摘 要:對于合情推理能力的培養(yǎng),是小學階段學生數(shù)學學習和數(shù)學教學過程中的核心內(nèi)容之一,本文著眼于依托以往的數(shù)學活動經(jīng)驗來發(fā)展學生的合情推理能力話題展開探討,作者結(jié)合個人在這方面的一些實踐工作經(jīng)驗提出幾點思考,希望參閱者提出寶貴意見。
關(guān)鍵詞:合情推理;推理能力;推理素材;教學經(jīng)驗;教學活動
合情推理能力屬于學生在小學階段基本的數(shù)學學習核心問題之一。新課程標準中對此也是做了明確要求:推理作為基本的數(shù)學學習的思維方式,它又是人們在學習和生活當中常常使用到的思維形式。所以,作為一名數(shù)學教師,就要在日常的教學活動當中給學生滲透合情推理,它要求在教學的內(nèi)容以及材料方面都必須要合理,并且提出要分層次,分階段性使得推理思想完全的貫穿于數(shù)學課堂教學的過程當中,基于此,我們也提出了關(guān)于“數(shù)與代數(shù)”“幾何與圖形”“統(tǒng)計與概率“綜合與實踐”四個領(lǐng)域的教學策略。
一、 深入挖掘合情推理素材,讓學生經(jīng)歷推理活動
在小學數(shù)學中包括數(shù)學公式、數(shù)學法則、數(shù)學性質(zhì)都是很久以前數(shù)學家們通過合情推理的方法得到的,與此同時,其也是數(shù)學推理過程中的最佳素材。如此對于教師而言,就必須要多研究數(shù)學教材,尋找到能夠挖掘?qū)W生合情推理能力培養(yǎng)的內(nèi)容來幫助學生學習數(shù)學及掌握推理方法。舉個簡單的例子,蘇教版教材五年級下冊第五單元部分有出現(xiàn)“分數(shù)的加法與減法”一節(jié)內(nèi)容,首先教材給了幾道列式,并且這些列式都是根據(jù)生活實際問題列出來的,緊接著題目又結(jié)合描一描,畫一畫的形式來充分說明分數(shù)加法的具體運算過程,最后也對其進行總結(jié),得出了一些計算法則。
師:現(xiàn)在老師要求大家首先閱讀一下題目——A小學有長方形的試驗田一塊,這塊地里種著黃瓜和番茄?,F(xiàn)在要求大家解答在這塊地中,種黃瓜和種番茄的占比各是多少?列式計算。
生A:分子部分1+1=2,分母部分2+4=6因此,得到的答案也就是2/6,化簡得到1/3。
生B:我不同意他的說法,我用畫圖的方法得到的答案是1/4。
生C:他們兩人的答案我都不同意,分母是不相同的,即就是分數(shù)單位不相同,因此,它是不能夠直接加起來的,我先把它通分化成同分母分數(shù),然后再計算得到結(jié)果是1/5。
師:通過大家的努力,最終我們解決了分數(shù)加法題目,緊接著再回想一下我們使用的是什么方法?
生:如果遇到的分數(shù)分母不同,那么在做加法的時候要先對其通分將其轉(zhuǎn)化成為同分母分數(shù),之后再進行計算,能約分的一定要約分。
此教學片段實際上我們采用的是開放式教學方法,也就是讓學生在自己思考的基礎(chǔ)上總結(jié)出分數(shù)加法的計算法則,并且采用不同的方法來鍛煉學生的思維,這就使得學生完全經(jīng)歷了由數(shù)字到推理的一個具體的過程,并且從中歸納總結(jié)得到了最終我們想要得到的答案。
二、 構(gòu)建合情推理橋梁,讓學生推理有理有據(jù)
學生能夠展開合情推理的具體條件是基于在學生頭腦中已經(jīng)形成了同化新知的相關(guān)學習經(jīng)驗,此經(jīng)驗既能夠是生活經(jīng)驗,同時也可以是知識經(jīng)驗。小學生的思維具有具體直觀的特點,也正是因為如此,學生在做推理計算的時候,往往會用到他們已經(jīng)學過的圖形來實施計算或者類比推理。舉個簡單的例子,蘇教版教材小學五年級上冊數(shù)學教材有一節(jié)內(nèi)容是“多邊形的面積”,要求學生要在熟悉三角形和平行四邊形以及梯形等一些規(guī)則圖形面積計算的基礎(chǔ)上,采用圖形分割法或者填補法解決給出的問題。
師:某小學在校園里有塊兒草坪,問題給大家,你們能否計算出它的面積大小是多少呢?(圖略)
生A:計算的時候我將該圖形分割成了長方形和梯形,而長方形的面積為12×4=48平方米,而梯形的面積為(12+15)×(10-4)/2=81平方米,如此就得到該不規(guī)則圖形的面積就為81+48=129平方米。
生B:我將這個不規(guī)則圖形分割成三角形和長方形,三角形的面積為3×6/2=9平方米,長方形的面積為12×10=120平方米,這樣這個不規(guī)則的圖形面積應(yīng)該就是120+9=129。
生C:首先我將這個不規(guī)則的圖形補成長方形,然后再用長方形的面積將梯形的面積減掉,就得到了我們想要得到的結(jié)果,長方形面積為15×10=150,而梯形的面積則為(4+10)×3/2=21,接下來用150-21=129,那么這塊草坪的面積也應(yīng)該就是129平方米。
師:大家都很棒,能用自己的方法解決這些問題,現(xiàn)在來想一想大家在割補的時候需要注意什么或者考慮什么問題?
生:對此我們需要結(jié)合原來圖形的特點來做進一步的思考,然后再利用已知條件來計算見到的圖形面積,當然可以采用不同的方法進行割補。
在這個教學片段中,學生遇到新問題時,通過合情推理構(gòu)建起“已知知識”和“未知知識”之間的橋梁,使得學生能順利地找到問題的突破口。這樣的教學安排不僅降低了學生的思維難度,還有助于教師在教學中滲透類比推理思想,幫助學生解決不規(guī)則圖形面積的計算問題。
在此教學片段當中,學生往往在遇到新問題的時候都要運用合情推理的方法來構(gòu)建已知知識與未知知識之間具備的橋梁,促使學生可以在做題的時候順利的找到題目的突破口。如此學生在學習的過程中難度不僅降低了,這對于教師幫助學生理解和運用類比推理的方法也很有幫助,借這個方法來解決學生日常生活中不規(guī)則圖形的面積計算問題。
三、 借助線段圖,讓推理直觀可操作
在小學階段的數(shù)學教學中,可以適當?shù)亟柚€段圖來實施教學,這樣就能化難為易,將抽象的問題變得具體化,同時也可以有效的幫助學生展開合情推理。
舉個例子,學生問老師:“你今年多大了?”老師回答說:“我像你這么大的時候,你才3歲,而你像我這么大的時候,老師已經(jīng)39歲了,現(xiàn)在你告訴我,老師今年多少歲了呢?”
如果該問題不借助線段圖進行直接觀察,那么絕大多數(shù)都比較難于理解題目當中具體隱藏的條件,那么推理也就很難展開。但是假如用線段圖來表示,這對學生在頭腦中形成正確的表象會很有幫助。
首先從0歲起畫,學生3歲,而老師應(yīng)該是學生現(xiàn)在的年齡,這當中兩個人有一個時間差,與此同時,老師和學生之間現(xiàn)在的年齡同樣存在一樣的年齡差,如果學生長到了老師這個年齡的時候,這個時候老師已經(jīng)39歲了,又隔了一段年齡差,換言之,39-3=36,36/3=12,它們之間相差了12歲,那么老師的年齡就是39-12=27歲。
再舉個例子,A、B、C、D、E五位學生參加羽毛球比賽,比賽規(guī)則是每兩個人進行一場比賽,裁判在中途做了統(tǒng)計,其中A同學共比了4場,B同學比了3場,C同學比了2場,D同學比了1場,問題是E同學比了幾場呢?如果這道題目我們不用線段圖來分析,學生一定手足無措,不知該從何下手。我們畫圖來進行解析:
A同學比了4場,也就是他和其他每個人都比了1場,D同學比了1場,那么他肯定是和A同學比了,其他同學他沒有比,然后再有B同學比了3場,那么他肯定是除D同學之外與其他3個人都比了,C同學比了2場,這個時候就有他和A、B兩個同學各比了一場,所以我們推斷出,E同學僅與A、B兩名同學分別比了1場,也就是2場。
四、 通過枚舉,合情推理
在小學數(shù)學中,采用一一枚舉的方法,能很清楚地看到一些規(guī)律前后的變化,這對問題的解決很有幫助,舉個例子,王阿姨用長39米的草繩圍成了一個長方形的籬笆,并且長和寬都取整數(shù),問題是,當長和寬分別是多少的時候,所圍成的長方形的籬笆面積最大?
在分析過程中,教師方面可以引導(dǎo)學生展開自主探究。
由列表得到,長為15m,寬為12m,此時長方形的面積為180平方米;長為19m,寬為10m的時候,此時長方形的面積190平方米,然后當長分別為21/23/25m的時候,長方形的面積開始逐漸呈現(xiàn)遞減的趨勢,由189平方米逐漸減少到了175平方米。
有一些題目在進行枚舉的時候往往需要適時地調(diào)控和矯正,同時推理的過程也要合乎情理。
例如,現(xiàn)要求將1~9個數(shù)字填入九宮格中,并且要求其橫排、豎排、斜排的和都相等。
如果想要將1~9九個數(shù)字填入九宮格,并使得橫排、豎排以及斜排的數(shù)字相加之和都相等,那么首先就可以求出來1+2+3+4+5+6+7+8+9……的和為45,每一排之和為45/3=15,如此我們可以來一一枚舉一下,究竟哪些數(shù)字組合相加之和為15呢?
(1)1+9+5=15;2+8+5=15;3+7+5=15;4+6+5=15,能和5相加的另外兩個數(shù)字只有這四組,所以介此推出來,九宮格中間的數(shù)字為5。那么也只有當數(shù)字5在中間的時候才能夠保證橫排、豎排和斜排的三個數(shù)字相加起來和等于15。
(2)9+2+4=15;8+1+6=15;8+3+4=15;7+6+2=15,在一番觀察和思考之后,我們得到,在上面的8組數(shù)字中,和5相加的數(shù)字有4組,和8相加的數(shù)字有3組,和6相加的數(shù)字也有3組,他們分別是A組2+8+5=15,8+1+6=15,8+3+4=15,B組4+6+5=15,7+6+2=15,8+1+6=15,如此一來,我們就能合理的推斷出8和6應(yīng)該在九宮格的四角位置,但是他們又不可以在同一斜角上,原因是8+5+6=19,這樣不符合要求,所以8和6應(yīng)該在同一排的兩個角上,中間只能是1。如此推理,很快就得出了8-5-2三個數(shù)字為一組,6-5-4三個數(shù)字為一組,1-5-9三個數(shù)字為一組,這樣填起來也會容易許多,當然,在列舉過程中我們同樣要求數(shù)字不可重復(fù)出現(xiàn),并且要求學生要養(yǎng)成良好的習慣。
五、 結(jié)語
推理能力應(yīng)該當之無愧地屬于是數(shù)學學習過程中的重要探索能力之一,除了邏輯推理,當然也有合情推理,即就是在進行數(shù)學推理的時候必須要保證其符合日常情理,不能原本是列舉數(shù)字,學生給出來一連串漢字,這就不符合基本的推理原則,再者,本來1+1=2,再怎么推理也不能將其結(jié)果推出3來,這在數(shù)學領(lǐng)域的推理中是不成立的,并且它也是不科學的,不被允許的。合情推理教學生在推理的過程中必須要符合日常生活的實際實況,并且要符合自然萬物的發(fā)展規(guī)律,如果超出了這些范圍那么其就是不合理的推理,即不成立,所以,在實際推理中一定要注意到這一點。
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作者簡介:
陳秀雄,福建省寧德市,霞浦縣第四小學。