摘 要:逻辑推理,是数学学习的重要途径,也是数学思维的重要体现,更是数学学科核心素养的组成部分。因此,在初中数学教学中,教师应该重视学生逻辑推理能力的培养,使学生经历“联系”“类比”“归纳”“演绎”“预判”等思维过程,理顺数学逻辑,探索学习规律,形成核心素养。基于此,文章针对基于逻辑推理能力培养的初中数学教学展开研究与探索,力求在数学教学中为学生创造逻辑推理的机会,培养逻辑推理的能力,并以此为契机,促进学生核心素养的发展。
关键词:逻辑推理;初中数学;核心素养
数学是一门逻辑性很强的学科,单纯依靠背公式、记定理根本无法满足学习需求。因此,在日常教学中,笔者倡导以培养学生的逻辑推理能力为切入点,提升学生的数学品质,培养学生的核心素养。在文章中,笔者立足于初中数学教学的实际情况,尝试在教学中为学生创造“联系”“类比”“归纳”“演绎”“预判”等思维活动的机会,并使学生经由这些思维活动的训练,培养逻辑推理能力。
一、 在“联系”中培养逻辑思维能力
数学是一门综合性和逻辑性很强的学科,知識点之间有着紧密的联系。如果学生不能发现这些联系,就无法做到系统性的学习,也无法促进自身思维能力的发展。因此,在初中数学教学中,教师应该以“联系”为契机,促使学生探索数学学习的规律,掌握数学学习的方法。
例如,在学习苏科版七年级下册《多项式乘多项式》的时候,教师可以通过以下途径,帮助学生发现知识与知识之间的联系,从而促进学生逻辑思维能力的发展:首先,呈现题目。教师可以秉持“数形结合”的理念,设计下面的思考题目:学校有一个长方形足球场,长为a米,宽为m米。现在,足球场要进行扩建,长增加b米,宽增加n米。请大家计算一下,扩建以后的篮球场的面积有多大?面对这样一个开放式问题,学生会有很多的思路,并有不同的列式。有的学生将扩建后的足球场看成一个整体,列式为:(a+b)(m+n);有的学生将足球场“切割”成四个部分,列式为:am+bm+an+bn;还有的学生将足球场“切割”成两个部分,列式为:(a+b)m+(a+b)n;其次,发现联系。教师可以将所有的列式形式都呈现在大屏幕上。并启发学生:扩建以后足球场的面积是一定的,大家的列式结果是否也应该是一样的?如果是一样的,那就意味着(a+b)(m+n)=(a+b)m+(a+b)n=am+bm+an+bn。大家能想象一下,这三个等式之间是如何实现互相转换的吗?这样一来,教师就帮助学生建立起“乘法分配律”“单项式乘多项式”与“多项式乘多项式”之间的联系,使学生自己发现知识与知识之间的逻辑关系;最后,总结规律。当学生发现了知识之间的联系之后,教师可以进一步引导学生利用已有的基础知识与学习方法,推导出“多项式乘多项式”的运算规则。这样一来,学生通过“联系”,培养了思维的灵活性与逻辑性,促进了自身逻辑推理能力的发展。
二、 在“类比”中培养逻辑推理能力
“类比”的过程,是在“找相似”与“找不同”的过程中做出假设与论证,进而发现事物特点与本质的过程,是大脑高速运转、思维缜密运作的过程。因此,在初中数学教学中,教师可以为学生创造“类比”的机会,使他们的逻辑推理能力得到培养与锻炼。
例如,学习苏科版七年级下册《一元一次不等式》的时候,教师可以通过以下途径,通过“类比”来进行“一元一次不等式”的概念讲解,并培养学生的逻辑推理能力:首先,旧知导入。在学习新课之前,教师可以向学生呈现七年级上学期学过的一元一次方程,让学生观察一元一次方程的结构及特点。于是,学生经过观察之后,会得出一元一次方程的以下特点:
1. 只有一个未知数;2. 未知数的次数为1;3. 左右两侧相等;其次,类比知新。在学生分析完一元一次方程的特点之后,教师可以向学生呈现若干一元一次不等式,并让学生运用分析一元一次方程特点的思路,分析一元一次不等式的特点。于是,学生经过分析之后发现,一元一次不等式与一元一次方程既有相同之处,又有不同之处。相同之处在于:二者都是只有一个未知数,且未知数的次数为1;不同之处在于:方程的左右两侧相等,而不等式的左右两侧不相同。最后,概念总结。学生经过分析,发现了一元一次方程与一元一次不等式的相同与不同之处之后,教师可以要求学生参照一元一次方程的概念,阐述一元一次不等式的概念。在整个教学过程中,教师通过引导学生“类比”,锻炼了学生的思维,促进了学生逻辑推理能力的发展。
三、 在“归纳”中培养逻辑推理能力
数学知识体系庞大而杂乱,如果学生始终停留在“看山是山”的阶段,则学生永远无法掌握数学学习的规律,提高数学学习的效率。因此,在初中数学教学中,教师应该为学生创造“归纳”的机会,使学生具备从具体案例中推导出普遍原理的能力,进而培养学生的高阶思维,促进学生的逻辑推理。
例如,在学习苏教版七年级下册《同底数幂的乘法》的时候,教师可以通过以下教学设计,让学生在“归纳”中培养逻辑推理能力:首先,呈现特殊案例。教师可以为学生呈现一个特殊的例子,让学生在特殊的例子中初步体验同底数幂的乘法的运算方法与技巧。比如,教师可以给出下面的例子:1003×1002=?学生根据学过的“乘方的意义”可以将算式转化为(100×100×100)×(100×100)=100×100×100×100×100=1005;其次,呈现多种案例。在之前教师呈现的特殊案例的基础上,教师可以继续呈现多种多样的案例。比如,(1/4)3×(1/4)5、64×63等等。学生通过对于各种各样的案例的运算,会逐渐发现同底数幂的乘方的规则;最后,归纳总结。当学生初步摸清同底数幂的乘方的规则之后,教师可以引导学生对于多个案例的普遍规律进行归纳,并尝试利用字母公式将这种规律总结出来。于是,学生能够得出同底数幂的运算公式:am×an=am+n。通过归纳,学生的分析、判断、抽象、概括、总结等能力都得到了锻炼,逻辑推理能力得以培养。
四、 在“演绎”中培养逻辑推理能力
“演绎”是与“归纳”相对应的一种能力,是在普遍规律的指导下认识特殊情况、解决特殊问题的能力。在初中数学教学中,教师应该为学生创造“演绎”的机会,使学生能够从具体情况出发,灵活运用所学的知识解决实际的问题,从而提升学生思维的敏捷性与灵活性,促进学生逻辑推理能力的发展。
例如,在学习苏科版七年级上册《有理数的乘方》的时候,教师可以通过以下教学设计,让学生经历“归纳”与“演绎”的过程,促进学生逻辑推理能力的发展:首先,归纳。教师可以向学生呈现以下情境,在情境中让学生经历“归纳”的过程:现有一个棋盘,我们在棋盘上面摆放棋子。已知我们在棋盘的第一格摆放一颗棋子,在棋盘的第二格摆放两颗棋子,在棋盘的第三格摆放四颗棋子……总之,后一个格中的棋子要比前一个格中的棋子增加一倍,以此类推。那么,请大家分别计算前6个格中的棋子数量。针对这个问题,学生能够列式:第一个格中:1;第二个格中:2;第三个格中:2×2;第四个格中:2×2×2;第五个格中:2×2×2×2;第六个格中:2×2×2×2×2。于是,学生通过观察列式能够发现规律:从第二个格开始,每个格中的棋子数量为:
2格数-1;其次,演绎。当学生初步掌握了“有理数的乘方”的规律之后,教师可以改变情境,向学生提出下面的问题:现有一张厚度为0.01毫米的纸,请问经过第一次对折之后,纸张厚度多少?经过第二次对折之后,纸张厚度多少……经过第38次对折之后,纸张厚度多少?事实上,这个“折纸”问题就是“棋子”问题的变形。教师通过提出这个問题,能够促使学生将之前通过“归纳”而总结的规律应用于具体案例之中,进行“演绎”。通过这种形式,教师将“归纳”与“演绎”结合起来,更好地促进了学生逻辑推理能力的发展。
五、 在“预判”中培养逻辑推理能力
数学中的“预判”,就是根据已知的条件和已有的经验,做出判断并验证判断的过程,是逻辑推理的过程。因此,在初中数学教学中,教师不妨引导学生进行“预判”,使学生的“想”走在教师“教”的前面,从而促进学生的独立思考,强化学生的逻辑推理。
例如,在学习苏科版八年级下册《矩形、菱形、正方形》这一课的时候,教师需要让学生了解“矩形的性质”。于是,教师可以通过以下教学设计,在突显教学重点的同时,使学生在“预判”中培养逻辑推理能力:首先,动手实验。教师可以为学生准备若干雪糕棍,并要求学生利用这些雪糕棍,拼成平行四边形。然后,让学生移动雪糕棍,使平行四边形来回拉伸变形;其次,初级预判。当平行四边形拉伸变形的过程中,教师可以要求学生对平行四边形的“内角”和“对角线”的变化情况进行“预判”。随后,将自己预判的结果与实验的结果进行对比,尝试找出自己预判对或错的原因及依据;最后,深层预判。在学生初步了解了平行四边形“内角”和“对角线”的变化规律之后,教师可以向学生提出问题:请大家预测一下,当转动雪糕棍,使平行四边形的一个内角变为直角的时候,我们会得到一个什么形状?你判断的依据是什么?教师通过提出这个问题,能够使学生将之前学过的知识和实验的经验为依据,对于实验的结果提出自己的假设,并对于假设进行论证。这是“预判”的过程,更是逻辑推理的过程。可见,教师可以通过引导学生“预判”,促进学生逻辑推理能力的发展。
综上所述,培养学生的逻辑推理能力,是促进学生思维发展的前提,也是培养学生数学素养的基础。因此,在初中数学教学中,教师应该为学生创造“联系”“类比”“归纳”“演绎”“预判”等思维活动的机会,使学生在数学学习中能够探索学习规律,形成核心素养。
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作者简介:林勋,江苏省新沂市,江苏省新沂市堰头中学。