施健斌
《數(shù)學課程標準》(2011年版)指出:“合情推理是從已有的事實出發(fā),憑借經(jīng)驗和直覺,通過歸納和類比等判斷某些結果?!薄巴评硎菙?shù)學的基本思維方式”,合情推理能力是推理能力的重要組成部分。培養(yǎng)小學生的合情推理能力,不僅是人們學習數(shù)學知識、發(fā)現(xiàn)數(shù)學規(guī)律、探索解決問題的思路和方法的需要,更是今后工作、生活和終身學習的需要。
“數(shù)與代數(shù)”在小學數(shù)學的四個內(nèi)容領域中占有很大的比重,其中的定義、定律、性質(zhì)、法則和規(guī)律的得出,都是通過合情推理的思維方式得來的。在這些數(shù)學知識的大量背景材料中,既是凸顯數(shù)學本質(zhì),又是培養(yǎng)學生合情推理能力的最好教學資源。
如何培養(yǎng)學生合情推理的能力?《數(shù)學課程標準》指出:“教師在教學過程中,應該設計適當?shù)膶W習活動,引導學生通過觀察、嘗試、估計、歸納、類比、畫圖等活動,發(fā)現(xiàn)一些規(guī)律,猜測某些結論,發(fā)展合情推理能力。”為此,筆者在“數(shù)與代數(shù)”的教學實踐中,以新課程標準為依據(jù),根據(jù)小學生的年齡特點和思維發(fā)展水平,主要采用歸納推理和類比推理的方法,讓學生在獲取數(shù)學知識的同時,發(fā)展合情推理能力。
一、應用不完全歸納推理,發(fā)展學生合情推理能力
歸納推理是合情推理的主要形式之一,它是指“由某類事物中部分對象所具有的某些特征,推出該類事物也具有這些特征的推理”。在小學數(shù)學教學中,因為小學生的年齡比較小,積累的知識與經(jīng)驗不多,一般都用不完全歸納的推理形式,即通過對事物部分對象的分析得出一般性結論的推理方法。在“數(shù)與代數(shù)”的教學中應用不完全歸納法,根據(jù)是否發(fā)現(xiàn)了歸納對象的因果規(guī)律,采取了以下兩種歸納推理的方法。
第一種是枚舉歸納法。它是通過枚舉而沒有碰到矛盾事實的歸納方法。例如,在“分數(shù)的基本性質(zhì)”的教學中,蘇教版(下同)教材安排了兩個例題:例1讓學生在四個圓形圖中,依次找出與第一個圓形( )相等的分數(shù),并填入等式,得 = = ;例2用一張涂色部分是 的正方形紙,讓學生經(jīng)過四次對折,依次找出與 相等的分數(shù),用等式表示: = = = 。操作之后,教師引導學生觀察例1、例2等式中的分母、分子是怎樣變化的。學生在從左到右、從右到左的有序而全面的觀察中,發(fā)現(xiàn)每個等式中的分母、分子,依次同時乘(或除)2、3、4……圖中陰影部分的大小沒有變,也就說明分數(shù)的大小沒有變。學生在此基礎上根據(jù)同一屬性在一些同類對象中不斷重復,而沒有遇上矛盾的情況,經(jīng)過歸納、概括得出分數(shù)的基本性質(zhì):分數(shù)的分子和分母同時乘或除以相同的數(shù)(0除外),分數(shù)的大小不變。為了證明它的正確性,教師又讓學生在“練一練”中用“涂一涂、填一填”的方法,也得出了 = 、 = ,說明所有的分數(shù)都具有這種性質(zhì)。
應用枚舉歸納法能幫助我們提供嘗試探究數(shù)學規(guī)律的線索和方向,比較迅速地從數(shù)學事實中發(fā)現(xiàn)數(shù)學規(guī)律。尤其是枚舉歸納法比較簡單具體,容易為思維能力尚不發(fā)達的小學生所接受,不失為培養(yǎng)學生合情推理能力和抽象概括能力的思維形式。例如,加法、乘法的運算定律和減法的性質(zhì)等都是用枚舉歸納法得出的。
第二種是科學歸納法。它是在分析并發(fā)現(xiàn)某類事物的因果規(guī)律之后,得出關于該類事物的一般結論的不完全歸納法??茖W歸納法是枚舉歸納法的延伸與發(fā)展。
例如,小數(shù)乘法分兩段教學。小數(shù)乘整數(shù)的方法,教材中采用枚舉歸納法,先把小數(shù)乘法轉化為小數(shù)加法,再把小數(shù)看作整數(shù)進行乘法計算,在小數(shù)加法豎式中和是幾位數(shù),就在小數(shù)乘法算式的積中點上幾位,讓學生在比較歸納中得出計算方法。接著教學小數(shù)點移動引起小數(shù)大小的變化,用科學歸納法教學小數(shù)乘小數(shù),計算“1.15×2.8”時,因為先把小數(shù)看作整數(shù)相乘,1.15擴大了100倍,2.8擴大了10倍,這樣計算的積擴大了1000倍(100×10),于是計算的結果要還原為小數(shù),積就應該縮小1000倍,所以積中應有三位小數(shù),即等于兩個因數(shù)中小數(shù)位數(shù)的和,進而歸納得出小數(shù)乘法的通用法則:先按整數(shù)乘法算出積,再看因數(shù)中一共有幾位小數(shù),就從積的右邊起數(shù)出幾位,點上小數(shù)點。從此,不再分小數(shù)乘整數(shù)、整數(shù)乘小數(shù)的法則。在教學這道題的過程中,學生對其中小數(shù)點移動引起小數(shù)大小的變化與小數(shù)乘法的計算法則之間的因果關系都非常明確,算理更清晰,算法更具有普遍性,邏輯性更強。學生在學會了法則的同時,又受到了合情推理方法的教學與訓練。
二、應用類比推理,發(fā)展學生合情推理能力
類比推理是由兩個事物的某些屬性相同,推出它們另一屬性也可能相同的一種推理方式。歸納推理是從特殊到一般的推理,類比推理是由歸納推理派生出來的,從特殊到特殊的推理,是合情推理的又一重要形式。應用類比推理可以引導學生利用已有的知識、經(jīng)驗和方法,去聯(lián)想、猜測和發(fā)現(xiàn)數(shù)學的新知識、新規(guī)律,培養(yǎng)學生的創(chuàng)新思維和合情推理能力。
在“數(shù)與代數(shù)”的教學中,類比與聯(lián)想是常用的思維方法。聯(lián)想就是由一個事物想起另一個事物,由這個知識想到其他知識的思維形式。應用類比與聯(lián)想,可以溝通新舊知識之間的內(nèi)在聯(lián)系,促進新知的探究與發(fā)現(xiàn)。
第一是數(shù)學知識的類比與聯(lián)想。例如,除法算式與分數(shù)和比都有相除的意義,在教學“比的基本性質(zhì)”時,引導學生聯(lián)想商不變規(guī)律和分數(shù)的基本性質(zhì),類推出比的基本性質(zhì):比的前項、后項都擴大或縮小相同的倍數(shù),比值不變。
第二是學習方法的類比與聯(lián)想。在數(shù)學知識之間,往往不僅在結構上具有一致性,而且在學習方法上具有相似性,先前知識的學法為后續(xù)知識的學習作了遷移的準備。例如,小數(shù)除法的教材編排體系,推理的形式與根據(jù),都與小數(shù)乘法相似。在教學“小數(shù)除法的計算法則”時,只要引導學生根據(jù)小數(shù)點位置移動引起小數(shù)大小變化的規(guī)律,在計算時把除數(shù)的小數(shù)點去掉,轉化為整數(shù),除數(shù)擴大多少倍,被除數(shù)也擴大多少倍,然后按照小數(shù)除以整數(shù)的方法計算。這樣學生既懂了算理,又理解了每步計算的意義。
第三是探究思路的類比與聯(lián)想。嘗試探究數(shù)學知識的思路與方法,不是憑空想象,而是根據(jù)一定的思路或經(jīng)驗作出探索性判斷,是在已有思路與方法的基礎上的合情推理。例如,在教學“體積單位”時,先讓學生回憶長度和面積單位,后猜測度量體積單位的思路與方法。學生說,度量長度單位是用1厘米、1分米、1米去量物體;度量面積是用1平方厘米、1平方分米、1平方米去度量物體的面。在此基礎上,不少學生會類比聯(lián)想到度量物體的體積應該是長、寬、高都是1厘米、1分米、1米的正方體。通過學具操作,既理解了體積單位,又理解了它們之間的進率。這樣,學生充分利用了已有思路的類比與聯(lián)想,從幾何圖形的點、線、面、體聯(lián)系中,成功地實現(xiàn)了一維空間到二維空間,再到三維空間的飛躍。
類比推理是培養(yǎng)學生合情推理的有效方法之一,但值得注意的是類比推理的根據(jù)不夠充分,有時所得的結論是或然的。例如,由長方形面積公式可以直接推出正方形面積公式:邊長×邊長,但不能推出平行四邊形的面積計算公式,底邊與另一鄰邊相乘。
三、合情推理與演繹推理相結合,不斷提高推理水平
在小學數(shù)學教學中,合情推理和演繹推理是主要的思維形式。演繹推理是從已有的數(shù)學事實和確定的規(guī)則出發(fā),按照邏輯推理的法則加以證明和計算。在解決問題的過程中,兩種推理功能不同,相輔相成。合情推理用于探索思路、發(fā)現(xiàn)結論,演繹推理用于證明結論。因此,在“數(shù)與代數(shù)”的教學中,還要注意合情推理和演繹推理的有機結合,促進其和諧發(fā)展,讓學生的推理水平提高到新的高度。
大量教學實踐證明,合情推理與演繹推理是密切聯(lián)系,相互促進的。例如,教學乘數(shù)是兩位數(shù)的乘法:“28×12”,先讓學生估算,積可能是300多;接著通過口算,把12分解成6乘2或10加2,分別與28相乘,積都是336;再接著進行豎式計算:先用個位上的2與28相乘,積是56,在此基礎上類比,猜十位上的“1”與28相乘,所得的積是280;最后把兩次乘得的積相加,結果是336,進而得出乘數(shù)是兩位數(shù)的計算法則,并通過“試一試”及驗算,證明其筆算過程與方法的正確性與普遍性。這樣的探索過程,既應用了合情推理,也體現(xiàn)了合情推理與演繹推理的有機結合,有效地促進了算理、法則的有效合成和推理水平的提高。
總之,合情推理能力的發(fā)展應貫穿在整個數(shù)學教學的過程中,而學生合情推理水平的提高關鍵在教師。如果教師在日常教學中,注重在新課程標準的指引下,深入鉆研教材,在“數(shù)與代數(shù)”的具體內(nèi)容中挖掘推理因素,并在實施過程中確定教學定位及其價值取向,有意識、有計劃、合理靈活地應用推理形式,就能讓學生在掌握基礎知識、基本技能的同時,積累數(shù)學活動經(jīng)驗,學會思考,學會學習,學會創(chuàng)新。?筻endprint
《數(shù)學課程標準》(2011年版)指出:“合情推理是從已有的事實出發(fā),憑借經(jīng)驗和直覺,通過歸納和類比等判斷某些結果?!薄巴评硎菙?shù)學的基本思維方式”,合情推理能力是推理能力的重要組成部分。培養(yǎng)小學生的合情推理能力,不僅是人們學習數(shù)學知識、發(fā)現(xiàn)數(shù)學規(guī)律、探索解決問題的思路和方法的需要,更是今后工作、生活和終身學習的需要。
“數(shù)與代數(shù)”在小學數(shù)學的四個內(nèi)容領域中占有很大的比重,其中的定義、定律、性質(zhì)、法則和規(guī)律的得出,都是通過合情推理的思維方式得來的。在這些數(shù)學知識的大量背景材料中,既是凸顯數(shù)學本質(zhì),又是培養(yǎng)學生合情推理能力的最好教學資源。
如何培養(yǎng)學生合情推理的能力?《數(shù)學課程標準》指出:“教師在教學過程中,應該設計適當?shù)膶W習活動,引導學生通過觀察、嘗試、估計、歸納、類比、畫圖等活動,發(fā)現(xiàn)一些規(guī)律,猜測某些結論,發(fā)展合情推理能力?!睘榇耍P者在“數(shù)與代數(shù)”的教學實踐中,以新課程標準為依據(jù),根據(jù)小學生的年齡特點和思維發(fā)展水平,主要采用歸納推理和類比推理的方法,讓學生在獲取數(shù)學知識的同時,發(fā)展合情推理能力。
一、應用不完全歸納推理,發(fā)展學生合情推理能力
歸納推理是合情推理的主要形式之一,它是指“由某類事物中部分對象所具有的某些特征,推出該類事物也具有這些特征的推理”。在小學數(shù)學教學中,因為小學生的年齡比較小,積累的知識與經(jīng)驗不多,一般都用不完全歸納的推理形式,即通過對事物部分對象的分析得出一般性結論的推理方法。在“數(shù)與代數(shù)”的教學中應用不完全歸納法,根據(jù)是否發(fā)現(xiàn)了歸納對象的因果規(guī)律,采取了以下兩種歸納推理的方法。
第一種是枚舉歸納法。它是通過枚舉而沒有碰到矛盾事實的歸納方法。例如,在“分數(shù)的基本性質(zhì)”的教學中,蘇教版(下同)教材安排了兩個例題:例1讓學生在四個圓形圖中,依次找出與第一個圓形( )相等的分數(shù),并填入等式,得 = = ;例2用一張涂色部分是 的正方形紙,讓學生經(jīng)過四次對折,依次找出與 相等的分數(shù),用等式表示: = = = 。操作之后,教師引導學生觀察例1、例2等式中的分母、分子是怎樣變化的。學生在從左到右、從右到左的有序而全面的觀察中,發(fā)現(xiàn)每個等式中的分母、分子,依次同時乘(或除)2、3、4……圖中陰影部分的大小沒有變,也就說明分數(shù)的大小沒有變。學生在此基礎上根據(jù)同一屬性在一些同類對象中不斷重復,而沒有遇上矛盾的情況,經(jīng)過歸納、概括得出分數(shù)的基本性質(zhì):分數(shù)的分子和分母同時乘或除以相同的數(shù)(0除外),分數(shù)的大小不變。為了證明它的正確性,教師又讓學生在“練一練”中用“涂一涂、填一填”的方法,也得出了 = 、 = ,說明所有的分數(shù)都具有這種性質(zhì)。
應用枚舉歸納法能幫助我們提供嘗試探究數(shù)學規(guī)律的線索和方向,比較迅速地從數(shù)學事實中發(fā)現(xiàn)數(shù)學規(guī)律。尤其是枚舉歸納法比較簡單具體,容易為思維能力尚不發(fā)達的小學生所接受,不失為培養(yǎng)學生合情推理能力和抽象概括能力的思維形式。例如,加法、乘法的運算定律和減法的性質(zhì)等都是用枚舉歸納法得出的。
第二種是科學歸納法。它是在分析并發(fā)現(xiàn)某類事物的因果規(guī)律之后,得出關于該類事物的一般結論的不完全歸納法??茖W歸納法是枚舉歸納法的延伸與發(fā)展。
例如,小數(shù)乘法分兩段教學。小數(shù)乘整數(shù)的方法,教材中采用枚舉歸納法,先把小數(shù)乘法轉化為小數(shù)加法,再把小數(shù)看作整數(shù)進行乘法計算,在小數(shù)加法豎式中和是幾位數(shù),就在小數(shù)乘法算式的積中點上幾位,讓學生在比較歸納中得出計算方法。接著教學小數(shù)點移動引起小數(shù)大小的變化,用科學歸納法教學小數(shù)乘小數(shù),計算“1.15×2.8”時,因為先把小數(shù)看作整數(shù)相乘,1.15擴大了100倍,2.8擴大了10倍,這樣計算的積擴大了1000倍(100×10),于是計算的結果要還原為小數(shù),積就應該縮小1000倍,所以積中應有三位小數(shù),即等于兩個因數(shù)中小數(shù)位數(shù)的和,進而歸納得出小數(shù)乘法的通用法則:先按整數(shù)乘法算出積,再看因數(shù)中一共有幾位小數(shù),就從積的右邊起數(shù)出幾位,點上小數(shù)點。從此,不再分小數(shù)乘整數(shù)、整數(shù)乘小數(shù)的法則。在教學這道題的過程中,學生對其中小數(shù)點移動引起小數(shù)大小的變化與小數(shù)乘法的計算法則之間的因果關系都非常明確,算理更清晰,算法更具有普遍性,邏輯性更強。學生在學會了法則的同時,又受到了合情推理方法的教學與訓練。
二、應用類比推理,發(fā)展學生合情推理能力
類比推理是由兩個事物的某些屬性相同,推出它們另一屬性也可能相同的一種推理方式。歸納推理是從特殊到一般的推理,類比推理是由歸納推理派生出來的,從特殊到特殊的推理,是合情推理的又一重要形式。應用類比推理可以引導學生利用已有的知識、經(jīng)驗和方法,去聯(lián)想、猜測和發(fā)現(xiàn)數(shù)學的新知識、新規(guī)律,培養(yǎng)學生的創(chuàng)新思維和合情推理能力。
在“數(shù)與代數(shù)”的教學中,類比與聯(lián)想是常用的思維方法。聯(lián)想就是由一個事物想起另一個事物,由這個知識想到其他知識的思維形式。應用類比與聯(lián)想,可以溝通新舊知識之間的內(nèi)在聯(lián)系,促進新知的探究與發(fā)現(xiàn)。
第一是數(shù)學知識的類比與聯(lián)想。例如,除法算式與分數(shù)和比都有相除的意義,在教學“比的基本性質(zhì)”時,引導學生聯(lián)想商不變規(guī)律和分數(shù)的基本性質(zhì),類推出比的基本性質(zhì):比的前項、后項都擴大或縮小相同的倍數(shù),比值不變。
第二是學習方法的類比與聯(lián)想。在數(shù)學知識之間,往往不僅在結構上具有一致性,而且在學習方法上具有相似性,先前知識的學法為后續(xù)知識的學習作了遷移的準備。例如,小數(shù)除法的教材編排體系,推理的形式與根據(jù),都與小數(shù)乘法相似。在教學“小數(shù)除法的計算法則”時,只要引導學生根據(jù)小數(shù)點位置移動引起小數(shù)大小變化的規(guī)律,在計算時把除數(shù)的小數(shù)點去掉,轉化為整數(shù),除數(shù)擴大多少倍,被除數(shù)也擴大多少倍,然后按照小數(shù)除以整數(shù)的方法計算。這樣學生既懂了算理,又理解了每步計算的意義。
第三是探究思路的類比與聯(lián)想。嘗試探究數(shù)學知識的思路與方法,不是憑空想象,而是根據(jù)一定的思路或經(jīng)驗作出探索性判斷,是在已有思路與方法的基礎上的合情推理。例如,在教學“體積單位”時,先讓學生回憶長度和面積單位,后猜測度量體積單位的思路與方法。學生說,度量長度單位是用1厘米、1分米、1米去量物體;度量面積是用1平方厘米、1平方分米、1平方米去度量物體的面。在此基礎上,不少學生會類比聯(lián)想到度量物體的體積應該是長、寬、高都是1厘米、1分米、1米的正方體。通過學具操作,既理解了體積單位,又理解了它們之間的進率。這樣,學生充分利用了已有思路的類比與聯(lián)想,從幾何圖形的點、線、面、體聯(lián)系中,成功地實現(xiàn)了一維空間到二維空間,再到三維空間的飛躍。
類比推理是培養(yǎng)學生合情推理的有效方法之一,但值得注意的是類比推理的根據(jù)不夠充分,有時所得的結論是或然的。例如,由長方形面積公式可以直接推出正方形面積公式:邊長×邊長,但不能推出平行四邊形的面積計算公式,底邊與另一鄰邊相乘。
三、合情推理與演繹推理相結合,不斷提高推理水平
在小學數(shù)學教學中,合情推理和演繹推理是主要的思維形式。演繹推理是從已有的數(shù)學事實和確定的規(guī)則出發(fā),按照邏輯推理的法則加以證明和計算。在解決問題的過程中,兩種推理功能不同,相輔相成。合情推理用于探索思路、發(fā)現(xiàn)結論,演繹推理用于證明結論。因此,在“數(shù)與代數(shù)”的教學中,還要注意合情推理和演繹推理的有機結合,促進其和諧發(fā)展,讓學生的推理水平提高到新的高度。
大量教學實踐證明,合情推理與演繹推理是密切聯(lián)系,相互促進的。例如,教學乘數(shù)是兩位數(shù)的乘法:“28×12”,先讓學生估算,積可能是300多;接著通過口算,把12分解成6乘2或10加2,分別與28相乘,積都是336;再接著進行豎式計算:先用個位上的2與28相乘,積是56,在此基礎上類比,猜十位上的“1”與28相乘,所得的積是280;最后把兩次乘得的積相加,結果是336,進而得出乘數(shù)是兩位數(shù)的計算法則,并通過“試一試”及驗算,證明其筆算過程與方法的正確性與普遍性。這樣的探索過程,既應用了合情推理,也體現(xiàn)了合情推理與演繹推理的有機結合,有效地促進了算理、法則的有效合成和推理水平的提高。
總之,合情推理能力的發(fā)展應貫穿在整個數(shù)學教學的過程中,而學生合情推理水平的提高關鍵在教師。如果教師在日常教學中,注重在新課程標準的指引下,深入鉆研教材,在“數(shù)與代數(shù)”的具體內(nèi)容中挖掘推理因素,并在實施過程中確定教學定位及其價值取向,有意識、有計劃、合理靈活地應用推理形式,就能讓學生在掌握基礎知識、基本技能的同時,積累數(shù)學活動經(jīng)驗,學會思考,學會學習,學會創(chuàng)新。?筻endprint
《數(shù)學課程標準》(2011年版)指出:“合情推理是從已有的事實出發(fā),憑借經(jīng)驗和直覺,通過歸納和類比等判斷某些結果?!薄巴评硎菙?shù)學的基本思維方式”,合情推理能力是推理能力的重要組成部分。培養(yǎng)小學生的合情推理能力,不僅是人們學習數(shù)學知識、發(fā)現(xiàn)數(shù)學規(guī)律、探索解決問題的思路和方法的需要,更是今后工作、生活和終身學習的需要。
“數(shù)與代數(shù)”在小學數(shù)學的四個內(nèi)容領域中占有很大的比重,其中的定義、定律、性質(zhì)、法則和規(guī)律的得出,都是通過合情推理的思維方式得來的。在這些數(shù)學知識的大量背景材料中,既是凸顯數(shù)學本質(zhì),又是培養(yǎng)學生合情推理能力的最好教學資源。
如何培養(yǎng)學生合情推理的能力?《數(shù)學課程標準》指出:“教師在教學過程中,應該設計適當?shù)膶W習活動,引導學生通過觀察、嘗試、估計、歸納、類比、畫圖等活動,發(fā)現(xiàn)一些規(guī)律,猜測某些結論,發(fā)展合情推理能力?!睘榇?,筆者在“數(shù)與代數(shù)”的教學實踐中,以新課程標準為依據(jù),根據(jù)小學生的年齡特點和思維發(fā)展水平,主要采用歸納推理和類比推理的方法,讓學生在獲取數(shù)學知識的同時,發(fā)展合情推理能力。
一、應用不完全歸納推理,發(fā)展學生合情推理能力
歸納推理是合情推理的主要形式之一,它是指“由某類事物中部分對象所具有的某些特征,推出該類事物也具有這些特征的推理”。在小學數(shù)學教學中,因為小學生的年齡比較小,積累的知識與經(jīng)驗不多,一般都用不完全歸納的推理形式,即通過對事物部分對象的分析得出一般性結論的推理方法。在“數(shù)與代數(shù)”的教學中應用不完全歸納法,根據(jù)是否發(fā)現(xiàn)了歸納對象的因果規(guī)律,采取了以下兩種歸納推理的方法。
第一種是枚舉歸納法。它是通過枚舉而沒有碰到矛盾事實的歸納方法。例如,在“分數(shù)的基本性質(zhì)”的教學中,蘇教版(下同)教材安排了兩個例題:例1讓學生在四個圓形圖中,依次找出與第一個圓形( )相等的分數(shù),并填入等式,得 = = ;例2用一張涂色部分是 的正方形紙,讓學生經(jīng)過四次對折,依次找出與 相等的分數(shù),用等式表示: = = = 。操作之后,教師引導學生觀察例1、例2等式中的分母、分子是怎樣變化的。學生在從左到右、從右到左的有序而全面的觀察中,發(fā)現(xiàn)每個等式中的分母、分子,依次同時乘(或除)2、3、4……圖中陰影部分的大小沒有變,也就說明分數(shù)的大小沒有變。學生在此基礎上根據(jù)同一屬性在一些同類對象中不斷重復,而沒有遇上矛盾的情況,經(jīng)過歸納、概括得出分數(shù)的基本性質(zhì):分數(shù)的分子和分母同時乘或除以相同的數(shù)(0除外),分數(shù)的大小不變。為了證明它的正確性,教師又讓學生在“練一練”中用“涂一涂、填一填”的方法,也得出了 = 、 = ,說明所有的分數(shù)都具有這種性質(zhì)。
應用枚舉歸納法能幫助我們提供嘗試探究數(shù)學規(guī)律的線索和方向,比較迅速地從數(shù)學事實中發(fā)現(xiàn)數(shù)學規(guī)律。尤其是枚舉歸納法比較簡單具體,容易為思維能力尚不發(fā)達的小學生所接受,不失為培養(yǎng)學生合情推理能力和抽象概括能力的思維形式。例如,加法、乘法的運算定律和減法的性質(zhì)等都是用枚舉歸納法得出的。
第二種是科學歸納法。它是在分析并發(fā)現(xiàn)某類事物的因果規(guī)律之后,得出關于該類事物的一般結論的不完全歸納法。科學歸納法是枚舉歸納法的延伸與發(fā)展。
例如,小數(shù)乘法分兩段教學。小數(shù)乘整數(shù)的方法,教材中采用枚舉歸納法,先把小數(shù)乘法轉化為小數(shù)加法,再把小數(shù)看作整數(shù)進行乘法計算,在小數(shù)加法豎式中和是幾位數(shù),就在小數(shù)乘法算式的積中點上幾位,讓學生在比較歸納中得出計算方法。接著教學小數(shù)點移動引起小數(shù)大小的變化,用科學歸納法教學小數(shù)乘小數(shù),計算“1.15×2.8”時,因為先把小數(shù)看作整數(shù)相乘,1.15擴大了100倍,2.8擴大了10倍,這樣計算的積擴大了1000倍(100×10),于是計算的結果要還原為小數(shù),積就應該縮小1000倍,所以積中應有三位小數(shù),即等于兩個因數(shù)中小數(shù)位數(shù)的和,進而歸納得出小數(shù)乘法的通用法則:先按整數(shù)乘法算出積,再看因數(shù)中一共有幾位小數(shù),就從積的右邊起數(shù)出幾位,點上小數(shù)點。從此,不再分小數(shù)乘整數(shù)、整數(shù)乘小數(shù)的法則。在教學這道題的過程中,學生對其中小數(shù)點移動引起小數(shù)大小的變化與小數(shù)乘法的計算法則之間的因果關系都非常明確,算理更清晰,算法更具有普遍性,邏輯性更強。學生在學會了法則的同時,又受到了合情推理方法的教學與訓練。
二、應用類比推理,發(fā)展學生合情推理能力
類比推理是由兩個事物的某些屬性相同,推出它們另一屬性也可能相同的一種推理方式。歸納推理是從特殊到一般的推理,類比推理是由歸納推理派生出來的,從特殊到特殊的推理,是合情推理的又一重要形式。應用類比推理可以引導學生利用已有的知識、經(jīng)驗和方法,去聯(lián)想、猜測和發(fā)現(xiàn)數(shù)學的新知識、新規(guī)律,培養(yǎng)學生的創(chuàng)新思維和合情推理能力。
在“數(shù)與代數(shù)”的教學中,類比與聯(lián)想是常用的思維方法。聯(lián)想就是由一個事物想起另一個事物,由這個知識想到其他知識的思維形式。應用類比與聯(lián)想,可以溝通新舊知識之間的內(nèi)在聯(lián)系,促進新知的探究與發(fā)現(xiàn)。
第一是數(shù)學知識的類比與聯(lián)想。例如,除法算式與分數(shù)和比都有相除的意義,在教學“比的基本性質(zhì)”時,引導學生聯(lián)想商不變規(guī)律和分數(shù)的基本性質(zhì),類推出比的基本性質(zhì):比的前項、后項都擴大或縮小相同的倍數(shù),比值不變。
第二是學習方法的類比與聯(lián)想。在數(shù)學知識之間,往往不僅在結構上具有一致性,而且在學習方法上具有相似性,先前知識的學法為后續(xù)知識的學習作了遷移的準備。例如,小數(shù)除法的教材編排體系,推理的形式與根據(jù),都與小數(shù)乘法相似。在教學“小數(shù)除法的計算法則”時,只要引導學生根據(jù)小數(shù)點位置移動引起小數(shù)大小變化的規(guī)律,在計算時把除數(shù)的小數(shù)點去掉,轉化為整數(shù),除數(shù)擴大多少倍,被除數(shù)也擴大多少倍,然后按照小數(shù)除以整數(shù)的方法計算。這樣學生既懂了算理,又理解了每步計算的意義。
第三是探究思路的類比與聯(lián)想。嘗試探究數(shù)學知識的思路與方法,不是憑空想象,而是根據(jù)一定的思路或經(jīng)驗作出探索性判斷,是在已有思路與方法的基礎上的合情推理。例如,在教學“體積單位”時,先讓學生回憶長度和面積單位,后猜測度量體積單位的思路與方法。學生說,度量長度單位是用1厘米、1分米、1米去量物體;度量面積是用1平方厘米、1平方分米、1平方米去度量物體的面。在此基礎上,不少學生會類比聯(lián)想到度量物體的體積應該是長、寬、高都是1厘米、1分米、1米的正方體。通過學具操作,既理解了體積單位,又理解了它們之間的進率。這樣,學生充分利用了已有思路的類比與聯(lián)想,從幾何圖形的點、線、面、體聯(lián)系中,成功地實現(xiàn)了一維空間到二維空間,再到三維空間的飛躍。
類比推理是培養(yǎng)學生合情推理的有效方法之一,但值得注意的是類比推理的根據(jù)不夠充分,有時所得的結論是或然的。例如,由長方形面積公式可以直接推出正方形面積公式:邊長×邊長,但不能推出平行四邊形的面積計算公式,底邊與另一鄰邊相乘。
三、合情推理與演繹推理相結合,不斷提高推理水平
在小學數(shù)學教學中,合情推理和演繹推理是主要的思維形式。演繹推理是從已有的數(shù)學事實和確定的規(guī)則出發(fā),按照邏輯推理的法則加以證明和計算。在解決問題的過程中,兩種推理功能不同,相輔相成。合情推理用于探索思路、發(fā)現(xiàn)結論,演繹推理用于證明結論。因此,在“數(shù)與代數(shù)”的教學中,還要注意合情推理和演繹推理的有機結合,促進其和諧發(fā)展,讓學生的推理水平提高到新的高度。
大量教學實踐證明,合情推理與演繹推理是密切聯(lián)系,相互促進的。例如,教學乘數(shù)是兩位數(shù)的乘法:“28×12”,先讓學生估算,積可能是300多;接著通過口算,把12分解成6乘2或10加2,分別與28相乘,積都是336;再接著進行豎式計算:先用個位上的2與28相乘,積是56,在此基礎上類比,猜十位上的“1”與28相乘,所得的積是280;最后把兩次乘得的積相加,結果是336,進而得出乘數(shù)是兩位數(shù)的計算法則,并通過“試一試”及驗算,證明其筆算過程與方法的正確性與普遍性。這樣的探索過程,既應用了合情推理,也體現(xiàn)了合情推理與演繹推理的有機結合,有效地促進了算理、法則的有效合成和推理水平的提高。
總之,合情推理能力的發(fā)展應貫穿在整個數(shù)學教學的過程中,而學生合情推理水平的提高關鍵在教師。如果教師在日常教學中,注重在新課程標準的指引下,深入鉆研教材,在“數(shù)與代數(shù)”的具體內(nèi)容中挖掘推理因素,并在實施過程中確定教學定位及其價值取向,有意識、有計劃、合理靈活地應用推理形式,就能讓學生在掌握基礎知識、基本技能的同時,積累數(shù)學活動經(jīng)驗,學會思考,學會學習,學會創(chuàng)新。?筻endprint