李曉英(山東省濟(jì)南市萊蕪區(qū)花園學(xué)校 271100)
核心素養(yǎng)指的是學(xué)生應(yīng)當(dāng)擁有的、適應(yīng)社會(huì)發(fā)展及終身發(fā)展所必需的關(guān)鍵能力及品格。初中數(shù)學(xué)學(xué)科核心素養(yǎng)主要包括數(shù)學(xué)抽象、邏輯推理、數(shù)學(xué)建模、數(shù)學(xué)運(yùn)算、直觀想象和數(shù)據(jù)分析,其中,邏輯推理素養(yǎng)的形成對(duì)學(xué)生思維發(fā)展有直接影響。所以初中數(shù)學(xué)教師要結(jié)合現(xiàn)階段的教學(xué)情況和自身教學(xué)經(jīng)驗(yàn),引導(dǎo)學(xué)生通過使用生活中的邏輯推理素材,進(jìn)行多維探究、猜想,進(jìn)入問題情境,形成邏輯推理素養(yǎng)。
人的思維活動(dòng)規(guī)律是復(fù)雜的、多種多樣的。初中數(shù)學(xué)教學(xué)的主要任務(wù)在于向?qū)W生傳授數(shù)學(xué)基礎(chǔ)知識(shí)與基本技能,滿足其學(xué)習(xí)需求,同時(shí)培養(yǎng)他們的學(xué)科核心素養(yǎng),使其提高終身學(xué)習(xí)能力。邏輯推理就是初中數(shù)學(xué)學(xué)科核心素養(yǎng)的重要體現(xiàn)之一,因?yàn)閿?shù)學(xué)中的大量定理、公理、法則、規(guī)律等都需要利用邏輯思維加以推導(dǎo),所以教師在教學(xué)中培養(yǎng)學(xué)生的邏輯推理素養(yǎng)顯得至關(guān)重要。新課程標(biāo)準(zhǔn)也明確提出,教師在引導(dǎo)學(xué)生學(xué)習(xí)數(shù)學(xué)知識(shí)、掌握數(shù)學(xué)技能時(shí),應(yīng)采取一定的方式,讓他們觀察、推理、聯(lián)想、歸納,形成數(shù)學(xué)綜合能力。與此同時(shí),新課程標(biāo)準(zhǔn)要求學(xué)生可以尋找數(shù)學(xué)推理所需的各種證據(jù),得到相關(guān)的證明,或者列舉相應(yīng)的反例,這也需要教師重視對(duì)學(xué)生邏輯推理素養(yǎng)的培養(yǎng)。
從本質(zhì)上看,教師為培養(yǎng)初中生的數(shù)學(xué)邏輯推理素養(yǎng),應(yīng)引導(dǎo)學(xué)生在學(xué)習(xí)中逐漸養(yǎng)成從發(fā)現(xiàn)到猜想的良好習(xí)慣,以便在遇到各種問題時(shí),能積極主動(dòng)地分析、解決。并且教師在培養(yǎng)學(xué)生的數(shù)學(xué)邏輯推理素養(yǎng)時(shí),要提升學(xué)生數(shù)學(xué)思維的嚴(yán)謹(jǐn)性,幫助他們提高探究能力與思維能力。學(xué)生在探究的全過程處于主動(dòng)學(xué)習(xí)的狀態(tài),可以充分發(fā)揮主體作用,自覺學(xué)習(xí)各種知識(shí)和技能。因此,教師熟練使用不同的推理方法,將其滲透到日常數(shù)學(xué)教學(xué)活動(dòng)之中,挖掘教學(xué)內(nèi)容的邏輯推理元素,結(jié)合初中生的年齡特點(diǎn)與思維發(fā)展情況,促進(jìn)邏輯推理教學(xué)的融合,對(duì)學(xué)生進(jìn)行潛移默化的引導(dǎo)和培養(yǎng),對(duì)提升學(xué)生的核心素養(yǎng)具有重要意義。
邏輯推理對(duì)學(xué)生學(xué)習(xí)知識(shí)有非常關(guān)鍵的作用,尤其是對(duì)學(xué)生學(xué)習(xí)數(shù)學(xué)知識(shí)的作用更明顯。教師在教學(xué)中不僅要有目的地培養(yǎng)學(xué)生的邏輯推理能力,還要長(zhǎng)期堅(jiān)持該項(xiàng)訓(xùn)練,在學(xué)生的邏輯推理中為其提供有效的指導(dǎo)。在這里主要提出以下建議:
在陶行知先生的教育思想中,生活教育是其主線和基石。他反對(duì)死讀書,主張教育要與現(xiàn)實(shí)生活聯(lián)系在一起,加強(qiáng)對(duì)學(xué)生獨(dú)立性及創(chuàng)造性的培養(yǎng)。在陶行知看來,教育的根本意義就是生活的改變,生活無時(shí)不變,生活無時(shí)不含有教育意義。初中數(shù)學(xué)教師應(yīng)以陶行知的生活教育理念為指導(dǎo),考慮初中生的興趣愛好與生活經(jīng)驗(yàn),選擇貼近學(xué)生現(xiàn)實(shí)生活的教學(xué)素材、案例等,讓學(xué)生接觸熟悉的內(nèi)容,激發(fā)其推理熱情,體會(huì)到數(shù)學(xué)在生活中處處可見。教師還可以對(duì)教材知識(shí)進(jìn)行生活化的延伸與拓展,鼓勵(lì)學(xué)生發(fā)現(xiàn)生活中的邏輯推理素材,保持濃厚的推理興趣,主動(dòng)參與邏輯推理活動(dòng),把理論知識(shí)變成案例,積累更多的邏輯推理經(jīng)驗(yàn),提高在生活中運(yùn)用數(shù)學(xué)理論和知識(shí)的能力。
比如,在講解關(guān)于矩形的判定的知識(shí)時(shí),教師就可以根據(jù)生活化素材,設(shè)計(jì)數(shù)學(xué)邏輯推理活動(dòng):提前為學(xué)生準(zhǔn)備幾盒小棒,讓每一個(gè)學(xué)生拿4 根小棒拼平行四邊形,看一看轉(zhuǎn)動(dòng)小棒之后會(huì)有什么樣的發(fā)現(xiàn)。有的學(xué)生說“平行四邊形的內(nèi)角變了”,也有的學(xué)生說“對(duì)角線變了”。教師把學(xué)生熟悉的小棒變成課堂教學(xué)道具,學(xué)生容易操作,再通過逐步引導(dǎo),讓學(xué)生自主觀察、推理,繼續(xù)思考當(dāng)把自己用小棒拼的平行四邊形的一個(gè)內(nèi)角變成直角時(shí),其余三個(gè)內(nèi)角有什么變化。學(xué)生可以很輕松地回答出“其余三個(gè)內(nèi)角都是90°直角”。此時(shí),觀察其形狀,學(xué)生發(fā)現(xiàn)是一個(gè)矩形。教師再讓學(xué)生思考,如何證明這是一個(gè)矩形。通過獨(dú)立觀察、操作和思考,學(xué)生很自然地說出證明過程,從觀察與歸納中掌握判定矩形的方法,鍛煉邏輯推理思維和能力。
演繹推理方法是初中數(shù)學(xué)教師的常用方法,要求學(xué)生按照某個(gè)普遍性結(jié)論推導(dǎo)特殊事物的性質(zhì)。該方法在證明性質(zhì)和定理的過程中得到廣泛應(yīng)用。其中,三段論的應(yīng)用較廣泛,通過有機(jī)結(jié)合多個(gè)三段論,就能形成邏輯推理鏈,順利解答相關(guān)題目。雖然這樣的理論不要求初中生透徹理解,但教師要慢慢滲透演繹推理思想,訓(xùn)練學(xué)生的邏輯推理能力。
比如,在一元一次方程的講解中,教師呈現(xiàn)簡(jiǎn)單的方程x-5=7。學(xué)生通過加減計(jì)算,能快速得到結(jié)果,x=5+7=12。但是,初中數(shù)學(xué)中的方程一般較為復(fù)雜,每一個(gè)解題步驟都需要逆推才能完成。通過同解變形,引入方程的變形,把不同的解變形以后,就得到x=( )的形式。所以針對(duì)這類數(shù)學(xué)題目,學(xué)生能用較為熟悉的詞匯,如“因?yàn)椤?,所以……”“根?jù)……”等,為自己的數(shù)學(xué)思維與推理活動(dòng)提供指導(dǎo)。按照這樣的原理可以得到:因?yàn)閤-9=8,所以x-9+9=8+9,合并同類項(xiàng)就是x=17。這樣的演繹推理訓(xùn)練還可以應(yīng)用于解答一元一次不等式的題目。
新課程改革提倡使用探究學(xué)習(xí)方式。探究學(xué)習(xí)既能考查學(xué)生的自主學(xué)習(xí)能力,又能讓學(xué)生不斷提高自身的學(xué)習(xí)意識(shí),形成較強(qiáng)的數(shù)學(xué)邏輯思維。所以教師在培養(yǎng)學(xué)生的邏輯推理素養(yǎng)時(shí),可組織學(xué)生開展多維探究活動(dòng),幫助學(xué)生了解并認(rèn)識(shí)數(shù)學(xué)知識(shí)及相關(guān)題目。比如,在證明三角形全等時(shí),教師可組織學(xué)生開展多維探究活動(dòng)。學(xué)生要掌握三角形全等的證明條件,知道每一組條件適用于解決哪類題目。有時(shí)候,一些題目能同時(shí)用兩種及以上的方法證明,應(yīng)做出最優(yōu)的選擇,尋找最簡(jiǎn)單的證明方法。在解答思路與方法多樣的數(shù)學(xué)題目時(shí),進(jìn)行多維探究更有助于學(xué)生形成邏輯推理思維。例如,在分析三角形全等的過程中,學(xué)生從多個(gè)角度分析證明方法,多角度探究證明過程。探究活動(dòng)要盡量以學(xué)生為主,鼓勵(lì)學(xué)生互動(dòng)、討論,不能太依賴教師。
當(dāng)學(xué)生找到角邊角、邊角邊、邊邊邊等證明方法以后,就會(huì)思考是否存在邊邊角證明方法。這也是一種推理,但學(xué)生不確定這是否符合數(shù)學(xué)邏輯。學(xué)生往往覺得該證明方法是正確的,會(huì)出現(xiàn)相應(yīng)的心理傾向。當(dāng)教師指出該證明方法有可能錯(cuò)誤時(shí),一些學(xué)生表示懷疑,有的學(xué)生還提出強(qiáng)烈質(zhì)疑。這樣的證明就有重要價(jià)值,其邏輯推理空間就是找到邊邊角對(duì)應(yīng)相等卻不全等的兩個(gè)三角形,尋找的過程也是學(xué)生進(jìn)行數(shù)學(xué)邏輯推理的過程。學(xué)生在找出兩個(gè)全等的三角形之后,還要思考它們?cè)谑裁辞闆r下不全等,在大腦里以表象為基礎(chǔ)去構(gòu)思和變換。不管此時(shí)有沒有教師的幫助,學(xué)生都能進(jìn)行有效的邏輯推理,找到反例之后恍然大悟。這樣的多維探究讓學(xué)生對(duì)邏輯推理留下深刻的印象,經(jīng)歷培養(yǎng)邏輯推理素養(yǎng)的過程。
初中生的思維能力和小學(xué)相比有了較大的發(fā)展。教師在數(shù)學(xué)教學(xué)中應(yīng)更重視讓學(xué)生獨(dú)立思考,善于為他們創(chuàng)造合理、科學(xué)的課堂學(xué)習(xí)環(huán)境,使其展開恰當(dāng)?shù)牟孪牒屯评?,形成質(zhì)疑意識(shí)和質(zhì)疑能力。如此一來,當(dāng)學(xué)生經(jīng)歷了猜想和推理過程之后,就會(huì)在好奇心和求知欲的作用下,結(jié)合自己的認(rèn)知展開邏輯推理,提升數(shù)學(xué)邏輯推理素養(yǎng)。
比如,針對(duì)有理數(shù)的乘方這部分內(nèi)容,教師就可以在課堂導(dǎo)入環(huán)節(jié)讓學(xué)生合理猜想、推理。教師先讓學(xué)生取一張紙,將其對(duì)折一次并思考:假設(shè)這張紙的厚度為0.01 毫米,對(duì)折一次之后,它的厚度就變成0.02 毫米。接下來,學(xué)生第二次、第三次對(duì)折,記錄每一次對(duì)折之后的厚度。在對(duì)折多次之后,很多學(xué)生都發(fā)現(xiàn),因?yàn)榧垙埓笮∮邢?,繼續(xù)對(duì)折的難度很大,進(jìn)而思考對(duì)折n 次之后的紙張的厚度應(yīng)如何計(jì)算,從記錄的數(shù)據(jù)可以發(fā)現(xiàn)什么。學(xué)生在操作過程中獨(dú)立思考,經(jīng)歷從猜想到推理,再到驗(yàn)證的過程,在豐富課堂數(shù)學(xué)學(xué)習(xí)體驗(yàn)的同時(shí),感受數(shù)學(xué)課是多么有趣,發(fā)展邏輯推理能力。
“邏輯推理”,顧名思義,就是透過現(xiàn)象看本質(zhì)。教師可以利用數(shù)學(xué)問題,讓學(xué)生一步一步分析,掌握解決辦法,而不再像過去那樣死記硬背。這是培養(yǎng)學(xué)生邏輯推理素養(yǎng)的關(guān)鍵。如果教師給學(xué)生設(shè)定一個(gè)難度適中的起點(diǎn),用數(shù)學(xué)問題逐步引導(dǎo)學(xué)生,驅(qū)使他們進(jìn)行高效思考,就可以實(shí)現(xiàn)對(duì)其邏輯推理素養(yǎng)的高效培養(yǎng)。這是發(fā)展初中生邏輯推理能力的基本思路之一。鑒于此,教師在數(shù)學(xué)教學(xué)中應(yīng)更重視學(xué)生的主體地位,不再以教材知識(shí)為主體,確保課堂教學(xué)有趣、生動(dòng),不偏離主題,吸引學(xué)生全身心地投入數(shù)學(xué)課堂學(xué)習(xí)。在思路的推進(jìn)中,數(shù)學(xué)課環(huán)環(huán)相扣,教師幫助學(xué)生理清問題,認(rèn)識(shí)問題的本質(zhì),使其在問題情境中主動(dòng)、積極地探究,提升邏輯推理能力。
比如,在講解二元一次方程組的內(nèi)容時(shí),教師讓學(xué)生提前準(zhǔn)備一根長(zhǎng)度為20 厘米的鐵絲,在課上自己動(dòng)手,將鐵絲首尾相連,組成長(zhǎng)方形、正方形。同時(shí),拋出數(shù)學(xué)問題:鐵絲構(gòu)成的正方形完全相同嗎?圍成的長(zhǎng)方形又是怎樣的呢?在動(dòng)手環(huán)節(jié),學(xué)生發(fā)現(xiàn)問題,可以快速了解二元一次方程組的內(nèi)涵?;蛘咴趯W(xué)生聯(lián)系以前所學(xué)的知識(shí)時(shí),讓其進(jìn)入假定情境,主動(dòng)參與課堂學(xué)習(xí)活動(dòng),理解數(shù)學(xué)問題,鍛煉邏輯推理能力。到了解題環(huán)節(jié),學(xué)生就能根據(jù)問題情境快速回憶解決辦法,不再浪費(fèi)過多時(shí)間,做到快問快答,加深記憶,在以后的練習(xí)中也能有的放矢。當(dāng)然,教師接下來布置作業(yè)題目時(shí)也要明確重點(diǎn),把培養(yǎng)學(xué)生的邏輯推理素養(yǎng)作為主要目的,即擺脫傳統(tǒng)、單一的書面作業(yè)形式的限制,設(shè)計(jì)形式多樣的數(shù)學(xué)練習(xí)題目,讓學(xué)生利用已有經(jīng)驗(yàn)完成作業(yè)。比如,把學(xué)生分成多個(gè)小組,拓展二元一次方程組的知識(shí),利用已學(xué)知識(shí),找到生活中可以利用二元一次方程組解答的現(xiàn)實(shí)問題,并統(tǒng)一解決,讓學(xué)生鍛煉協(xié)作能力,感受數(shù)學(xué)的魅力,提高綜合素養(yǎng)。
數(shù)學(xué)學(xué)科邏輯性強(qiáng)、結(jié)構(gòu)嚴(yán)謹(jǐn),是發(fā)展學(xué)生推理能力的最佳載體。而學(xué)生是否形成數(shù)學(xué)邏輯推理素養(yǎng),是衡量初中數(shù)學(xué)教學(xué)水平高低的重要標(biāo)準(zhǔn)之一。初中數(shù)學(xué)教師要注意挖掘有利于培養(yǎng)學(xué)生邏輯推理素養(yǎng)的素材,按照新課程改革的要求,為學(xué)生提供演繹推理、多維探究、猜想、推理的機(jī)會(huì),營(yíng)造優(yōu)良的邏輯推理氛圍,不管是在知識(shí)形成還是知識(shí)運(yùn)用中,都注重培養(yǎng)學(xué)生的邏輯推理素養(yǎng),進(jìn)而發(fā)揮數(shù)學(xué)教學(xué)的作用,提升學(xué)生的核心素養(yǎng)。