董艷華
摘要:本文從邏輯推理在數(shù)學中的重要意義出發(fā),結合教學實踐,審視幾種不同角度,探索行之有效的教學策略,培養(yǎng)學生的邏輯推理素養(yǎng)。首先教學時注重經(jīng)典的理論推導,提升學生的數(shù)學思維品質,循序漸進地培養(yǎng)學生邏輯推理能力;然后抓住形的直觀性及形對學生影響的直接性,挖掘數(shù)學中的形態(tài)特征發(fā)展學生的推理思維;而當空間維度變化時,要把握其變化規(guī)律,領略由此引發(fā)的推理變換,形成正確推理;最后,與時俱進,借助信息技術手段創(chuàng)新推理思路,幫助學生形成推理素養(yǎng)。
關鍵詞:邏輯推理;理論推導;形式特征;空間維度;信息技術
邏輯推理是指從一些事實和命題出發(fā),依據(jù)規(guī)則推出其他命題的素養(yǎng),是對人的思維規(guī)律和規(guī)則的把握,是根據(jù)已知作出新的判斷的思維過程。數(shù)學是一門推理性極強的學科,在定義形成、性質推導以及問題解決等過程中,無時無刻不發(fā)揮著邏輯推理的重要作用。數(shù)學知識是邏輯推理的載體,邏輯推理是數(shù)學的一縷精魂。多年后人們可能忘記所學的數(shù)學知識,但推理的思維會永遠不會消失。邏輯推理是數(shù)學教學一直以來不斷追尋的教學目標,是中學數(shù)學新課程的六個核心素養(yǎng)之一。邏輯推理素養(yǎng)不易失,也不易得,所以我們在數(shù)學教學中要因勢利導,特別注重學生邏輯推理素養(yǎng)的培養(yǎng)。
一、注重理論推導培養(yǎng)推理能力
數(shù)學具有思維嚴謹,邏輯清晰的特點,數(shù)學邏輯推理就是從數(shù)學角度有條理的進行理性思維、通過嚴密求證、形成合乎邏輯的準確表達。在數(shù)學學習中,常通過歸納、類比、演繹等推理形式推動數(shù)學思維的發(fā)展。數(shù)學證明是演繹推理的重要手段,是培養(yǎng)學生邏輯推理能力不可或缺的組成部分。
【案例1】探究二項式系數(shù)的增減性。
引導學生觀察楊輝三角,如圖1,從橫向看每行系數(shù)的大小變化趨勢,容易得出先增后減,并且中間最大的結論。倘若教學戛然而止,就會停留在這種直觀印象水平,就不能有效培養(yǎng)學生的邏輯推理素養(yǎng)。要使結論的得出不失數(shù)學的嚴謹性,理論推導是必不可少的一部分。接下來進行證明:當n與k滿足什么樣的關系時,二項式系數(shù)遞增;反之,遞減。我們通過比較相鄰兩項Cnk和Cnk-1的大小來證明:
所以當k
(四)認知發(fā)展,規(guī)律教學
數(shù)學學習中,我們首先熟悉的是低維空間,隨著空間維度的提升,學生的空間認知也逐步提升。根據(jù)這一認知規(guī)律,立體幾何教學時可以先從平面視角看立體圖形,把平面幾何的一些結論推廣到立體幾何;而判斷空間關系時應注意向平面關系轉化。如空間中的線面關系,線線垂直線面垂直面面垂直,線線平行線面平行面面平行,由低維度向高維度轉化就是判定定理,由高維度向低維度轉化就是性質定理。從低維度到高維度認知往往是類比與歸納、發(fā)現(xiàn)與創(chuàng)新的推理,主要用于學習新知;從高維到低維的認知往往是轉化與化歸的演繹推理,主要用于問題解決。
四、利用信息技術創(chuàng)新推理思路
隨著信息技術的發(fā)展,出現(xiàn)了很多以數(shù)形結合為標志的數(shù)學軟件。幾何畫板能保持幾何關系不變,將抽象的軌跡轉化為形象直觀的定量問題,讓幾何規(guī)律和證明過程更加透明fsl,讓學生看到知識的形成過程,使學生動態(tài)認識幾何圖形內在的規(guī)律性,從而發(fā)現(xiàn)隱含的邏輯起點,促進推理思路的形成。
綜上,當m-1/3時,在橢圓C上存在點T(0,1),使直線“無論如何轉動,以AB為直徑的圓恒過定點T。
原始思路設T(x0,Y0),設直線L的方程為y=kx+m,當=0時,其中含有四個參量x0,y0,k,m的互化運算,計算量相當大,常使學生失去信心。我們用幾何畫板動態(tài)演示直線L的變化過程,由于幾何畫板動態(tài)表現(xiàn)的任意性,直線L無論怎樣轉動與變化,我們發(fā)現(xiàn)以AB為直徑的圓恒過定點T(0,1)。所以我們先以特殊情況①②得到T的坐標及m的值,再利用T的坐標對一般情況加以證明,計算量迅速下降。在幾何畫板的幫助下,我們呈現(xiàn)了在L運動變化過程中歸納推理得到定點T,再演繹推理證明其一般性的推理過程,從而發(fā)現(xiàn)了特殊到一般的解題思路,促進了學生的數(shù)學推理思維的發(fā)展。
信息技術幫助學生跳出具體背景,先找到那個恒定的值,再用數(shù)學方法驗證,給學生一種發(fā)現(xiàn)式的推理方向,幫助學生建立新的解題思路,有助于學生的問題解決。我們要善于挖掘技術潛力,推動學生對數(shù)學的理解,啟發(fā)學生創(chuàng)新推理思路,提升學生的邏輯推理素養(yǎng)。
邏輯推理是學生進行數(shù)學活動的基本思維品質。教師要善于運用思維方法和推理形式,并在這個過程中培養(yǎng)他們的邏輯思維能力。教學時要鼓勵學生大膽猜想、小心求證,培養(yǎng)言之有理,論證有據(jù)的邏輯推理素養(yǎng)。
參考文獻
[1]中華人民共和國教育部.普通高中數(shù)學課程標準[M].人民教育出版社,2018,1.
[2]普通高中課程標準實驗教科書——數(shù)學選修2-3[M].人民教育出版社,2007.
[3]普通高中課程標準實驗教科書——數(shù)學必修4[M].人民教育出版社,2007.
[4]普通高中課程標準實驗教科書——數(shù)學選修2-1[M].人民教育出版社,2007.
[5]普通高中課程標準實驗教科書——數(shù)學必修5[M].人民教育出版社,2007.
[6]北京大學數(shù)學系.高等代數(shù)[M].高等教育出版社,1978:123.
[7]普通高中課程標準實驗教科書——數(shù)學必修2[M].人民教育出版社,2007.
[8]江玉軍.幾何畫板——叢入門到精通[M].中山大學出版社,2011.
[9]王道俊,王漢瀾.教育學[M].人民教育出版社,1989,12:201.