“推理能力的发展应贯穿于整个数学学习过程中。推理是数学的基本思维方式,也是人们学习和生活中经常使用的思维方式。推理一般包括合情推理和演绎推理,合情推理是从已有的事实出发,凭借经验和直觉,通过归纳和类比等推断某些结果;演绎推理是从已有的事实(包括定义、公理、定理等)和确定的规则(包括运算的定义、法则、顺序等)出发,按照逻辑推理的法则证明和计算。在解决问题的过程中,两种推理功能不同,相辅相成:合情推理用于探索思路,发现结论;演绎推理用于证明结论。” 这是“课标(2011年版)”关于推理能力的描述。 《普通高中数学课程标准(2011年版)》把核心素养概括为:数学抽象、逻辑推理、数学建模、直观想象、数学运算和数据分析。在小学阶段,推理能力是最具有代表性的“数学的方式”去思考。 推理具有多样性,可以根据不同的标准对它进行不同的分类。比较常见的分类有两种。 首先,根据推理形式的不同,可将推理分为演绎推理、归纳推理和类比推理。 其次,根据推理的前提和结论之间是否具有必然联系,把推理分为必然推理和或然推理(合情推理) 其中,前提与结论之间有必然联系的推理叫做必然推理;前提与结论之间没有必然联系的推理叫或然推理(合情推理) “演绎”是由一般到特殊的推理,即由一般性知识的前提推出特殊性结论,它是必然性推理。 “归纳”是由特殊到一般的推理,即由特殊(个别)性知识的前提推出一般性结论。 归纳推理根据前提所考查对象的范围,分为完全归纳推理和不完全归纳推理。 完全归纳推理考察了某类事物的全部对象,无一例外,它也是必然性推理;不完全归纳推理仅仅考察了某类事物的部分对象,由此推出的一般性结论,有可能为真,也有可能为假,它是合情推理。 “类比”是由特殊到特殊的推理,即以两个或两类对象有部分属性相同为前提,推出它们的其它属性也有相同的结论,也称类推。 推理能力的培养,有许多方法。重视知识的理解,鼓励学生猜想,启发学生说理,充分利用直观等途径都可以有效促进学生推理能力的发展。 在平时的练习中,也可以结合基础知识的教学及结合问题解决的教学展开训练。 例如,找规律推理。 把完全一样的梯形如图拼起来,梯形的个数与周长的关系。 或者,把完全一样的梯形如图拼起来,当周长是100厘米时,一共有多少个梯形? 针对第一幅图,部分同学是按照周长的定义计算出周长的结果,分别为5、8、11……,显然不易看出梯形个数与周长之间的关系。 如果按照上下底之和+两腰的方法来计算,比较容易发现其规律: 当梯形个数为n个,周长为(3n+2)厘米。当然,除了这个思路,还有利用拼在一起,用减去重合部分的方法去思考。 类推,第二幅图中梯形个数为n个,周长为(4n+4)厘米。 类似,长桌宴是苗族宴席的最高形式与隆重仪式,已有几千年的历史。每边坐2人的方桌拼成长桌,要坐下100人,需要多少张方桌拼成一行长桌?要坐下1000人呢? 如何得到可做人数与方桌张数之间的关系呢? 在五年级练习中,就出现了类似的“长桌宴”题目,通过观察发现规律: 当然,如果只是列出表格,把总人数写出来,并不容易发现规律,如下: 所以,学生需要把这个可做人数的过程写清楚,将思维可视化。不同的思路就会写成不同的算式。 思路一: 每增加一张方桌,可多做4人; …… n张桌子:6+(n-1)×4=4n+2 思路二: 有的同学会发现无论几张桌子,左右都各坐1人,上下合在一起是4人,于是n张桌子能坐的人数:4n+2 个人。 思路三: 两张桌子拼在一起,就会消失2个人。多拼一次,就少坐2人。 于是,当n张桌子拼在一起,能坐的人数: 6n-2(n-1)=4n+2 那类似地,看前面长桌宴的题目,总人数与方桌张数之间的数量关系如下:总人数=方桌张数×4+4。即当桌子张数为n张时,总人数=4n+4。 所以,当总人数为100人,100-4就为就得到两边的人数,而每张方桌两边共坐4人,所以除以4,(100-4)÷4=24,就是方桌张数。 那当总人数为1000人,(1000-4)÷4=249,就是方桌张数。 这个“长桌宴“的题目,就和前面的梯形周长(第二幅图)的结果是一样了。 用小棒照样子摆一行三角形: 当有n个三角形时,需要多少根这样的小棒? 如何解决这样的问题,就需要通过观察1、2、3……个这样的三角形,然后发现小棒根数与三角形个数的关系。 如果只是列表格,数小棒的个数,并不能发现其中的规律。 那就需要让学生想到如何去思考和说理。 方法1:第1个三角形需要3根,后面每增加1个三角形增加2根。3+2(n-1)=2n+1 方法2:先有1根,然后补2根。就是1+2n 方法3:先有2根,然后补1根,就是2n+1 方法4:发现两个三角形中间有1根火柴棒重复,3n-(n-1)=2n+1 如果连续摆n个正方形,需要小棒多少根? 方法1:第1个正方形需要4根,后面每增加1个正方形增加3根。4+3(n-1)=3n+1 方法2:先有1根,然后补3根。就是1+3n 方法3:先有3根,然后补1根,就是3n+1 方法4:发现两个正方形中间有1根火柴棒重复,4n-(n-1)=3n+1 如果进一步推广,连续摆n个正五边形,要小棒4n+1根; 连续摆n个正六边形,要小棒5n+1根; …… 连续摆n个正a边形,要小棒(a-1)n+1根。 无论是用火柴棒摆图形,还是求图形的周长,这些都是和平面图形有关。以此类推,如果是正方体进行拼搭,其实就和表面积的变化规律有关。 如果棱长是1厘米,依次拼摆成1长条的长方体,左右各有1个面,上下前后4个面,所以: 1个正方体:4+2平方厘米 2个正方体:4×2+2平方厘米 3个正方体:4×3+2平方厘米 4个正方体:4×4+2平方厘米 …… m个正方体:4m+2平方厘米 还可以看到,每拼一次,就减少2个面。 1个正方体:6平方厘米 2个正方体:2×6-1×2 平方厘米 3个正方体:3×6-2×2 平方厘米 4个正方体:4×6-3×2 平方厘米 …… m个正方体:6m-2(m-1)=4m+2 平方厘米 如果棱长为2厘米,m个正方体的表面积应该是4(4m+2)=16m+8 平方厘米。 从平面图形的拼搭类推到立体图形的拼搭,从中发现其中的规律。在这样找规律的题目中,可以进行推理能力的培养。 |
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