逻辑推理问题的基本方法范例6篇

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逻辑推理问题的基本方法

逻辑推理问题的基本方法范文1

【关键词】线性代数;概念;教学;学习方法

《线性代数》是普通高校的一门基础理论课程,通过本课程的学习使学生掌握线性代数的基本概念和基本定理.线性代数有着重要应用,计算机图形学、计算机辅助设计、密码学、虚拟现实等技术无不以线性代数为其理论和算法基础的一部分.线性代数具有高度的抽象性和严密逻辑性,但是缺乏直观的数学模型.线性代数课时短、内容多、理论多,例题少,它经常开设在大一.这些令学生普遍感到学习线性代数困难.除了上述的原因外,它也与教师的教学经验、教学方式、教学策略、对教材的处理方法等因素有密切关系.为了解决这个问题,笔者认为,可以从以下几方面入手.

一、加强基本概念的教学

在线性代数学习中,定义、定理及其推论等基本概念是我们做题的基础,只有深刻地理解定义、定理隐藏的知识,才能更好地把握定理及其推论的应用.我们在教学中,不能要求学生死记硬背公式,要想办法让学生理解这些概念、公式.怎么做呢? 就是尽量将概念具体化,如何具体化呢?尽量给予事例说明.如矩阵、线性变换、特征值与特征向量,让学生记住具体事例,使之认识深入化.在引导学生学习某些有具体几何背景(向量的模)的概念时,让学生多加联想,指导学生按图索骥.

为了让学生吃透概念,授课时应该提醒学生注意两方面的问题:1.对概念、定理的陈述如果是严谨的,那么就要一字一句的抠,一个字都不能动,改动个别字就会导致题意发生根本变化(线性相关、线性无关的概念);2.对于有些概念、定理,自己能够简明扼要用自己地语言来描述它们.另外,在教学中还可适当的构造反例,使学生加深对概念的理解,例如数的乘法运算满换律和消去律,但矩阵的乘法运算不满换律和消去律,这样的反例,直观性强,浅显易懂,能给学生留下深刻的印象,使学生掌握概念的本质.既提高了学生分析问题和解决问题的能力,又加深了学生对基本基本知识点的理解,为学生后续课程的学习打下了坚实的基础.

二、强化逻辑推理能力训练

逻辑推理是数学的一个基本功能,它也是人们学习和生活中经常使用的思维方式.逻辑推理能力是学好线性代数必须具备的能力,只有具备了良好的推理能力,才能做到既合理猜想又大胆猜想,敢于突破常规思维定式,但是逻辑推理能力的形成和提高是一个缓慢的过程,短时间内很难见效果,我们要创设概念、定理、方法等问题的活动情境,将抽象的理论想办法具体化,让学生自己探究知识、形成结论.这样我们既锻炼了他们的推理能力又培养了他们的学习兴趣,不再觉得学习线性代数是乏味、无趣.推理能力的培养,要考虑学生的自身特点、层次性,思维方式也存在着一定的差异,我们要因人施教,因材施教,这样使学生的逻辑推理能力不断跃上新台阶.线性代数的知识点较多,很多重要概念之间的内在联系并没在课本中充分反映出来.学生只有具备良好的合情推理和演绎推理能力,才能掌握知识点的核心.例如,向量的线性组合与线性方程组的解、向量的线性相关与齐次线性方程组的非零解均关系密切,但教材中把它们放在不同的章节,很少有学生考虑这些概念之间的联系,在这些教学内容完成后,我让学生自己推理出这些概念之间的关系,结果许多学生自己找到了正确的答案.

另外,还要让学生注意新旧知识的联系,最后把同类知识归纳、总结、列表,把容易混淆的概念进行对比,以加强学生的想象力、理解力、记忆力.对于有些习题,还要注意一提多解及同类题的共性,培养举一反三和推理能力.

三、注意学习方法的总结

线性代数的概念很多,重要的有:逆矩阵,初等变换与初等矩阵,正交变换与正交矩阵,特征值与特征向量.运算法则也很多,重要的有:矩阵乘法,求矩阵的秩,求非齐次线性方程组的通解,基本运算与基本方法要过关.这些知识点从内容上看环环相扣,相互交错.要使知识点衔接、成网,归纳总结是不可缺少的步骤.我们对问题的表述要富有逻辑性,解题方法灵活多样性.在复习时常问自己做得对不对?再问做得好不好?只有不断地归纳总结,努力搞清内在联系,使所学知识才能融会贯通,解题思路自然就开阔了.

逻辑推理问题的基本方法范文2

    一、逻辑推理与实际应用是数学学习动机

    数学发展的历史包括两种典型的数学文化:一种是重视逻辑推理的希腊数学文化,一种是重视实际应用的中国数学文化.

    数学史家将古希腊数学按时间分期:第一期从公元前600年到前323年;第二期从公元前323年到前30年,也称亚历山大前期;第三期从公元前30年到公元600年,也称亚历山大后期[3].前两个时期,希腊数学文化认为,数学命题只有通过几何形式的逻辑推理论证才能说明其正确性,论证数学成为数学研究的主流,几何形式的逻辑推理证明成为数学成果正确与否的衡量标准.这个标准逐渐发展成为对数学研究的期望或理想,即期望数学成果能够通过几何形式的逻辑推理来论证.在“亚历山大后期”,古希腊数学突破了之前以几何为中心的传统,算术、数论和代数逐渐脱离了几何的束缚.这一时期受罗马实用思想的影响,论证数学不再盛行,如海伦的《量度》中有不少命题没有证明.但论证数学中的逻辑推理在数学研究中仍占有重要位置,如丢番图《算术》书中采用纯分析的途径处理数论与代数问题[4].逻辑推理从几何论证中脱离出来,逻辑推理解决问题的思想发展成为数学研究的新理想,即希望数学问题可以通过纯逻辑推理的方法解决.纵观整个希腊数学文化,数学研究成为满足上述两种理想而付出的劳动,成为实现个人价值、满足求知欲的社会需求而付出的劳动.究其本质,逻辑推理思想是几何论证与分析法解决问题的根本,是上述两种理想中最本质的思想,并且满足动机的定义.因此它是古希腊数学研究的一个动机,也是人类进行数学研究的一个动机.

    中国古代数学在整体发展上表现为算法的建构和改进[5].所谓“算法”不只是单纯的计算,而是为了解决一整类实际或科学问题而概括出来的、带有一般性的计算方法[4].算学的目的在于解决实际问题,而实际问题是层出不穷的,因此中国古代数学不仅经受住了统治者废除“明算”科的考验,甚至还有所发展,如元末明初珠算的普及.随着中国数学文化的形成,用数学知识解决实际问题成为算学的理想,即期望数学成果能够被实际应用.中国古代数学研究成为受这个理想而支配的劳动,成为实现个人价值、满足求知欲的社会需求而付出的劳动.实际应用满足动机的定义,因此它是中国古代数学发展的一个动机,也是人类进行数学研究的一个动机.

    所以逻辑推理与实际应用是人类进行数学研究的两个动机,按动机的分类它们属于驱力,是从生理需要出发的内在动机.数学学习可以认为是有方向性的对已有数学成果的再次研究过程,可以看作是数学研究的特例形式.依据历史发生原理综合分析得出:人类进行数学研究的内在动机一定会在数学学习中表现出来,即激励人类研究数学的内在动机与激励学生学习的内在动机是一致的.

    从实际情况出发,逻辑推理可以作为生活中一种娱乐形式,如逻辑推理游戏、逻辑推理小说、逻辑推理电影等都深受公众喜欢;而实际应用也是大家十分感兴趣的,如通过应用基本的空气动力学知识制作航模.

    综上所述,逻辑推理与实际应用是数学学习动机,且这两个数学学习动机是学生共有的、内在的,也是在实际教学中易于对学生进行培养的数学学习动机.

    古希腊数学中的公理化思想是希腊数学文化的重要特点之一.公理化思想出现的标志是欧几里得的《几何原本》.在数学中引入逻辑因素,对命题加以证明,一般认为是从伊奥尼亚学派开始的,但毕达哥拉斯学派在这一方面作了重大的推进,他们的工作可以说是欧几里得公理化体系的前驱[3].因此公理化思想的提出要晚于逻辑推理思想,公理化思想是逻辑推理思想的发展.

    算法程序化思想是中国数学文化的另一个重要特点.算法程序化思想出现的标志是成书于公元前后的《九章算术》.实际应用思想虽没有明确的出现标志,但在《九章算术》成书前的《周髀算经》、《算数书》等书中涉及的数学知识都蕴含着明确的实际应用思想.算法的提出是为了解决一类实际问题,算法程序化为了使算法严谨、简明、更富一般性.因此算法程序化思想的提出要晚于实际应用思想,且算法程序化思想是实际应用思想的发展.

    随着数学发展,公理化思想与算法程序化思想已应用到现代数学中,成为现代数学的特点.但它们不是贯穿整个古希腊数学与中国古代数学研究的内在因素,而是逻辑推理与实际应用数学思想发展的衍生物.公理化思想与算法程序化思想也可作为数学学习的动机,但适宜群体明显要少得多.数学发展至今,数学本身的文化区域性特点淡薄了,希腊数学文化与中国数学文化背后的驱力——逻辑推理与实际应用思想,早已相互融合.近代微积分的应用及理论的严密化过程就是一例.

    二、比较古今数学教材以研究初中教材两个学习动机的培养

    教材是教学中最重要的用书之一,是教师教学、学生学习的主要依据.《几何原本》、《九章算术》作为西方与中国的数学教科书都有千年之久.两本着作都反映了当时的数学文化背景.重视逻辑推理与重视实际应用分别成为教学思想包含在这两本书中.

    因为《九章算术》作为教材多将刘徽注释加入其中,所以将现行数学教材与《几何原本》、《九章算术及刘徽注》进行比较研究.为增加3者的可比性,选择它们共有的内容,且知识体系完备,预备知识基本一致,学生认知水平大抵相同的勾股定理部分作为比较对象.这种比较虽不能以点代面,但仍有较强的代表性与启发性.现行数学教材采用经全国中小学教材审定委员会2004年初审通过的义务教育课程标准实验教科书八年级数学下册[6],以第18章第1节勾股定理内容为标准,选择《几何原本》、《九章算术及刘徽注》部分内容进行比较.因《几何原本》的成书结构是公理化体系,利用已知命题证明未知命题,且命题后没有辅助理解该命题的习题,所以选择其中与勾股定理有关或利用勾股定理证明的命题作为比较对象.由于初中教材在讲解勾股定理时,预备知识中未包含圆、无理量及立体几何内容,故选择《几何原本》[7]第Ⅰ卷命题47、48,第Ⅱ卷命题9、10、11、12、13作为比较对象.《九章算术及刘徽注》的勾股章是利用直角三角形性质求高深广远,因初中教材勾股定理的预备知识中没有相似三角形及勾股数组的内容,所以选择《九章算术及刘徽注》[8]勾股章[一]至[一四]题及[一六]题作为比较对象.

    1.各种教材中勾股定理的内容

    (1)编写目的

    《全日制义务教育数学课程标准(修改稿)》(下简称为《标准》)中勾股定理的教学要求是:探索勾股定理及其逆定理,并能运用它们解决一些简单的实际问题[9].《几何原本》与《九章算术及刘徽注》虽没有类似的编写标准,但可以从它们的内容及成书体系分析得出.《几何原本》利用勾股定理转换面积间关系证明几何问题,即在直角三角形中,两直角边上正方形面积和与斜边上正方形面积可以相互转换.如第Ⅱ卷命题9、10、11、12、13都是利用这种思想.《九章算术及刘徽注》利用勾股定理数量关系求得高深广远,解决实际生活的问题.

    (2)知识框架

    初中教材通过生活发现与几何直观探索,建立从实际到理论再到实际的知识体系,并运用定理解决简单问题.《几何原本》通过已知命题推导勾股定理,建立从理论到理论纯几何形式的知识体系,重在证明未知命题.《九章算术及刘徽注》通过给出3个简单几何问题“术”,建立从理论到实际的应用知识体系,旨在解决实际问题.3者建构的知识框架各不相同.

    (3)定理引入

    初中教材的导入分为两部分,分析毕达哥拉斯发现的定理特例与探究定理的一般形式.《几何原本》受公理化体系的影响,它的导入可以认为是定义、公理、公设及已知命题.《九章算术及刘徽注》的导入是3个已知两边求第三边的简单几何问题.

    (4)定理表述

    初中教材用特例猜想定理的一般形式给出勾股定理[6]:如果直角三角形的两直角边长分别为a、b,斜边为c,那么《几何原本》的勾股定理以命题形式给出:在直角三角形中,直角所对边上的正方形等于夹直角两边上的正方形[10].《九章算术及刘徽注》中的勾股定理以3个简单几何问题术的形式给出:勾股各自乘,并,而开方除之,即弦[8].3者对比,初中教材体现数形结合的勾股定理且形体现在边长上;《几何原本》中体现形的勾股定理且形体现在面积上;而《九章算术及刘徽注》体现数的勾股定理.各自的表述为其内容服务,它们之间存在一定差异.

    (5)定理证明

    初中教材利用我国古代赵爽的弦图(如图1、图2、图3),通过图形旋转证明定理猜想.这种证明方法是近年来学者们倾向于“古证复原”思想提出的.初中教材对定理证明如下[6]:

    赵爽注释的《周髀算经》对勾股定理的证明如下:案弦图又可以勾、股相乘为朱实二,倍之为朱实四.以勾股之差自相乘为中黄实.加差实一亦成弦实[8].

    两种解释代表两种证明思想,赵爽弦图及其证明方法未成最终定论.初中教材选择历史上的数学作为定理证明既应符合历史,又应符合学生认知习惯.图形旋转是否是赵爽的弦图思想,是否符合学生对一般几何问题证明的思维形式,仍需再斟酌.

逻辑推理问题的基本方法范文3

关键词:中学数学;能力发展;途径分析

中图分类号:G632 文献标识码:B 文章编号:1002-7661(2014)17-171-01

数学能力是在数学活动中形成和发展的。但又不是在数学活动中自然而然地形成的,它的“必要条件是有一套特别组织好的练习和训练。”所以,教学过程中必须有目的有计划地实施。笔者现结合教学中具体的教学活动,简要地分叙几个数学能力的培养和运用。

一、概括能力

数学解题,在数学中有着重要的位置。在一定的教学内容里,通过例题和相应的习题,总结归纳出某一类“基本题型”的共同特点,摸索出这类题型的解题思路和解题方法,达到举一反三、触类旁通的教学目的。在寻求一个复杂的数学问题的解法的时候,联想已经解过的类似题目或者研究是否可分解为某些“基本题型”,是解题的重要思路。所以,各类基本解题方法的概括和积累是十分重要的。

概括出,这是函数f(x)在x-X。处无定义的一类极限计算题,这类题目的通常解法是,先将函数f(x)作适当的恒等变形――或者化积约分,或者分子有理化,从而转化为可以求极限的新函数。中学阶段的求函数的计算问题,如果能够归纳出:代值法,公式法,代换法,逼近法和上述方法等几个基本类型,有关极限的计算,总可以转化为基本的某些方法去解决。

必须指出:尽管概括推理在数学活动中有着重要的作用,但是它毕竟是一种或然性的推理,这样概括出来的结论,并不能保证其正确性及严密性,很多时候,还夹杂着个人的主观猜想,也就是未必有客观真理性。所以,由概括获得的数学结论,或者是必须经过严格的证明,或者必须经受实践的检验,道理就在这里。

二、逻辑推理能力

数学是一个系统化的逻辑体系,它有着明确的结构。在这个结构中离不开逻辑推理。数学知识具有抽象性和内在联系性,学生在解题求证过程中,必须要运用定理、公理、公式进行演绎推理,从而获得更多的数学知识和更深邃的数学思想。著名的数学家笛卡儿甚至作出这样的评价:“从不可怀疑的和确定的原理出发,用类似数学的方法进行论证,就可以达到对自然的认识。”尽管笛卡儿的逻辑主义有它的片面性,但他却道出了逻辑推理方法在认识世界中的重要地位。

演绎推理,在数学活动中运用于定理、命题的证明、公式的推导,这是数学活动的主体。由于演绎推理是一种必然性的推理,推出结论的正确性取决于以下两点:(1)推理选取的前提正确可靠;(2)推理的形式合乎逻辑。因此,学生在学习推理论证的过程中,一定要使之习惯于合乎逻辑的证题格式,同时要做到论证过程步步有据。

至于寻找证题的途径,主要让学生学会综合和分析两种思维方法,或者由因导果,或者执果索因,或者顺推逆求相结合找寻衔接点。

三、逆向思维能力

数学是研究客观的工具,其内在联系也常常反应一定的规律。因此,在数学教学过程中抓住典型例子进行分析,有利于学生掌握解题规律。一些比较复杂的题目,可把问题拆成几个相互关联、互相独立的基本题,降低教学难度,对学生进行疏导,然后再把这个过程逆向进行。具备了逆向思维能力,学生解综合题也就不难了。其实,逆向思维即是改变了常规思维程序的思维,它把思维的角度进行了相反方向的转换,拓宽了学生的思维空间。逆向思维在数学教学中的应用主要有以下几个方面:1、数学公式的变用、逆用;2、用逆运算代换原运算3、用一个命题的等价命题代换原命题;4、引进未知量,把未知量当作已知量参加运算,最后消去未知量或求出未知量;5、初等对称式、函数图像的对称性与几何关系的运用。

我们看个实例:

已知26a=33b=62c,试求a、b、c之间的关系。

这里所求的量表为不同底的幂的指数形式,只有转化为对数形式才便于运算。考虑到已知数的因数仅有2及3,对数宜取2或3为底。若变形为6a=3blog23,6a=2clog26,即可通过等式运算导出a、b、c之间关系。

在具体的解题过程中如果不用逆向思维,解题的思路一般是很难畅通的。

四、求异思维能力

在数学活动中求异思维主要有有二方面的意义:第一方面培养学生一题多解的数学能力,进而激发学生思维的灵活性、创新性;第二方面是在解题时给予一定的条件,让学生运用所学的数学知识和生活经验展开联想和想象,并进行分析、辩论,更可能多地推导出各种结论,使学生在解题的时按需选择。例如,学习了复数的概念和运算,可从下面三个方面沟通它与其他数学知识的联系:1、用扩张了的“数的概念”处理代数问题;2、通过复数的三角表示,把三角问题转化为代数问题以便于寻找规律,或把代数问题转化为三角问题以便运算;3、用复数式表示曲线的方程,或置平面几何图形于平面中研究其性质。这些知识联系建立在学生的思维里,在解决数学问题需要的时候,就可以迅速地联想起用“复数法”解题。

我们知道,根据概括思维能为我们构筑数学结构,建立数学知识的纵的联想;运用求异思维,则能使我们在数学知识之间建立起广泛的横的联想。这就使我们在需要的时候,能顺利地从一种运算形式过渡到另一种运算形式,实现思维的迁移。可见,求导思维呈现着思维的机动灵活性,在探索创造中起着重要的作用。

总之,在数学教学中,必须依据数学内容的特点,选用恰当的思维形式,让学生牢固地掌握数学知识和技能;同时又必须充分运用生动的数学材料,去培养和发展学生的数学能力。我们相信,有了这样的指导思想,并注意在教学过程中有计划地加以贯彻,就一定能实现教给学生的数学知识与发展学生的数学能力的和谐统一。

参考文献:

逻辑推理问题的基本方法范文4

关键词:法律逻辑学;法律思维能力;培养策略

法律逻辑学是一门与推理和论证相关的法律类工具学科,其主要的任务是让学生能够厘清各种逻辑理论的具体内涵,以及灵活地运用各种逻辑方法于司法实践当中。而法律思维是指按照法律的逻辑来认真地观察和分析各种法律案件的思维方式,其与法律逻辑学的主要任务具有相关性,所以法律逻辑学对于培养学生的法律思维能力也具有非常重要的意义。

一、法律逻辑学可以培养法律思维能力

法律是社会公众的行为规范准则,其承担保障社会正常运作的职能,同时人们还要依靠法律来保证自身的权益不受侵犯,同时惩治社会犯罪行为。所以法律的严谨性和准确性非常重要,否则法律的权威性就会受到质疑,这也就要求法律的各个环节都必须具有严密的逻辑。但是在现实生活中,我们很难完全依据传统的逻辑方法来解决生活中的实际问题。而法律逻辑学就是为了解决这一状况而产生的,其主要的教学内容是法律推理和法律论证,分别是法律逻辑的基本规律、基本概念、逻辑推理、逻辑论证、案例论证和反驳等知识,学生通过学习法律逻辑学能够掌握普通的逻辑分析方法,同时形成较强的法律思维能力。

法律思维能力是指以法律的逻辑来观察、分析、解决法律问题的职业思维方式,主要表现为观察、分析法律事实的能力,搜集和判断法律证据的能力,归纳、概括案件争执焦点的能力,判定案件性质和认定案件事实的能力,正确阐释法理和适用法条的能力,严谨进行法律推理和论证的能力。一般来说,法律思维能力必须要经过长期的司法实践才能形成,但是学生通过学习法律逻辑学,可以初步形成法律思维能力。

二、法律逻辑教学的开展策略

法律逻辑学的主要教学目的就是让学生能够将法律逻辑的知识转化为实际的法律思维能力,所以学生必须要掌握将逻辑理论知识转化为法律思维的技能和方法。但是从当前的法律逻辑学来看,其教学内容普遍以“形式逻辑原理”+“法律实例”的形式展开,但是从实质上来看,这种教学模式并没有脱离形式逻辑的范畴,并没有有效地将法律逻辑理论与司法实践结合在一起。笔者结合多年的工作经验,现重点探究法律逻辑教学的具体开展策略,希望能够切实达到培养学生法律思维能力的目的。

1.将形式逻辑和辩证逻辑方法有效地结合在一起

法律逻辑学包含的教学内容非常丰富,比如法律推理的标准,法律推理的技术准则,演绎、归纳、类比推理的形式推理方法等。其中形式逻辑推理是法律中最基本的、普适性最高的推理方法,但是在实际的案件当中,单纯运用法律形式推理的案件几乎不存在。辩证逻辑推理是对法律形式推理的必要补充,学生通过学习辩证逻辑推理,能够有效地拓展法律职业思维的广度和加深法律职业思维的深度,进而保证法律思维的逻辑严密性。所以教师在教学过程当中,也应当将形式逻辑方法与辩证逻辑方法结合在一起,使得学生能够灵活地运用这两类方法开展法律推理。

2.强化批判性思维训练

批判性思维是指在理性思维基础上产生的一种带有怀疑性质的、创新的思维,其存在的目的就是通过分析和推理已有的认知和事实,而形成一种与别与常理的见解,从而达到探求真理的目的。批判性思维属于创新性思维的核心内容,其既具备强的逻辑分析性,又具有高度的辩证性,所以强化学生的批判性思维训练,就是强化学生对于多种思维方法和思维方式综合运用的熟练程度。

在法律逻辑学的教学当中,教师应当有意识地渗透批判性思维,让学生能够养成自由思考的习惯,通过长期自觉理性的判断,使得学生不会盲目迷信“标准答案”,走出传统的思维定势的局限。在课堂上,教师可以经常出一些存在错误的案例,让学生主动地纠正其中存在的法律逻辑错误,从而让学生形成辩证的法律逻辑思维形式,增强学生法律逻辑思维的准确性和严谨性。另外,教师还要让学生学会提出恰当的问题,学会对所列示的证据材料提出合理的质疑,能够及时地识别其中存在的错误,并且用可靠的证据进行论证,最终得出合理的、具有说服力的结论。

3.培养学生的法律思维能力

法律逻辑学的教学内容主要包括形式逻辑训练和法律思维能力的培养,所以教师在教学过程当中应当重视这两方面内容的讲解。在培养学生的法律思维能力方面,教师首先要开展生活化教学,选择实际生活中出现的真实案例与教材的文字知识结合起来,在课堂上为同学们详细地分析一些现实中发生的事情、社会热点问题及有趣的逻辑典故。这样一方面可以使得书面知识直观化,使得法律逻辑学教学更加灵活、更加具有实用性;另一方面,也便于学生将抽象化的理论知识转化为实际的理性认识,提高学生的知识实践运用能力。其次是采用案例教学法,教师要选择一些案例来开展法律逻辑教学,选择的案例必须具有法律专业性、真实性以及可讨论性,能够引发学生产生不同的观点。只有教师在课堂上引用具有可讨论性的案例,才能使得学生之间产生不同的思维碰撞,以此来对学生进行逻辑思维训练,培养学生的批判性思维和法律实践能力。最后是运用论辩教学法,即引导学生针对某个具体的理论、实际的事例进行辩驳与争论,以此充分锻炼学生的法律职业能力。教师在采用论辩教学法的过程中,必须要给予学生充分的时间独立地思考问题,并且让学生能够在课堂上充分地表达个人的思考和理解。教师要鼓励学生大胆地思考和分析,通过课堂所学的知识去发现其中的规律和方法,最终得出合理的结论。这样的论辩过程,可以很好地考察学生对知识的掌握程度、逻辑分析的能力、语言表达的能力、思维的敏锐程度,能够很好地提高学生运用所学法律知识论证个人论点或反驳他人观点的能力,同时对于培养和提高学生的综合思维能力也具有非常重要的意义。

参考文献: 

[1]张静焕.法律思维、法学教育与法律逻辑学教学[J].重庆工学院学报:社会科学版,2017,21(12). 

[2]宋玉红.法律逻辑教学的三个注重[J].法律与社会,2011(10):236-237. 

[3]缪四平.批判性思维与法律人才培养[J].华东政法大学学报,2010(4):146-147. 

逻辑推理问题的基本方法范文5

关键词:物理专业;高等数学;数学思想;教学

作者简介:唐果(1957-),女,湖南湘潭人,湖南科技大学数学与计算科学学院,副教授。(湖南 湘潭 411201)

基金项目:本文系2011年湖南省教育厅教学改革研究资助项目、湖南省教育厅学位与研究生教育教改重点课题(项目编号:JG2011A019)的研究成果。

中图分类号:G642.0 文献标识码:A 文章编号:1007-0079(2013)19-0125-02

“高等数学”是物理专业学生必修的一门重要基础课程,是学生学习物理各专业课程的基础。目前国内外很多学者认为高等数学的任务是为学生学习物理各专业课程以及今后的工作提供必要的高等数学基础知识。[1,2]数学严格的逻辑性、高度的抽象性、语言的简明性,使数学具有培养学生逻辑推理能力、抽象思维能力和空间想象能力的独特功能。[3]因此,高等数学的任务除了为学生学习物理各专业课程以及今后的工作提供必要的高等数学基础知识之外,应该还具有培养学生逻辑推理能力、抽象思维能力和空间想象能力的任务。而物理学中的问题,就是利用数学严密的推理、高度的抽象及空间想象建立模型,最终经过实践检验,求得其理论。[4]因此,培养物理专业学生逻辑推理能力、抽象思维能力和空间想象能力就显得尤为重要,也是物理专业“高等数学”教学责无旁贷的任务。如何在物理专业“高等数学”教学中培养学生逻辑推理能力、抽象思维能力和空间想象能力是每位教师必须思考的问题。

一、数学思想简介

数学思想是数学产生以及数学发展过程中必须依赖的基本思想,是人们在谈论数学时,总要谈及到的独特素质。数学思想是由三种基本思想,即抽象、推理和模型思想组成。抽象思想是把外部世界与数学有关的东西抽象到数学内部,其素质表现为抽象能力强;推理思想是逻辑推理促进数学内部的发展,其素质表现为逻辑能力强;模型思想是沟通数学与外部世界的桥梁,其素质表现为应用能力强。

数学中的抽象主要包括两方面的内容:数量与数量关系的抽象、图形与图形关系的抽象。其中关系是重要的,正如亚里士多德所说:数学家用抽象的方法对事物进行研究,去掉感性的东西剩下的只有数量和关系。对于数学研究而言,线、角,或者其他的量,不是作为存在而是作为关系,通过抽象得到数学的基本概念,从而把现实生活中的与数学有关的东西引入数学的内部。这些基本概念包括数学的研究对象的定义,刻画对象之间关系的术语和符号,还包括刻画对象之间关系的运算方法。这种抽象是一种从感性具体上升到理性具体的思维过程,但这样的抽象只是第一次抽象。在此基础上,还能凭借想象和类比进行第二次抽象,其特点是符号化,得到那些并非直接来源于现实的数学概念和运算方法,比如实数和高维空间的概念,极限和四元数的运算。第二次抽象是此理性具体扩充到彼理性具体的思维过程,在这个意义上,数学并非仅仅研究那些直接来源于现实生活的东西。

数学主要依赖的是逻辑思维,逻辑思维的集中表现是逻辑推理,人们通过推理,能够深刻地理解数学研究对象之间的逻辑关系,并且可以用抽象了的术语和符号清晰地描述这种关系。所谓推理,是指一个命题判断到另一个命题判断的思维过程。所谓推理有逻辑,是指所涉及的命题内涵之间具有某种传递性。在本质上,只存在两种形式的推理,一种是归纳推理,一种是演绎推理。人们通过推理形成各种命题、定理和运算法则。随着数学研究的不断深入,根据研究问题的不同,数学逐渐形成各个分支,而且数学各个分支得到的结果之间却是相互协调的。为此,人们不能不为数学的这种整体一致性感到惊叹:数学似乎蕴含着类似真理那样的合理性。

数学模型是用数学的概念、原理和思想方法描述现实世界中规律性的东西。所以数学模型是指用数学的语言描述现实世界所依赖的思想。数学模型使数学走出数学的世界,是构建数学与现实世界的桥梁,通俗地说,数学模型借用数学的语言讲述现实世界的故事。数学模型的出发点不仅是数学,还包括现实世界中的那些将要讲述的东西。并且,研究手法也不是单向的,需要从数学和现实这两个出发点开始,规划研究路径、构建描述用语、验证研究结果、解释结果含义,从而得到与现实世界相容的、可以描述现实世界的结论。数学模型也必然有其适用范围,这个适用范围通常表现于模型的假设前提、模型的初始值、模型参数的某些限制。

由数学思想的概念可以看到,培养物理专业学生逻辑推理能力、抽象思维能力和空间想象能力就是要在物理专业“高等数学”教学中提高学生的数学思想。

二、提高物理专业学生数学思想的“高等数学”教学途径

对于物理专业的学生,提高了逻辑推理能力、抽象思维能力和空间想象能力,即数学思想,也就增强了他们的创新能力、数学应用能力、可持续发展能力和终身学习能力,才能使培养出来的学生真正做到知识、能力、素质三者并重。下面结合笔者 长期物理专业“高等数学”教学的实践,针对教师在“高等数学”教学的过程中如何提高物理专业学生数学思想谈谈体会和具体做法。

1.教师自身必须具有较高数学思想和数学方法论的素养

由于数学思想蕴含于高等数学的各部分内容之中,只有教师具有了较高的数学思想素质,才能挖掘出高等数学各部分内容之中的数学思想,才能做到在高等数学的讲授中,善于向学生传授这些思想以及寓数学思想于平时的教学中,因此教师自身要加强对数学史和数学方法论的学习与研究。

2.教师必须具有较好的物理素质

由于高等数学中的概念和定理只反映数量关系和空间形式,没有具体的描述对象,而物理中的概念和定理则有具休的描述对象,比如,向量在高等数学中是一个抽象概念,但是在物理中则用来表示力、速度等具体的概念。另外,高等数学中的很多概念和定理是科学家们在研究物理问题时抽象出来的,例如:微积分就是牛顿在研究力学问题时首先提出,并为解决各种力学问题而日益丰富起来的。因此教师具有了较强的物理素质后,一方面与物理专业的学生有更多的“共同语言”,可以使用在实践中看得到的现象解释十分抽象的数学概念和定理,提高学生学习高等数学的积极性;另一方面,可以利用物理实例引入高等数学的概念和定理,培养学生的数学思想。所以,教师自身应加强物理知识的学习。

3.教师要善于将高等数学各部分内容中的数学思想挖掘并系统地分类

教师在备课时要深入研究教材,结合教材的知识点,查阅其发生发展过程,把握住有关概念和定理的来龙去脉,抓住数学知识与数学思想的结合点,挖掘出蕴含于教材每章节中的数学思想,在教学中做到统筹安排,有目的、有计划和有要求地进行数学思想的教学。

4.教师应针对不同的教学内容,通过多种途径设计数学思想教学

由于同一教学内容可以蕴含多种数学思想,而同一数学思想又分布在不同的教学内容中,所以教师应根据不同的教学内容,选择不同的教学手段和方法开展数学思想的教学。选择的原则为有利于学生领悟和掌握数学思想,例如:在遇到反映推理数学思想的教学内容时,可以采用探究式和启发式教学方法进行教学。特别是对于物理专业的学生,教师应充分利用其对物理现象熟悉和物理问题理解的特点,首先提出问题,然后学生在教师的引导和启发下模拟科学家解决问题的过程,或支持学生从多角度以不同方式对问题进行思考,最后让学生自己得出结果。在遇到反映抽象数学思想的教学内容时,可以采用发现式教学方法进行教学,教师可以利用高等数学中的很多概念和定理是科学家们在研究物理问题时抽象出来的特点,结合教学内容,向学生展示该教学内容的形成和演变过程,使学生体验抽象数学思想的作用和巨大价值;或采用案例式教学方法进行教学,由于抽象是从许多不同事物中提取的共同点,因此教师可以从许多领域收集既体现数学的本质,又通俗易懂,引人入胜的例子,然后根据教学内容适当地提炼一些最新的有趣的例子作为应用案例,从这些案例中提取共同点得出结论。在遇到反映模型数学思想的教学内容时,可以采用启发式教学方法进行教学。由于数学建模是对实际问题进行合理抽象和量化,利用数学公式进行模拟和验证的一种处理方法,因此教师可以结合教学内容适当选择一些实际应用问题,然后引导学生加以分析,通过抽象、简化、假设、建立和求解数学模型,从而解决实际问题;或采用实验教学方法进行教学,教师首先设计出注重数学思想的剖析、数学技术的灵活性和数学理论的实用性的实验项目,然后在教师的指导下,学生亲自动手建立和求解数学模型,从而解决问题。当遇到同一教学内容蕴含多种数学思想的情况,可以同时采用多种教学方法进行教学。

5.教师要充分认识到学生掌握数学思想是一个反复认识、训练和运用的过程

由于学生对于蕴含在具体数学知识中的数学思想开始只能形成初步的感性认识,只有经过多次反复后,在较为丰富的感性认识的基础上,才能逐步抽象、概括而形成理性认识,再在实践活动中反复检验和运用,才能加深这种理性认识。因此,学生对每种数学思想的认识都是在反复理解和运用中形成的,其间有一个由低级到高级的螺旋上升过程。所以教师应该将高等数学各个内容中的数学思想形成为具有一定结构的系统,对于某一种数学思想而言,所串连的具体数学知识也必须形成自身的体系。由此明确每一种数学知识的教学中可以进行哪些数学思想的教育,并设计好对每种数学思想进行反复认识、训练和运用的过程。由于绪论课一般都要讲述知识产生的背景,发展简史,研究对象,基本和主要的问题,研究的思想和与其他各章知识的联系等,教师可抓准时机在绪论中直接简述有关数学思想,而在复习课中则可顺势总结概括本章用到的数学思想,这也可以形成学生对数学思想系统的反复认识。

三、结束语

数学思想是数学的精髓和灵魂,是知识转化为能力的桥梁。数学教育的目的不仅要使学生掌握基本的数学知识与技巧,更要重视发展学生的能力,全面提高综合素质。因此本文就如何在“高等数学”教学中提高物理专业学生数学思想,培养学生逻辑推理能力、抽象思维能力和空间想象能力,提高他们的创新意识和创新能力,根据多年的教学实践谈了一些认识、体会和具体做法,希望能起到抛砖引玉的作用。

参考文献:

[1]余天培.提高物理系高等数学教学质量初探[J].西北师范学院学报,1987,(4):86-88.

[2]左东林,滑超伦.高等数学在物理中的应用举例[J].淮阳教育研究,1994,(4):18-21.

逻辑推理问题的基本方法范文6

关键词: 初中数学教学 推理能力 逻辑思维

所谓推理就是由一个或几个已知判断推出另一未知判断的思维形式。合情推理是根据已有的知识与经验,在某种具体的情境中推出可能出现的结论。合情推理是一种合乎情理的推理,一般包括观察、概括、归纳、类比、猜想、顿悟等思维形式。推理是逻辑思维的工具之一,是学好数学不可缺少的条件。

一、理解基本概念,发展逻辑推理能力

培养与发展学生的逻辑思维是数学教学的重要任务。在教学中应该揭示教材的内在逻辑性,培养学生的逻辑思维能力。常常会遇到这样的情况,学生在解数学题时,只重视对公式与定理的记忆,一般不重视对数学概念的透彻理解,因而常有偷换概念等错误现象的发生。例如:在求解汽船往返甲、乙两码头之间顺水速度为60千米/小时,逆水速度为30千米/小时,往返一次的平均速度时,学生错解为平均速度是(30+60)×1/2=45(千米/小时),其中对“平均速度”概念的理解是错误的,把它与两个数的算术平均数混淆起来。违反思维的基本规律,造成结论的错误。正确的解法应该是:设两码头距离为s公里,那么往返一次的距离应为2S,顺水所用的时间为未小时,逆水时间为S/60小时。因此,平均速度是:V=2S/(S/60+S/30)(千米/小时)。从本例可以看到,若运用逻辑推理方法理解“平均速度”这个概念,就可以加深对平均速度这个概念的理解。在教学中,若教师掌握这一规律,就能强调对这概念的理解与使用,从而培养学生的逻辑推理思维。

二、恰当创设情境,引导学生学会观察

合情推理并不是盲目的、毫无根据的胡乱猜想,而是以中某些已知的条件为基础,通过选择恰当的材料创设具体的数学情境,引导学生进行深入的观察。数学家Euler说:“学习数学这门科学需要认真的观察,同时还需要实验。”观察是人认识客观世界的开始。观察可以调动各种感官在已有知识与经验的基础上开展联想,进而找到解决问题的办法。同时,观察力也是衡量一个人能力的标志之一。因此,在数学教学中要培养学生对必要的时间与空间进行观察,养成良好的观察习惯,在提高观察力的同时进行合理的推理。例如:把20,21,22,23,24,25这六个数分别放在六个圆圈中,让三角形的每边上的三个数之和相等。通过观察图形及这六个数后,我们就应该想到三角形边长定理,较大的几个数或较小的几个数不能同时放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角形的三个顶点上,再把三个较大的数放在相应的对边上。

三、培养空间观念,提高学生创新能力

《初中数学课程标准》把“空间观念”作为义务教育阶段中培养学生的创新思维与实践能力的重要内容。对数学的空间观念是培养创新思维所必需的基本条件,没有空间观念几乎谈不上学习数学。因为很多的发明创造都是以空间的形态呈现的,设计者要先从自己的想象出发画出设计图。再根据设计图做出实物模型,根据模型修改设计,直到最终完善成型。这是一个充满丰富想象力与创造性的探求过程,这个过程也是人大脑思维不断在二维与三维空间之间转换、利用直观进行思考的过程,空间观念在这个过程中起到至关重要的作用。因此,明确空间观念的意义、掌握空间观念的特点、提高学生的空间观念,对培养学生的创新思维与实践能力具有十分重要的意义。例如:在教学“长方体与正方体表面”时,让学生先通过认真观察长方体与正方体的图形,再想象它的展开图,并把脑子中所想的图形画出来,然后动手操作,这样就能充分验证学生对图形的空间想象力。

四、培养推理能力,掌握数学思想方法

美国密歇根大学教育学院的德博拉·鲍尔说:“数学具有吸引力的原因之一就在于它能够引导学生进行奇妙的推理。”所以,我们在数学教学中应该重视培养学生的推理能力。那么怎样在教学中培养学生推理能力呢?实践证明,要让学生掌握一定的推理方法。数学概念、定理等是推理论证与运算的基础,让学生明白在教学过程中要提高由表及里、由此及彼的认识能力。在例题中要把解(证)题思路的发现过程作为重要的教学环节,不仅要知道怎样做,还要知道为什么要这样做;在习题练习中要认真的审题、细致的观察,对解题起关键作用的隐含条件要有挖掘的能力,会运用综合法和分析法,并在解(证)题过程中尽量要求学会用数学语言、数学符号进行表达。此外,还应强化学生分析、综合、类比等方法的训练,提高学生的逻辑思维推理能力。加强对逆向应用公式与逆向思考的训练,提高学生逆向推理证明能力。学生一旦掌握思想方法,推理能力就会不断提高。

总之,在初中数学教学中培养学生的合情推理能力,能提高课堂教学效率,发展学生的思维能力。因此,教师要不断改进教学条件,提升教育教学水平。让学生学到更多的知识,提高学生解决问题的能力。培养合理的推理能力需要一个长期的过程,只要努力的探索,就会使之成为学好数学的工具。

参考文献:

[1]胡勇.改革教学方法,加强素质教育的初步尝试[J].考试周刊,2012(4).