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刍议如何在初中数学教学中培养学生的推理能力

摘要:数学教学中对学生进行合情推理能力的培养,对于我们教师,能提高教学效率,增加课堂教学的趣味性,优化教学条件,提升教学水平和业务水平。对于学生,它不但能使学生学到知识,会解决问题,而且还能使学生掌握在新问题出现时该如何应对的思想方法。长期以来,中学数学教学一直强调教学的严谨性,过分渲染逻辑推理的重要性而忽视了生动活泼的合情推理,使人们误认为数学就是一门纯粹的演绎科学。事实上,数学发展史中的每一个重要的发现,除演绎推理外,合情推理也起着非常重要的作用。如哥德巴赫猜想、费尔马大定理等的发现。其他学科的一些重大发现也都是科学家通过合情推理、提出猜想、假说和假设,再经过演绎推理或实验得到的。如牛顿通过苹果落地而产生灵感,经过合情推理,提出万有引力的猜想,后来通过库仑的纽秤实验证实。海王星的发现更是合情推理的典范. 合情推理与演绎推理是相辅相成的。波利亚等数学教育家认为,演绎推理是确定的,可靠的;合情推理则带有一定的风险性,而在数学中合情推理的应用与演绎推理一样广泛。严格的数学推理以演绎推理为基础,而数学结论的得出及其证明过程是靠合情推理才得以发现的。
  关键词:初中数学 推理能力

因此,我们不仅要培养学生演绎推理能力,而且要培养学生合情推理能力。

《标准》要求学生“能通过观察、实验、归纳、类比等获得数学猜想,并进一步寻求证据、给出证明或举出反例。”也就是要求学生在获得数学结论时要经历合情推理到演绎推理的过程。合情推理的实质是“发现—猜想”,因而关注合情推理能力的培养有助于发展学生的创新精神。当然,由合情推理得到的猜想,需要通过演绎推理给出证明或举出反例否定。合情推理的条件与结论之间是以猜想与联想作为桥梁的,直觉思维是猜想与联想的思维基础。

培养学生善于合情推理的思维习惯是形成数学直觉,发展数学思维,获得数学发现的基本素质. 因此在数学教学中,既要强调思维的严密性,结果的正确性,也要重视思维的直觉探索性和发现性,即应重视数学合情推理的合理性和必要性。 充分发挥课堂教学的作用,渐进而有序地培养数学合情推理能力,提高学生素质,促进学生健康、全面地发展。数学家波利亚说过:数学可以看作是一门证明的科学,但这只是一个方面,完成了数学理论。用最终形式表示出来。像是仅仅由证明构成的纯粹证明性。

随着教育改革的全面推进,新教材纠正了旧教材那种过分强调推理的严谨性,以及渲染逻辑推理的重要性,而是提出了新的观点“合理推理”是新教材的一大特色。本文就新形势下的初中数学教学中学生推理能力的培养做了探索. 培养数学推理以演绎推理为基础,而数学结论的得出及其证明过程是靠合情推理才得以发现的。那么什么是合情推理呢?它是由一个或几个已知判断推出另一个未知判断的思维形式,合情推理是根据已有的知识和经验,在某种情境和过程中推出可能性结论的推理。合情推理就是一种合乎情理的推理,主要包括观察、比较、不完全归纳、类比、猜想、估算、联想、自觉、顿悟,灵感等思维形式。合理推理所得的结果是具有偶然性,但也不是完全凭空想象,它是根据一定的知识和方法,做出的探索性的判断。因而在平时的课堂教学中培养学生的合情推理是一个值得深思的课题。

当今教育改革正在全面推进。培养学生的创新意识和创新能力是大家公认的新教改的宗旨。合情推理是培养创新能力的一种手段和过程。人们认为数学是一门纯粹的演绎科学,这难免太偏见了,忽视了合情推理。合情推理和演绎推理是相辅相成的。在证明一个定理之前,先得猜想。发现一个命题的内容,在完全作出证明之前,先得不断检验、完善,修改所提出的猜想,还得推测证明的思路。合情推理的实质是:”发现到猜想”。牛顿早就说过;”没有大胆的猜想就没有伟大的发现。因此,在数学学习中也要重视思维的直觉探索性和发现性,即应重视数学合情推理能力的培养。

数学中合情推理能力大致分为以下三个方面内容:一、恰当创设情境引导学生观察合情推理并非盲目的、漫无边际的胡乱猜想。它是以数学中某些已知事实为基础,通过选择恰当的材料创设情境,引导学生观察。

Euler 曾说过:“数学这门科学,需要观察,还需要实验。”观察是人们认识客观世界的门户。观察可以调动学生的各种感官,在已有知识的基础上产生联想,通过观察还可以减少猜想的盲目性。同时观察力也是人的一种重要能力。

所以在教学中要给学生必要的时间和空间进行观察,培养良好的观察习惯,提高观察力,发展合理推理能力。例如,把20,21,22,23,24,25 这六个数分别放在六个圆圈里,使这个三角形每边上的三个数之和相等。通过观察图形以及这六个数后,我们应该想到,较大的几个数或较小的几个数不能同时在三角形的某一边上,否则其和就会太大或太小,也就是说,可以把较小的三个数分别放在三个顶点上,再把三个较大的数放在相应的对边上。

二、精心设计实验,激发学生思维Gauss 曾提到过,他的许多定理都是靠实验、归纳法发现的,证明只是补充的手段。在数学教学中,正确地、恰到好处地应用数学实验,也是当前实施素质教育的需要。著名的数学教育家George Polya 曾指出:“数学有两个侧面,一方面是欧几里得式的严谨科学,从这方面看,数学像是一门系统的演绎科学;但是另一方面,在创造过程中的数学更像是一门实验性的归纳科学”,从这一点上讲,数学实验对激发学生的创新思维有着不可低估的作用。

三、仔细设计问题

激发学生数学猜想是数学研究中合情的推理,是数学证明的前提。只有对数学问题的猜想,才会激发学生解决问题的兴趣,启迪学生的创造思维,从而发现问题、解决问题。数学猜想是在已有数学知识和数学事实的基础上,对未知量及其规律做出的似真判断,是科学假说在数学的体现,它一旦得到论证便上升为数学理论。牛顿有一句名言:“没有大胆的猜想,就做不出伟大的发现。”数学家通过“提出问题—分析问题—作出猜想—检验证明”,开拓新领域,创立新理论。在中学数学教学中,许多命题的发现、性质的得出、思路的形成和方法的创造,都可以通过数学猜想而得到。通过猜想不仅有利于学生牢固地掌握知识,也有利于培养他们的推理能力。

总之,数学教学中对学生进行合情推理能力的培养,对于我们教师,能提高教学效率,增加课堂教学的趣味性,优化教学条件,提升教学水平和业务水平。对于学生,它不但能使学生学到知识,会解决问题,而且还能使学生掌握在新问题出现时该如何应对的思想方法。
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