□金秀葉
正如史寧中教授指出的那樣,推理能力的培養(yǎng)對(duì)于學(xué)生數(shù)學(xué)學(xué)習(xí)和綜合素養(yǎng)的發(fā)展都有著重要的作用?!读x務(wù)教育數(shù)學(xué)課程標(biāo)準(zhǔn)(2011 年版)》把推理作為十大核心概念之一,它實(shí)際上是數(shù)學(xué)學(xué)科的關(guān)鍵能力之一。推理教學(xué)的目的是要教給學(xué)生深層次的數(shù)學(xué)道理,最終讓學(xué)生感悟數(shù)學(xué)思想,掌握基本的推理方法,逐步學(xué)會(huì)用數(shù)學(xué)的方法思考和解決問(wèn)題。
推理一般包括合情推理和演繹推理。在解決問(wèn)題的過(guò)程中,兩種推理功能不同,相輔相成:合情推理用于探索思路,發(fā)現(xiàn)結(jié)論;演繹推理用于證明結(jié)論。但在實(shí)際教學(xué)中,教師一般偏重于通過(guò)實(shí)驗(yàn)與猜想等方法來(lái)發(fā)展合情推理,而對(duì)于需借助邏輯與證明等方式來(lái)彰顯的演繹推理就不那么重視。實(shí)際上,這兩種推理能力的培養(yǎng)不僅都需要加以重視,而且也是可能的。曹培英老師曾提出:“演繹推理不是中學(xué)幾何的專(zhuān)利。小學(xué)數(shù)學(xué)有許多尚待發(fā)掘的演繹推理?!北疚膹娜私贪媪昙?jí)下冊(cè)《比例的基本性質(zhì)》一課的教學(xué)實(shí)踐出發(fā),就此問(wèn)題作探討。
綜觀人教版、北師大版、蘇教版等教材,對(duì)于“比例的基本性質(zhì)”一課,整個(gè)教學(xué)過(guò)程只應(yīng)用了不完全歸納法。學(xué)生往往認(rèn)為舉例驗(yàn)證對(duì)了,或是舉不出反例了,猜想就對(duì)了,我們的課堂一般也僅滿足于此。
人教版
蘇教版
在我們的教學(xué)中,一般都是經(jīng)歷“舉例—猜想—驗(yàn)證”這樣的環(huán)節(jié),僅此而已。教材這樣編排,教師照此教學(xué)。但這樣的教學(xué)現(xiàn)狀,筆者覺(jué)得有如下不足。
(1)止于不完全歸納,未能深挖本質(zhì)。數(shù)學(xué)思維是一種表達(dá)特定推理過(guò)程的嚴(yán)謹(jǐn)方法,這種通過(guò)不完全歸納得出的結(jié)論,會(huì)削弱知識(shí)的邏輯聯(lián)系,從而影響理解的深度。
(2)止于零散的學(xué)習(xí),未能實(shí)現(xiàn)整合。生本學(xué)材的實(shí)驗(yàn)稿將“整理與復(fù)習(xí)”調(diào)整為“復(fù)習(xí)與關(guān)聯(lián)”,目的就是期待教師重視知識(shí)之間的整合與聯(lián)系。學(xué)生在一節(jié)課中能否得到能力的增長(zhǎng),將來(lái)又能否用聯(lián)系的眼光來(lái)看待新的數(shù)學(xué)問(wèn)題,是與教師平時(shí)的教學(xué)行為息息相關(guān)的。
(3)止于單一的路徑,未能呈現(xiàn)多樣。推理教學(xué)可以有多種可能,歸納推理只是其中的一種路徑。放眼看,這項(xiàng)內(nèi)容可以聯(lián)系比的基本性質(zhì)、等式的性質(zhì)、代數(shù)的思想、圖形論證等形式加以證明。
如果只應(yīng)用不完全歸納法,其實(shí)就停留在“知其然”;只有討論“為什么”,找出必然聯(lián)系,那才是“知其所以然”。事實(shí)上,我們有必要去探究這個(gè)知識(shí)到底是怎么來(lái)的,為什么會(huì)是這樣。
研究比例的基本性質(zhì)背后的秘密,采用完全歸納法教學(xué)合適嗎?筆者認(rèn)為合適與否的關(guān)鍵在于是否給學(xué)生搭建了“夠得著”的“腳手架”,而答案應(yīng)該是肯定的。
在初步發(fā)現(xiàn)比例的兩個(gè)外項(xiàng)之積等于內(nèi)項(xiàng)之積后,學(xué)生起疑:為什么比例的外項(xiàng)之積會(huì)等于內(nèi)項(xiàng)之積呢?是不是所有的比例都有這樣的規(guī)律?通過(guò)借助已有知識(shí),串聯(lián)起某些知識(shí)之間的內(nèi)部聯(lián)系,對(duì)猜想的結(jié)論進(jìn)行推理證明,促進(jìn)學(xué)生的深度理解。
(1)利用比的基本性質(zhì)。學(xué)生在研究“為什么兩個(gè)外項(xiàng)之積等于兩個(gè)內(nèi)項(xiàng)之積”時(shí),展開(kāi)如下交流。
層次一(能利用“比的基本性質(zhì)”初步看出兩個(gè)比的前項(xiàng)和后項(xiàng)之間的倍數(shù)關(guān)系)
層次二層次三images/BZ_25_448_343_1179_565.png(能看出兩積中“6”和“10”的“前世”,初步感知兩個(gè)外項(xiàng)積等于兩個(gè)內(nèi)項(xiàng)積背后的秘密)images/BZ_25_448_777_1185_940.png(能清晰地找到規(guī)律,并說(shuō)明其中的道理)
強(qiáng)化學(xué)生的推理能力,不僅要著眼于眼前,還要看到與未來(lái)的更多聯(lián)系,不僅不能簡(jiǎn)單止步于依靠“猜想與驗(yàn)證”對(duì)合情推理的培養(yǎng),更可采用“邏輯與證明”等方式推進(jìn)學(xué)生演繹推理能力的提升。事實(shí)上,在我們的教材中蘊(yùn)含著很多有待挖掘的材料。那么如何基于教材,提升學(xué)生的推理能力呢?
【例1】角的度量。(人教版四年級(jí)上冊(cè)P44)
從四年級(jí)測(cè)量驗(yàn)證、觀察驗(yàn)證到推理論證,再到六年級(jí)下冊(cè)初步感受運(yùn)用一些“公理”(如等式的性質(zhì))進(jìn)行數(shù)學(xué)推理。讓學(xué)生體會(huì)到僅憑觀察其實(shí)是不夠的,要結(jié)合問(wèn)題展開(kāi)適當(dāng)?shù)恼f(shuō)理,還要有一定的邏輯,且在不同的年級(jí)滲透不同的教學(xué)目標(biāo)。
【例2】面積推導(dǎo)。(人教版五年級(jí)上冊(cè)P103)
從學(xué)習(xí)平行四邊形的面積,到學(xué)習(xí)三角形、梯形的面積,這些圖形面積計(jì)算方法的習(xí)得同樣離不開(kāi)推理。放眼看,其實(shí)就是將新的圖形轉(zhuǎn)化成已經(jīng)學(xué)過(guò)的圖形,以此加深對(duì)幾何知識(shí)的整體理解,并不斷促進(jìn)知識(shí)的結(jié)構(gòu)化。這些方法不只是簡(jiǎn)單地局限于合情推理,同時(shí)也有不少演繹推理的成分在其中。
合情推理強(qiáng)調(diào)從已有事實(shí)出發(fā),憑借經(jīng)驗(yàn)和直覺(jué),通過(guò)歸納和類(lèi)比等推斷某些結(jié)果,而演繹推理是從已有的事實(shí)(包括定義、公理、定理等)和確定的規(guī)則(包括運(yùn)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(jì)算。在解決問(wèn)題的過(guò)程中,兩種推理功能不同,相輔相成。人民教育出版社王永春老師在《小學(xué)數(shù)學(xué)總復(fù)習(xí)要點(diǎn)簡(jiǎn)析——以“推理思想和運(yùn)算能力培養(yǎng)”為例》一文中指出:“為了中小學(xué)銜接,演繹推理在小學(xué)數(shù)學(xué)中可適當(dāng)加強(qiáng)。教學(xué)中經(jīng)常啟發(fā)學(xué)生思考一些問(wèn)題:為什么這樣算?怎樣得出的結(jié)論?”
實(shí)踐證明,推理真的不只是中學(xué)生的專(zhuān)屬,只要“有理有據(jù)”,小學(xué)生也可以做出精彩的論證。“數(shù)學(xué)”不僅需要“實(shí)驗(yàn)”與“猜想”,更需要邏輯與證明的參與,讓學(xué)生知道“是什么”,更明了“為什么”,從而學(xué)會(huì)“前聯(lián)后延”,真正培養(yǎng)學(xué)生的推理能力。