数学教学中培养学生合情推理能力的策略

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  【摘 要】教育改革的核心便是提升学生的创新能力,而创新能力往往来源于问题。学生通过实践发现问题后,能在进一步探索解决问题的过程中培养创新能力。对数学教学而言,提出问题是教学的重点,有学者提出,数学这门课程,提出问题往往比解决问题还要难。在新课改的背景下,最为主要的就是培养学生提出问题的能力,在此之前必须培养学生的合情推理能力,让学生提出问题后能够解决问题。本文主要分析如何培养学生合情推理的能力。
  【关键词】数学教学;合情推理能力;教学策略
  新课改背景下,数学教学更加注重对学生合情推理能力的培养。要将传统的演绎推理能力的培养转变为对学生合情推理能力的培养,并在教学中通过有效的教学策略使其得以落实,提高学生的解题能力,培养其数学核心素养。同时还需要从学生的思维入手,帮助学生建立独立思考的思维方式,培养其自主创新能力,为学生进入社会后能够适应社会发展奠定思维基础,培养学生的合情推理能力。
  1   鼓励学生自主探究
  在数学教学中,要让学生主动探究,首先要为学生留有一定的思考时间,让学生明白题目的数学含义,从而明确思考方向;其次要让学生根据之前的学习经验猜想和论证。对于比较深层次的数学问题,则需要教师采用提问的方式引导学生深入思考[1]。
  在教学中,教师要先让学生充分了解问题的性质,完成预习后,学生会形成一定的思维框架,教师可提出问题,激发学生的探究意识。如“有一条道路全长100米,要求在路旁植树,树与树之间的间隔距离为5米。当道路两旁全部植满树后,一共植了多少棵?”提出问题后,教师需要留给学生一定的思考时间,引导学生进行适当的猜想。学生的思维能力有限,因而给出的答案参差不齐,有说20棵的,也有说21棵的等,教师需要对学生的不同回答进行针对性的解释,在适当的情况下启发学生,创设具体的情境,并将所学知识和情境整合在一起,进一步激发学生的学习意识和探究意识,从而培养其合情推理能力。
  2   引导学生对比学习
  学生合情推理能力的培养,可分为类比推理能力和不完全归纳推理能力的培养。无论是哪种推理能力的培养都需要建立在观察、分析、对比、猜想等的基础上。
  教师要引导学生对数学问题进行对比,对比分析两种不同的知识点,探究其中存在的差异,同时还需要归纳两者的相似性。以“圆柱体体积”的教学为例,教师可以数学公式为切入点让学生从外观、体积、面积的求解公式上进行对比,找出长方体和圆柱体之间的相同性和差异性。学生在对长方体和正方体的体积进行计算时,都会运用“底面积×高”。在进一步比较后,教师可将学生的这种思维引入本章知识的教学中,让学生猜想对圆柱体体积的计算是否也可以通过“底面积×高”来完成。以上的教学方式不仅能让学生在对比学习中了解所学知识,还能培养其合情推理能力,为其之后的数学学习奠定基础。
  3   引导学生论证
  合情推理,顾名思义,指的是“似乎是真实的推理”,这种推理方式除了能解决数学问题外,更主要的是能开发学生的学习思维,使学生获得合情推理能力。通过合情推理的方式得到初步结论后,教师还需要引导学生借助自身所具备的数学知识来论证问题结果,其主要程序为“猜想、论证、再猜想、再论证”。
  如在学习圆柱体体积的计算方式时,有的学生会发现圆柱体的形状和正方体、长方体类似,因此会认为体积计算方式上也应该相似,利用这种猜想虽能解决数学问题,但不利于学生思维的开发。因而,教师还需要引导学生依据自身猜想进行实际论证,让学生在论证中发现圆柱体、长方体之间的差异性。如圆柱体的底面是圆形,而圆的面积计算方式与长方形、正方形不同。在实际论证中,不同学生的思维方式不同,可能会提出不同的猜想,教师需要引导学生自己动手制作不同图形的图纸,将课堂交给学生。教师可以让学生在课堂上详细讲解思路,讲解时学生也有时间自我思考,从而有效提升学习效率和学习质量。在遇到数学问题时,教师要鼓励学生主动探索,引导学生反复论证、观察、思考等,并且所有的探索活动要依据数学问题的论证方向来开展,让学生能够明确自身的观点并予以阐述,提升合情推理能力。
  4   帮助学生拓宽探索空间
  在合情推理中,学生需要有效运用数据统计方法,统计大量重复的现象。统计推理和其他推理方式不同,其结论无法按照正常的逻辑方式去检验,只能通过实践来证实[2]。
  《义务教育数学课程标准》要求教师从不同层面让学生进行统计和决策,一方面学生需要对部分事件进行猜测,并且对猜测进行检验,准确设计统计活动,动手收集、整合数据并进行分析。另一方面则是面对一批数据,学生能够根据已知的知识进行分析,并提出合理的推测。因此在“统计和概率”的教学过程中,教师需要为学生创设自主探索空间,让其能够拥有自我统计和决策的能力,并充分发挥学生的合情推理能力。
  5   促进学生的知识形成
  数学教学涉及了大量的公式、定理和法则,无论是算术还是几何,其中都存在大量的计算和推理问题,并且不同的数量关系往往都有自身的规律。因而教师在教学中,不能仅仅要求学生学会运算,更重要的要让学生了解算理,让学生知其然且知其所以然,如此,学生的知识习得才更加自然、深刻。
  如在“数与代数”这一知识点的教学中,其中的代数知识涉及了大量概念、运算和运算法则等,教师在教学中,一方面需要让学生具备熟练的运算能力和解题能力,另一方面需要帮助学生充分挖掘教材知识,找到其中的推理素材,进而促进其思维能力的提升。如面对“8+5等于多少”这一问题时,学生往往会有很多种计算方式,且都能够得出最终结果。而教师要注重的不是学生能否算出结果,而是要关注学生是怎么算出来的,需要让学生了解那些具有创造性的计算方式。如有的学生提出,由于“10+5=15”,而“10-8=2”,因此“8+5=13”,这种推理方式不同于传统的“凑十计算法”,打开了学生的学习思维。另外还可以设置一些有趣的算式来启发学生思维,如“63-36=27、72-27=45、54-45=9、90-9=81、81-18=63、63-36=27”,让学生找出其中的规律。学生可以发现,其一,所有数的个位和十位的和均为9;其二,这属于一种循环算式,算到最后总能出现和第一个相同的算式。这样学生不仅能够熟练计算百以内的减法,还能进一步锻炼合情推理能力。
  6   引导学生分析问题规律
  在数学教学中,教师需要充分利用文字、图片、视频等教学资源,引导学生对数学问题进行分析和概括,找出数学问题的规律和共性,最终提出解决问题的方案。
  在教学中,教师可提问:将16个边长为1的小正方形拼接成一个边长为4的大正方形,那么大正方形当中一共有多少个正方形?为了解决这一问题,教师需要引导学生进行观察,逐步找出其中的规律。其中面积为1的正方形一共有16個,面积为4的正方形一共有9个,面积为9的正方形一共有4个,面积为16的正方形有1个,由此可见,在这个大正方形当中,一共有30个正方形。最终得出,边长为 n 的正方形内共有(12+22+32+...+n2)个正方形。
  通过这种分步骤的方式来观察问题,一方面可以避免出现计算错误,做到算不遗漏,另一方面还能在探索和解决问题中逐渐发现规律,使学生在遇到数学问题后能主动探索。学生在不断观察和探索中,能够进一步提升综合能力,发现并掌握数学问题中存在的规律,为数学思维的提升打下基础。
  总之,在新课改背景下,小学数学教师要善于在教学中启发学生进行猜想、比较和论证,促进学生合情推理能力的发展。通过采取有效的教学策略,尽量开发学生的合情推理能力,进一步改善学生的逻辑思维能力,培养学生的自主创新能力,为学生未来的学习奠定基础,促进学生的可持续性发展。
  【参考文献】
  [1]李保臻,倪贵艳,马登堂.高中数学教材中几何内容例题难度的比较研究——以人教A版、北师版、苏教版数学2为例[J].数学教学研究,2020(5).
  [2]余双,孙国芹.设计合情推理载体 发展演绎推理能力——以“平行四边形的判定”(第1课时)教学为例[J].中学数学教学参考,2020(26).
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