□寧夏回族自治區(qū)隆德縣第一小學(xué) 毛小寧
合情推理能力是衡量學(xué)生數(shù)學(xué)素養(yǎng)的關(guān)鍵,也是學(xué)生后續(xù)學(xué)習(xí)數(shù)學(xué)的核心能力。因此,教師想要提高學(xué)生的數(shù)學(xué)能力,提高教學(xué)質(zhì)量,就要重視對學(xué)生合情推理能力的培養(yǎng)。然而,我國現(xiàn)階段對合情推理的研究還處于初期階段,因此缺乏將其充分與教學(xué)工作相結(jié)合的經(jīng)驗。針對這一情況,小學(xué)數(shù)學(xué)教師應(yīng)優(yōu)先對合情推理能力進(jìn)行探究,了解其組成部分以及對學(xué)生成長、發(fā)展起到的重要作用,從而針對班級學(xué)生制定相應(yīng)的教學(xué)策略。推理能力是學(xué)好數(shù)學(xué)的基礎(chǔ),也是人們生活、工作最基礎(chǔ)的思維方式之一,主要包含合情推理以及演繹推理兩個方面。合情推理主要是指立足于事實,憑借自身經(jīng)驗和感覺,通過歸納、類比等方式總結(jié)出結(jié)果。在小學(xué)數(shù)學(xué)教學(xué)環(huán)節(jié),合情推理主要運用在多個知識層面的解題,引導(dǎo)學(xué)生形成合情推理能力,從而促進(jìn)學(xué)生更好地學(xué)習(xí)、成長與發(fā)展。
觀察是人們感知社會環(huán)境的關(guān)鍵途徑,學(xué)生自身觀察能力的水平會直接影響到其學(xué)習(xí)效果的好壞。以往的教育領(lǐng)域?qū)⒂^察能力簡單地概括為對生活事物、場景的具體印象。而實際上,很多數(shù)學(xué)知識和性質(zhì)都源于觀察,合情推理就是從觀察開始的。觀察能力是指一種有目的性和計劃性地對數(shù)字、符號、文字等進(jìn)行表達(dá)的關(guān)系式、命題等進(jìn)行深入觀察的感知能力。因此在數(shù)學(xué)中,觀察能力主要是指對觀察目標(biāo)的明確、對相關(guān)知識點的積累以及靈活運用觀察方式等。學(xué)生進(jìn)行合情推理的過程中,要首先明確觀察的對象、要求、目標(biāo)以及步驟等,再根據(jù)條件的范圍和目標(biāo),進(jìn)行符合常理的推測。
小學(xué)生的歸納推理能力主要表現(xiàn)在學(xué)習(xí)過程中,學(xué)生能依據(jù)歸納推理的定義,在特殊事件中發(fā)現(xiàn)原理,并在觀察、分析、探究后得出總結(jié),進(jìn)一步發(fā)現(xiàn)數(shù)學(xué)規(guī)律。歸納推理能力是合情推理能力的基礎(chǔ),只有學(xué)生掌握初步歸納的方式和思維邏輯,才能在特定的要求、條件中探究到數(shù)學(xué)知識,從而逐漸掌握知識運用的能力和技巧,這一能力在學(xué)生解題方面起到重要作用。
類比推理與歸納推理具有一定的相似性,兩者都是對推理能力的進(jìn)一步細(xì)化,而兩者的不同之處在于類比推理是找出某種類型之間的相似性。這種能力主要表現(xiàn)在學(xué)生學(xué)習(xí)數(shù)學(xué)的環(huán)節(jié)中,掌握一定類比推理能力,學(xué)生能嘗試?yán)妙惐韧评淼姆绞降贸鋈碌慕Y(jié)論、定律等,從而在分析問題的過程中逐步找到解決問題的方法,實現(xiàn)知識遷移,對學(xué)生舉一反三等能力有著積極的促進(jìn)作用。
猜想能力是合情推理能力中運用最廣泛的一種。站在某一角度來說,合情推理的方向和目標(biāo)就是得出正確猜想。在數(shù)學(xué)中,想要證明一個定理、概念,優(yōu)先要做的就是對結(jié)果的猜想,在厘清事件原委后,猜想出證明理論的思路和流程。學(xué)生想要學(xué)好數(shù)學(xué)這一學(xué)科,就要優(yōu)先建立猜想意識和能力。
猜想能力可以分為以下幾種:第一,提出猜想的能力。簡單來說,學(xué)生要具備提出想法和問題的能力,才能對某一問題進(jìn)行深入探究和分析;第二,檢驗猜想的能力。當(dāng)學(xué)生提出問題和猜想后,并不是直接解決問題或驗證結(jié)果,而是針對猜想進(jìn)行驗證,保障猜想合理性,才能證實猜想的正確性;第三,修正猜想的能力。這一能力是指當(dāng)學(xué)生發(fā)現(xiàn)問題或猜想錯誤或不符合常理時,能進(jìn)一步針對猜想進(jìn)行修正和調(diào)整。比如,為猜想增加一些條件和前提,就會有效增加猜想的合理性和可靠性。
小學(xué)數(shù)學(xué)教師想要培養(yǎng)學(xué)生的合理推理能力,就要重視對教學(xué)環(huán)境的創(chuàng)設(shè),設(shè)計出符合學(xué)生實際學(xué)習(xí)需求、貼合學(xué)生實際生活、與學(xué)生學(xué)習(xí)相關(guān)且?guī)в幸欢y度的問題,構(gòu)建起優(yōu)質(zhì)的教學(xué)環(huán)境,促使學(xué)生在學(xué)習(xí)環(huán)境中利用問題情景提出猜想,從而培養(yǎng)其觀察能力、分析能力等。
例如,開展“三角形邊的關(guān)系”一課時,教師可以向?qū)W生提出問題:“若一個三角形的邊長是16,另外兩條邊的和為21,那這個三角形兩邊的長度分別為多少?”而后教師可以引導(dǎo)學(xué)生利用教具進(jìn)行操作,再向?qū)W生提出問題:“符合邊長條件時,何時能圍成三角形?何時又不能圍成三角形?”引導(dǎo)學(xué)生積極參與觀察、動手實踐等。合情推理要在大量的觀察和分析的基礎(chǔ)上,若缺少條件或材料,就無法得出正確的結(jié)論。因此,教師要為學(xué)生準(zhǔn)備足夠多的教學(xué)材料以及思考時間,鼓勵學(xué)生通過對教學(xué)材料的使用、分析、探究來得出正確的解決辦法。
比如,學(xué)生在學(xué)習(xí)期間經(jīng)常會遇到找規(guī)律填數(shù)的練習(xí)題,如“數(shù)字組合 2 4 6——16 中,橫線處應(yīng)填哪個數(shù)?”若學(xué)生僅簡單地觀察前幾個數(shù)字的規(guī)律,則很容易在橫線處填數(shù)字8,導(dǎo)致結(jié)果錯誤。由此可見,學(xué)生想要準(zhǔn)確地解決這一數(shù)學(xué)題,要對條件中的所有數(shù)字進(jìn)行分析和探究,從而找出所有數(shù)字之間的規(guī)律,只有這樣才能得出正確的結(jié)論。
猜想能力在數(shù)學(xué)合情推理能力中占據(jù)重要地位,很多數(shù)學(xué)的定理、公式等都是在科學(xué)家的創(chuàng)造性猜想中發(fā)現(xiàn)并得出的。在數(shù)學(xué)領(lǐng)域,猜想具有重要的作用和價值。因此,小學(xué)數(shù)學(xué)教師在培養(yǎng)學(xué)生合情推理能力時,要注重培養(yǎng)其猜想能力,這也是學(xué)生形成合情推理能力的基礎(chǔ)和前提。對此,教師應(yīng)鼓勵學(xué)生大膽猜想,不要拘束和害怕。對于勇于提出猜想的學(xué)生,無論對錯,教師都不要立馬否定,而是要表揚學(xué)生的學(xué)習(xí)態(tài)度,只有這樣學(xué)生才會更愿意表達(dá)自己的想法,有利于學(xué)生猜想意識和能力的形成。小學(xué)生具有思維發(fā)散的特點,這一特點為學(xué)生猜想能力的形成打下基礎(chǔ)。大部分小學(xué)生喜歡向教師提出問題,尤其是提出一些稀奇古怪的問題,這是因為學(xué)生本身就具有大膽、沒有顧忌的性格特點。但在此期間,教師要對學(xué)生的猜想進(jìn)行合理的評價,保障學(xué)生猜想的合理性。
教師應(yīng)意識到鼓勵學(xué)生大膽猜想的教學(xué)意義,盡量避免“為了猜想而猜想”的情況,不能為了追求猜想,讓這一教學(xué)工作浮于表面。很多時候,學(xué)生提出的猜想與教學(xué)目標(biāo)相偏離,不僅不能鍛煉學(xué)生思維能力,還會浪費很多課堂教學(xué)時間。這就要求教師認(rèn)真分析和研讀教材,指導(dǎo)學(xué)生進(jìn)行合情推理,認(rèn)真計劃教學(xué)環(huán)節(jié)和教學(xué)流程,在不應(yīng)該開展合情推理教學(xué)的情況下,不要做過多的留戀和贅述,以防浪費教學(xué)時間,影響課堂教學(xué)質(zhì)量。
例如,教師開展“條形統(tǒng)計圖”的教學(xué)環(huán)節(jié)中,為學(xué)生布置“分析一份城鎮(zhèn)近些年汽車銷售量的條形統(tǒng)計圖”時,針對“銷售量持續(xù)增長的原因分析”這一問題,學(xué)生提出“人們越來越有錢”的猜想,這種猜想雖然符合真實的生活情況,但與題目中所提出的信息并無關(guān)聯(lián),學(xué)生沒有站在數(shù)學(xué)的角度提出合適的猜想。因此,教師在引導(dǎo)和鼓勵學(xué)生進(jìn)行猜想的過程中,要讓學(xué)生站在已知信息的角度,立足于題目所給出的信息,進(jìn)行大膽的猜想和假設(shè)。在此期間,教師還要嘗試引導(dǎo)學(xué)生猜想的方向與內(nèi)容,便于提升教學(xué)工作的針對性。
思維能力也是合情推理能力的關(guān)鍵組成部分。由于小學(xué)生心理發(fā)育并不成熟,其思考的結(jié)果以及表現(xiàn)出的合情推理成分大多有待完善。小學(xué)數(shù)學(xué)教師在培養(yǎng)學(xué)生合情推理能力期間,應(yīng)注重學(xué)生思考的整個過程,加強對學(xué)生思維能力的鍛煉。簡單來說,教師鍛煉學(xué)生思維能力的同時,要有意識地引導(dǎo)學(xué)生將思維逐步外化,用流暢的語言對自身的思維邏輯進(jìn)行表達(dá),并盡量使用數(shù)學(xué)語言,以此提升學(xué)生的數(shù)學(xué)思維能力。
在實際教學(xué)環(huán)節(jié),受到教學(xué)任務(wù)、教學(xué)內(nèi)容以及教師急于將教學(xué)內(nèi)容傳遞給學(xué)生等因素的影響,學(xué)生很少有機會能充分表達(dá)自己的想法。比如,教師在講解“圓柱的表面積”一課時,通常會讓學(xué)生談?wù)勛约鹤鰣A柱體的方式,當(dāng)有學(xué)生細(xì)致地說:“我首先準(zhǔn)備一把剪刀、一個圓規(guī)還有幾張紙,然后……”教師還沒等學(xué)生說完,就打斷學(xué)生對制作細(xì)節(jié)的描述:“你就說說你在制作過程中發(fā)現(xiàn)什么規(guī)律?”提問式教學(xué)本是一項有效鍛煉學(xué)生語言表達(dá)能力的教學(xué)方式,能站在學(xué)生的角度,引導(dǎo)學(xué)生分享自己的研究過程和結(jié)果,但被教師打斷后,教師就會急切地提出下一個問題。教師提問的節(jié)奏過快,并不能充分體現(xiàn)提問式教學(xué)的意義和作用,沒有為學(xué)生預(yù)留出足夠的思考空間,不僅無法有效提升課堂教學(xué)的效果和質(zhì)量,還會對學(xué)生思考過程、合情推理能力培養(yǎng)等方面造成不良影響。
教師在鍛煉學(xué)生思維期間,要關(guān)注到學(xué)生自身的思維習(xí)慣和意識,了解學(xué)生習(xí)慣使用的思維方式,充分理解和尊重學(xué)生提出的各種天馬行空的想法,并為學(xué)生預(yù)留出足夠的思考空間,鼓勵學(xué)生積極表達(dá)自己的想法和觀點,增強學(xué)生自信心,讓其喜歡與同伴、教師交流自己的學(xué)習(xí)心得,從而有效加強學(xué)生思維能力和語言表達(dá)能力。教師開展思維訓(xùn)練的過程中,應(yīng)逐步引導(dǎo)學(xué)生理解合情推理,這就要求教師對學(xué)生的學(xué)習(xí)過程進(jìn)行有效的評價和指導(dǎo)。在此過程中,教師對學(xué)生的指導(dǎo)應(yīng)是全過程的指導(dǎo),而不是單純的成果指導(dǎo)與評價,并將指導(dǎo)方向和評價目標(biāo)這兩者與教學(xué)工作緊密連接,尤其要在具體問題的情景中對學(xué)生進(jìn)行適當(dāng)指導(dǎo)與評價。
例如,有一根長為5 米的麻繩,用它圍成一個長方形,并要求長方形的各個邊長為整數(shù),問如何才能讓長方形的面積最大?教師以這一問題作為情景,引導(dǎo)學(xué)生進(jìn)行合情推理,并對學(xué)生進(jìn)行指導(dǎo)和評價時,可從以下幾個方面著手。第一,學(xué)生能否完全理解題意,對“整數(shù)”“最大”是否有正確的認(rèn)知;第二,學(xué)生采用的方式多樣,會有多少學(xué)生想到使用列表法完成思考過程;第三,學(xué)生是否能先觀察找出數(shù)學(xué)規(guī)律后再進(jìn)行解答,以及學(xué)生能否完成對自己猜想的驗證;第四,學(xué)生是否能正確地提出一般性問題。若學(xué)生解決問題的過程、思路和結(jié)果等方面與教師設(shè)定的教學(xué)方案不一致,就要求教師根據(jù)學(xué)生實際學(xué)習(xí)情況,提出鼓勵性的評價和指導(dǎo)。一方面,使學(xué)生對學(xué)習(xí)過程保持動力和積極性;另一方面,加強教師教學(xué)工作的針對性,有助于教學(xué)質(zhì)量和效果的提升,從而促進(jìn)學(xué)生數(shù)學(xué)思維的形成。
培養(yǎng)學(xué)生合情推理能力期間,教師不能單純重視課堂教學(xué)環(huán)節(jié),還要將其與教學(xué)評價機制有機結(jié)合。這樣不僅加強評價內(nèi)容的豐富性、多元性,還能讓學(xué)生在評價中不斷認(rèn)識到自身存在的不足之處,并在教師的督促下改正。小學(xué)數(shù)學(xué)教師要注意到,對學(xué)生合情推理能力進(jìn)行觀察和評價的過程,不僅存在于平時的各種考試、測驗中,還要針對學(xué)生的課后作業(yè)、實踐活動等方面進(jìn)行細(xì)致的考察,要求學(xué)生能詳細(xì)地寫出自己思考問題的過程。此外,教師在課堂教學(xué)環(huán)節(jié)可以針對學(xué)生合情推理能力建立科學(xué)、合理的競爭機制,為經(jīng)常提出猜想的學(xué)生進(jìn)行獎勵,無論猜想的正確與否,都要對學(xué)生予以肯定,從而在教學(xué)環(huán)節(jié)構(gòu)建一種和諧的猜想氛圍,激發(fā)學(xué)生主動參與猜想并勇于表現(xiàn)自己的積極性。教師還可以在教室墻壁中粘貼“我是猜想家”的比拼表,對學(xué)生的猜想進(jìn)行評定,學(xué)生提出一個猜想可以獲得一顆黃色的小星星,若驗證猜想正確則可以獲得一顆紅色的小愛心?;蛘邔W(xué)生若驗證了其他學(xué)生的猜想,也可以獲得相應(yīng)的獎勵,星星和愛心的數(shù)量會體現(xiàn)在期末教師對學(xué)生的測評中。這樣的評價機制有助于激勵學(xué)生勇敢地提出并驗證猜想,從而逐漸喜歡上探究數(shù)學(xué)問題的過程,進(jìn)而提升其合情推理能力。教師開展數(shù)學(xué)教學(xué)工作期間,還要重視對學(xué)生自我反思意識和能力的培養(yǎng),這有助于學(xué)生加強對自身的認(rèn)知,從而使學(xué)生全身心投入學(xué)習(xí)過程。對此,教師可充分利用以下兩種方式。
第一,榜樣示范。教師以自身的經(jīng)驗和能力向?qū)W生展示合情推理的全過程,讓自己清晰的思路展現(xiàn)在學(xué)生眼前,或是學(xué)生回答問題的時候,常向?qū)W生提出:“你是根據(jù)什么條件形成這樣的想法?”“為什么要用這一思路解題?”而具備合情推理能力的學(xué)生就會明確、清晰地將自己的想法表達(dá)出來。在這種榜樣示范作用的激勵下,學(xué)生就會逐漸形成自我反思的意識,并主動學(xué)習(xí)教師和其他學(xué)生的優(yōu)秀能力。
第二,自我提問。這種方式能促進(jìn)學(xué)生逐漸形成自主思考的意識和能力,將學(xué)生的側(cè)重點從問題結(jié)果是否正確轉(zhuǎn)到自己思考過程是否全面。教師可以為學(xué)生推薦自我提問的方法,如“這個問題我見過與之相似的嗎?”“這個問題能否提出反例?若是能,我該從哪里開始?”“這個猜想我有沒有漏掉哪里?”
綜上所述,小學(xué)數(shù)學(xué)教師開展學(xué)生合情推理能力培養(yǎng)時,應(yīng)優(yōu)先明確合情推理能力的組成部分,針對學(xué)生實際情況,積極轉(zhuǎn)變教學(xué)觀念,掌握合情推理能力培養(yǎng)的機會和路徑。教師為學(xué)生創(chuàng)設(shè)問題情景,引發(fā)學(xué)生推理意識;鼓勵學(xué)生大膽猜想,促進(jìn)其思維能力的提升;利用評價機制,鍛煉學(xué)生自我反思意識,從而促進(jìn)學(xué)生形成合情推理能力,提高了教學(xué)工作的質(zhì)量和效果,也推動學(xué)生更好地成長、發(fā)展。