林晶
演繹推理是指從已有的事實(包括定義、公理、定理等)和確定的規(guī)則(包括運算的定義、法則、順序等)出發(fā),按照邏輯推理的法則證明和計算。在解決問題的過程中,演繹推理用于驗證結(jié)論的正確性,是建構(gòu)數(shù)學(xué)、學(xué)習(xí)數(shù)學(xué)的重要思想方法。
研究表明:11歲左右是兒童思維發(fā)展的關(guān)鍵年齡段。而這個年齡段,學(xué)生剛好已步入小學(xué)高年級。我們?nèi)裟茉谶@個階段,注重對學(xué)生進行演繹推理思想的滲透和教學(xué),勢必能幫助學(xué)生逐步養(yǎng)成有條理、有依據(jù)地思考問題的好習(xí)慣,具備清晰表述推理過程及結(jié)果的能力,為他們將來順利進行初中數(shù)學(xué)的演繹推理證明打下堅實基礎(chǔ)。
一、巧設(shè)問題情境,體驗演繹推理的價值
小學(xué)高年級的學(xué)生正處在由直觀思維向抽象邏輯思維逐步過渡的階段。在教學(xué)實踐中,我們應(yīng)結(jié)合小學(xué)生的年齡特征及思維特點,設(shè)置或有趣、或富有挑戰(zhàn)性、或具有探究意味的問題情境,激發(fā)學(xué)生的推理興趣,引導(dǎo)學(xué)生逐步體驗演繹推理在解決問題的過程中所起到的價值與作用。
案例1:五年級上冊數(shù)學(xué)“三角形的面積”。我們可以嘗試從學(xué)生熟悉的生活實際入手,設(shè)置如何求紅領(lǐng)巾面積這一有趣的活動情境,激發(fā)他們的探究興趣。求紅領(lǐng)巾的面積,實際上就是求三角形的面積。有了之前探究平行四邊形面積的經(jīng)驗,多數(shù)學(xué)生猜測:三角形的面積也應(yīng)該與它的底和高有關(guān)。此時,我們可以順勢拋出問題:如何證明這個猜測是否正確呢?一石激起千層浪,學(xué)生紛紛行動起來:畫一畫、剪一剪、拼一拼……有的嘗試?yán)酶钛a法,將三角形轉(zhuǎn)化為已學(xué)過的平行四邊形,如圖1;有的將兩個完全一樣的三角形拼成一個平行四邊形,如圖2。
借助上述演繹推理方法,學(xué)生體會到:三角形面積的計算方法(新知)可以借助平行四邊形面積的計算公式(舊知)來推導(dǎo)。
案例2:五年級下冊數(shù)學(xué)“和的奇偶性”。直接導(dǎo)入課題:研究和的奇偶性,可以先從幾個數(shù)的和開始研究?學(xué)生自然會想到先從兩個數(shù)的和開始研究。繼續(xù)設(shè)問:兩個數(shù)的和可以分為幾種情況進行研究?答案顯而易見:奇數(shù)+偶數(shù),奇數(shù)+奇數(shù),偶數(shù)+偶數(shù)。甚至,學(xué)生可以借助不完全歸納法列舉算式得出結(jié)論。如果本節(jié)課僅僅止步于此,那么學(xué)生的邏輯思維能力并沒有得到很好的提升。此時,我們可以嘗試引導(dǎo):像這樣的算式永遠都舉不完,有沒有更好的辦法,能夠幫助我們證明這些猜測都是正確的呢?短暫的沉默后,有的學(xué)生提出可以借助奇數(shù)、偶數(shù)的含義來證明,也有的學(xué)生想到了可以用字母來表示奇數(shù)和偶數(shù),那么奇數(shù)+偶數(shù)則可以用2n+1+2n=4n+1表示,即奇數(shù)……學(xué)生繼續(xù)研究多個數(shù)和的奇偶性,甚至幾個數(shù)差(積)的奇偶性時,也能借助同樣的演繹推理方法解決。
二、優(yōu)化探究活動,豐富演繹推理的經(jīng)驗
《義務(wù)教育數(shù)學(xué)課程標(biāo)準(zhǔn)(2011年版)》指出:推理應(yīng)貫穿數(shù)學(xué)教學(xué)的始終。在教學(xué)實踐中,我們可以根據(jù)一節(jié)課的教學(xué)目標(biāo)及教學(xué)重點和難點,優(yōu)化探究活動,引領(lǐng)學(xué)生在小組合作探討、操作實踐中學(xué)會有序、全面地思考問題,于分析推理中體驗演繹推理的多種方法,豐富演繹推理的經(jīng)驗。
案例1:四年級上冊數(shù)學(xué)實踐活動課“1億有多大”。為了讓學(xué)生通過探究活動,經(jīng)歷猜想、實驗、推理和對照的過程,利用可想象的素材充分感受1億有多大,我們嘗試以“1億張紙摞起來有多厚”為研究素材,設(shè)計如下實踐活動:
(1)啟發(fā)思考:要想研究1億張紙摞起來有多厚,真的需要拿出1億張紙,將它們摞起來進行測量嗎?你有什么更好的辦法?
學(xué)生指出可以先測量一部分紙的厚度,再根據(jù)這部分紙和1億張紙的關(guān)系,推算出結(jié)果。
(2)學(xué)生猜測:1億張紙摞起來到底有多厚?(20米、50米、100米)
(3)小組實驗操作,合作交流。
(4)和實物對照,感受1億張紙摞起來的高度。
①和學(xué)校教學(xué)樓的高度比。
教學(xué)樓大約20米高,那么1億張紙摞起來的厚度相當(dāng)于500棟這樣的教學(xué)樓的高度。
②和世界第一高峰比高度。
1億張紙摞起來的厚度比世界第一高峰的高度還要高!
(5)你們還想研究哪些和1億有關(guān)的問題?準(zhǔn)備怎么研究?
……
先測量部分量,再由部分量推算出整體。這種推算的過程其實就是演繹推理的過程。借助這樣的推算經(jīng)驗,學(xué)生便能輕松解決像“1億粒米有多重”“1億枚硬幣摞起來有多高”等問題。
案例2:六年級下冊數(shù)學(xué)“邏輯推理”。如何讓學(xué)生在復(fù)雜的信息中學(xué)會分析、推理,做出準(zhǔn)確判斷,并感悟解決問題策略的多樣化?
(1)出示例題,解讀關(guān)鍵信息。
六年級有3個班,每班有2個班長。開班長會議時,每次每班只要1個班長參加。第一次到會的有A、B、C;第二次有B、D、E;第三次有A、E、F。請問:哪兩個班長是同班的?
(2)小組合作探究,選擇合適的方式記錄推理過程及結(jié)果。
(3)展示交流。
①文字。
由第一次到會的有A、B、C,得出A可能和D、E、F同班,而第三次到會的有A、E、F,得出A和D同班;同理,由第一次到會的有A、B、C,得出B可能和D、E、F同班,而第二次到會的有B、D、E,得出B和F同班;那么C和E同班。
②列表。
用字母A~F表示六個班長,用1、2、3表示這三次會議。
到會用符號“√”表示,沒到會則用符號“×”表示。
分析得出:A和D同班,B和F同班,C和E同班。
(4)小結(jié)提升。
經(jīng)驗1:推理分析的呈現(xiàn)方式雖然不同,但它們都是借助排除法來幫助我們縮小范圍,做出正確推理。
經(jīng)驗2:先找關(guān)鍵信息,再確定從誰入手來判斷。為什么先確定A與誰同班?(A出現(xiàn)了兩次)還可以先確定誰?(B、E)那么C呢?(不行)所以,推理問題時先從信息量大的入手。
經(jīng)驗3:盡量選擇直觀、簡潔的方式呈現(xiàn)推理。
三、強化說理訓(xùn)練,提升演繹推理的能力
在實際教學(xué)中,我們常常發(fā)現(xiàn),學(xué)生練得多,說得少。課堂中,一遇到“請你說說你是怎樣想的,為什么這樣想”時,會說并能說清思路的學(xué)生寥寥無幾。而數(shù)學(xué)學(xué)習(xí),唯有說清數(shù)理,方能達到靈活應(yīng)用、融會貫通的效果。為此,我們需要根據(jù)學(xué)生的學(xué)習(xí)難點,有針對性地設(shè)計適合說理的習(xí)題,強化訓(xùn)練,引導(dǎo)學(xué)生學(xué)會根據(jù)既定的事實、定理證明或推理出新的結(jié)論,做到言之有理、落筆有據(jù),從而進一步提升其演繹推理的能力。
“隨風(fēng)潛入夜,潤物細無聲”。小學(xué)生演繹推理能力的形成和提高,是一個長期的、循序漸進的過程。我們既要做好打持久戰(zhàn)的準(zhǔn)備,又要以落實小學(xué)生的數(shù)學(xué)學(xué)科核心素養(yǎng)為根本目標(biāo),結(jié)合學(xué)生的年齡特征和學(xué)習(xí)特質(zhì),制定適合小學(xué)高年級學(xué)生演繹推理能力發(fā)展的培養(yǎng)策略,進一步提高小學(xué)生的演繹推理能力。