【中圖分類號】G642 【文獻標識碼】A 【文章編號】2095-3089(2020)16-0238-02
在日常生活中,我們常常要判斷事物的是非好壞。而推理則是在已知判斷的基礎上,去推斷未知判斷的思維過程。歸納推理在自然科學研究中扮演非常重要的角色,在數(shù)學研究中也不例外。法國數(shù)學家拉普拉斯曾說過:“即使在數(shù)學里,發(fā)現(xiàn)真理的主要工具也是歸納和類比”。中學數(shù)學學習階段是學生推理能力發(fā)展的重要階段。為此,本文探討了歸納推理的內涵,以及歸納推理對于數(shù)學教育的重要價值,并給出一些教學策略,希望為廣大教育工作者開展歸納推理的教學提供一些參考。
1.歸納推理的內涵
歸納推理亦稱或然推理,最早對它進行研究的是波利亞。波利亞在《怎樣解題》中提出:“歸納是通過觀察和組合特殊的例子來發(fā)現(xiàn)普遍規(guī)律的過程?!盵1]其中,“觀察”是感知事物的直觀操作方式,而“組合”是對內在思想的組合,是進行數(shù)學發(fā)現(xiàn)或發(fā)明的基本方式。可見,歸納推理具有創(chuàng)造性思維,是發(fā)現(xiàn)數(shù)學規(guī)律的過程。
史寧中教授這樣描述歸納推理的定義:“從經(jīng)驗和概念出發(fā),按照某些法則進行的、前提與結論之間有著或然聯(lián)系的推理。”
2.歸納推理在數(shù)學教育中的價值
2.1積累數(shù)學基本活動經(jīng)驗
數(shù)學基本活動經(jīng)驗的內涵是經(jīng)歷和感悟了歸納推理和演繹推理過程后積淀形成的思維模式,最終建立一定的數(shù)學直觀。中學生的數(shù)學學習,需要經(jīng)歷數(shù)學基本活動的完整過程,包括觀察、歸納與猜想、表達、驗證四個部分。其中,前三個部分屬于歸納推理。只有學生親身經(jīng)歷和感悟數(shù)學探究的全過程,才能積累一定的數(shù)學基本活動經(jīng)驗。
2.2豐富數(shù)學核心素養(yǎng)
《普通高中數(shù)學課程標準(2017年版)》明確提出了高中數(shù)學核心素養(yǎng)。邏輯推理作為數(shù)學核心素養(yǎng)的六個成分之一,主要表現(xiàn)為發(fā)現(xiàn)問題和提出問題,探索和表征論證過程。其中“發(fā)現(xiàn)命題和提出命題”指的就是歸納推理能力。此外,歸納推理的過程中需要不斷地觀察和比較事物,還要從具體問題入手抽象出一般數(shù)學模型。也就是說,歸納推理的學習還能促進學生數(shù)學抽象、直觀想象等核心素養(yǎng)的發(fā)展。
2.3培養(yǎng)創(chuàng)新意識和創(chuàng)造力
數(shù)學家的創(chuàng)造性工作是論證,即證明。但這種證明是通過歸納推理和猜想發(fā)現(xiàn)的。歸納推理在解決問題的過程中具有猜測和發(fā)現(xiàn)結論、探索和提供思路的作用,學生要從個別的、特殊的現(xiàn)象總結并預測一般的、普遍的規(guī)律,從觀察到已知的現(xiàn)象,推測未曾經(jīng)驗過的規(guī)律,這是培養(yǎng)學生創(chuàng)新意識和創(chuàng)造力的過程。也正因如此,如何培養(yǎng)學生的歸納推理能力是一個至關重要的問題。
3.歸納推理的教學策略
3.1提供的例子要足夠多且典型
歸納推理的教學要讓學生感知到歸納應具備的要素:(1)多個特例的綜合分析;(2)特例共性的發(fā)現(xiàn);(3)共性的概括??梢?,作為前提的例子是影響歸納推理可靠性的一個重要因素。如果沒有足夠多的例子,就無法體現(xiàn)出共同特征或本質屬性,也就無法進行歸納。
除了注意所提供的例子在數(shù)量上要足夠多以外,在質量上也要有典型性。例如,“數(shù)列的概念”新授課的引入階段,教師往往需要通過幾個例子來幫助學生理解數(shù)列的概念,給學生充分的時間去觀察和思考,歸納出一般數(shù)列的概念。所謂典型性,就是既能突出關鍵性質,又能剔除無關性質的干擾。
3.2從具體數(shù)字出發(fā)計算,從具體問題入手計算
我們考慮雞兔同籠的問題“籠子里有雞和兔共16只,合計有腿56條,問雞和兔各有多少只”,這個問題可以用四則運算來求解,也可以用方程來求解。所謂歸納推理的方法,就是從具體的數(shù)字出發(fā)計算,在計算的過程中探索和發(fā)現(xiàn)規(guī)律。我們可以先假設16只全是兔,那么共有16×4=64條腿,這比問題中說的60條腿多,依據(jù)順序歸納推理,我們需要逐步減少兔子的數(shù)量,增加雞的數(shù)量,即變?yōu)?5只兔,1只雞,那么共有15×4+1×2=62,仍然過多,還需要減少兔,增加雞,如此類推,學生可以發(fā)現(xiàn)12×4+4×2=56。這樣,問題的答案就是12只兔和4只雞。
對于一名教師來說,能夠把一個具體問題抽象為用符號表達的一類問題是有意義的,因為只有通過這種抽象才能真正把握一類問題的本質,才能實現(xiàn)舉一反三,才能給學生展示出歸納推理的一般過程;對學生來說,建立四則運算的算式的思維過程是必須要經(jīng)歷的,看起來有點笨拙,不如列方程來的簡單,但它能夠促進學生的邏輯推理、直觀想象和數(shù)學抽象素養(yǎng)的發(fā)展。
參考文獻:
[1]G·波利亞.怎樣解題——數(shù)學教學法的新面貌[M].涂泓,馮承天,譯.上海:上??萍冀逃霭嫔?,2002.
作者簡介:
宗麗穎(1996.07-),女,漢族,浙江省金華市人,碩士研究生在讀。