真正理解所学知识。
  二、把握生成,顺势利导
  课堂教学中,无论教师的课前预设多充分,都不可避免有意外的生成,如果教师善于把握不经意生成的教学资源或教学契机,充分尊重学生的发现,课堂就会呈现异样的精彩。
  在教学二年级上册“认识厘米”时,笔者讲解:“测量物体的长度一般从0刻度线开始,再观察物体末端对准的刻度线是几,就是几厘米。”笔者话音刚落,一位学生就急着问:“老师,我的尺子断了一截,0刻度线没了,怎么办?”这正是笔者后面要讲的内容。于是,笔者顺水推舟:“是啊!0刻度线没了,怎么测量物体的长度?你们能想想办法吗?”学生纷纷发言:“可以从1厘米、2厘米、3厘米……开始量。”紧接着,笔者出示第一道习题:
  用直尺测量3个物体的长度,分别是从2厘米到5厘米,1厘米到7厘米,3厘米到11厘米,那么每个物体的长度各是几厘米?
  笔者细心观察学生的课堂表现,多数学生通过数的方式数出了几厘米。做第二道习题时,有一位学生突然举手:“老师,我发现了规律!大数减小数就是物体的长度。”这个发现来得太快,也许有些学生还未反应过来。“你真会发现!”笔者不由得对他竖起大拇指,“同学们,他的想法到底对不对呢?”接下来,笔者就带着学生一起来验证这个“伟大”的发现。此刻,课堂气氛十分活跃,课后的难点问题就这样在课堂生成中轻松而愉快地解决了。
  教学中,笔者充分尊重学生,没有僵化地依照预设的教学设计打断学生的思考,而是为学生提供了广阔的猜想空间,为学生展示自己的猜想创造机会。整个课堂在民主、平等的氛围中进行,学生在这样的氛围中积极猜想、发现,对所学知识理解得越来越透彻。
  三、允许出错,培养勇气
  错误是一种经历,它真实而自然,是通往正确和成功的必经之路。课堂是容许出错的地方,教师应正确对待学生的错误,营造平等、和谐的氛围,尊重、理解、宽待出错的学生,使学生在课堂上有出错的勇气。只有这样,学生才有可能产生大胆的猜想。
  教学“平行四边形的面积”时,笔者先带学生回顾了长方形、正方形的面积计算方法,然后让学生猜想平行四边形的面积该怎么计算?学生通过同类知识进行类比联想,猜想面积是求积的运算,用乘法计算。紧接着,笔者出示图1,并提问:“平行四边形的面积是哪些数相乘的结果呢?”
  有学生认为是6×5=30(平方厘米)(猜想①),有学生认为是6×4=24(平方厘米)(猜想②),有学生认为是5×4=20(平方厘米)(猜想③)。对于这些猜想,即使猜错了,笔者也不做否定,而是先让学生交流猜想的思维过程,然后通过操作演示进行验证:先将图1的平行四边形放在方格纸上,发现它的面积比30个方格少,比20个方格多,得出猜想②成立;再通过转化,把平行四边形转化成已学过的长方形,进一步验证猜想②的正确性。因此,平行四边形的面积等于底乘高的猜想完全正确。
  由于合情推理的标准不甚严格,推理的结果常有偶然性,所以对合情推理中的发现、猜想,还要进行必要的验证。教师要告诉学生,提出猜想固然可贵,但猜想不等于正确结果,必须经过严格的验证,学习就是验证猜想的过程。培养合情推理能力,点亮思维灵感之灯,是培养学生创新意识的有效途径之一。
  [ 参 考 文 献 ]
  张兴华.儿童学习心理与小学数学教学[M].南京:江苏教育出版社,1992.
  (责编 李琪琦)
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