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如何培养逻辑推理能力范文1
关键词:数学课堂;小学生;逻辑推理
一、精心设计思维感性材料
思维的感性材料是学生开展逻辑推理的基础前提,也可以说思维感性材料的数量和质量在一定程度上影响着学生逻辑思维推理的成败。因此,要培养小学生的逻辑推理能力,教学者首当其冲的任务是做好思维感性材料的设计工作,为学生提供丰富的感性材料,帮助小学生顺利实现量变到质变的飞跃。比如说,在质数和合数的概念教学中,教学者可以通过大量找自然数约数的方法,让学生观察分析总结得出质数与合数概念的内在的区别。即质数的约数只有1和它本身;合数的约数除了1和它本身之外,还存在其他约数。
二、依据基础知识进行思维活动
逻辑推理是在把握了事物与事物之间的内在必然联系的基础上展开的,所以,培养小学生的逻辑推理能力可以有效结合小学生现有的基础知识。由于小学生学习能力有限,所接受和理解的教学内容较少,依据已有的基础知识应当从数学概念、公式和定义、法则等入手,进而开展逻辑推理活动。比如,在给三角形作高的教学中,很多学生对锐角三角形、直角三角形的作高感到很容易,但很难把握钝角三角形的作高方法,究其原因是没有依据三角形高的概念,没有找到正确的逻辑思维方向。
三、养成多角度认识事物的习惯
多角度看问题、思考问题是发散小学生思维能力,提高小学生逻辑思维能力的重要途径。养成多角度看问题即在认识事物的过程中,全面认识事物部分与整体之间的关系、事物与其他事物之间的关系、部门与部分之间的关系等。这需要小学生理解和把握“”和“异中求同”的思维理念,相同事物的比较要发现其存在的不同之处,而不同事物的比较能够找出其中某个方面的相同之处。比如,在课程教学中,老师可以将比较相似或相近的问题作比较,让学生找出两者的联系和区别,进而找出问题的正确答案,提高学生的逻辑思考能力。
如何培养逻辑推理能力范文2
关键词:重视;讲授;训练;揭示
《初中数学新课程标准》告诉我们:“数学在提高人的推理能力和创造力等方面有着独特的作用”.数学课堂是培养学生逻辑推理能力的主要阵地.那教学中应如何培养学生数学逻辑推理能力呢?应从以下几方面入手.
一、重视概念,洞知原理
数学知识中的基本概念、基本原理和基本方法是数学教学中的核心内容.基本概念、基本原理一旦为学生所掌握,就成为进一步认识新对象,解决新问题的逻辑思维工具.
二、巧用逻辑,游刃有余
在数学教学中,结合具体数学内容讲授一些必要的逻辑知识,使学生能运用它们来进行推理和证明.培养学生的推理能力,必须掌握逻辑的同一律、矛盾律、排中律和充足理由律等基本规律.教师应该结合数学的具体教学帮助学生掌握这些基本规律.要使学生懂得论断不能自相矛盾,在同一关系下对同一对象的互相矛盾的判断至少有一个是错误的;论断不得含糊其词,模棱两可,在同一关系下,对同一对象的判断或者肯定或者否定,不能有第三种情况成立.在数学证明过程中,必须步步有根据,每得到一个结论必须有充足的理由,这样,学生在解答思辨性很强的题目时,就会游刃有余.
三、循序渐进 合理训练
数学推理既具有推理的一般性,又具有其特殊性.其特殊性主要表现在两方面.其一,数学推理的对象是数学表达式、图形中的元素符号、逻辑符号等抽象事物,而不是日常生活经验;其二,数学推理过程是连贯的,前一个推理的结论可能是下一个推理的前提,并且推理的依据必须从众多的公理、定理、条件、已证结论中提取出来.数学推理的这些特性会给学生在推理论证的学习带来困难.初一学生已初步掌握了普通逻辑的基本规律和某些推理形式,但必须依赖于生活经验的支撑.例如,他们从“爸爸比妈妈高,妈妈比我高”的前提很容易推出“我比爸爸矮”的结论,但有些刚学习不等式的学生从“∠A>∠B, ∠B>∠C”的前提推得“∠C
1.说理练习,不可或缺.教师在教学.中要注意把运算步骤和理论依据结合起来.同时可以进行适当的说理性训练,这样做可以使学生在说理的过程中养成寻找理由、言必有据的习惯.
例如,某汽车公司的汽车票价为单程票票价4元,周票票价为36元,李老师每星期一三五要乘汽车上班,搭朋友的车回家.问李老师应该买周票吗?请说明理由.
评析:该题目的是希望学生能说明一个清晰的推理过程中的依据.按照常规算法,李老师一个星期乘8次,买单程票需32元,而周票需36元,因此她不应买周票.但从另一个角度考虑,她也可以买周票.其理由是如果她周末外出乘车至少8元以上,那么买单程票总花费就多于36元,所以买周票能省钱.这种类型的训练,可以从代数的运算过渡到几何推理打下良好的基础.
2.加强培养,推理技能.对于推理论证技能的培养,一般可分几个阶段有层次地进行.
(1)通过直线、线段、角等基本概念的教学,使学生能根据直观图形,言必有据地作出判断.
(2)通过相交线与平行线以及三角形有关概念的数学,使学生能根据条件推出结论,能用数学符号写出一个命题的条件和结论,初步掌握证明的步骤和书写格式.
(3)在“全等三角形”学习之后,学生已积累了较多的概念、性质、定理,此时可以进行完整的推理论证的训练.通过命题证明,逐渐掌握推理技能.
(4)在学生已初步掌握技能技巧的基础上,通过较复杂问题的求证,帮助学生掌握寻找证明途径的各种方法,以发展逻辑推理能力.
四、点拨到位 相时揭示
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关键词:逻辑推理演绎归纳类比教学策略
逻辑推理是由一个或多个判断推出一个新判断的思维过程,作为人的一种重要认知方式,一直受到心理学和教育学的关注。逻辑推理的心理机制、发展时期、影响因素等是心理学研究的热点课题,而培养学生的逻辑推理能力是教育的重要目标。本文对逻辑推理的相关心理学研究做一些简介,并由此得出对中学数学教学的几点启示。
一、心理学对逻辑推理的一些研究
逻辑推理包括三种形式:演绎推理、归纳推理和类比推理。对逻辑推理的研究主要围绕这三种形式展开。
(一)学生逻辑推理的发展研究
有研究表明,学生的逻辑推理能力随年龄增长而持续发展,在小学阶段有初步表现,在初中和高中阶段达到成熟。
李丹等人对儿童假言推理(一般有两种形式:一是充分条件的假言推理,它是一个充分条件的假言判断,即“如果……则……”;二是必要条件的假言推理,它是一个必要条件的假言判断,即“只有……才……”)能力的发展特点进行了研究。研究显示,儿童假言推理能力从小学三年级到初中三年级随年级的升高而增长,小学三年级开始已有初步表现,在小学六年级到初中一年级期间有一个加速阶段。其增长速度和水平,一方面受年龄阶段和推理格式的影响,另一方面也因对不同命题具体内容的熟悉程度而有所差异。这是由于假言推理中事物的因果关系具有复杂性,而儿童的辩证思维尚未成熟所致。总体上看,假言推理能力的发展时间要比直言三段论推理能力推迟一年左右。
李国榕和胡竹菁对中学生直言三段论推理能力的现状进行了调查。结果发现,学生的直言三段论推理能力在初中阶段发展较快,且每升高一个年级,其推理能力都有明显的提高;高中各年级之间,学生的推理能力虽有差异,但不显著;而由初中升入高中,学生的推理能力会有一个飞跃。而且,男、女学生之间的推理能力无显著差异,但理科学生的推理能力高于文科学生。此外,中学生在进行直言三段论推理时,对不同格式推理能力的发展水平并不完全一致。
全国青少年心理研究协作组于1985年对全国23个省、市初一、初三和高二学生的逻辑推理能力做了测试,内容包括归纳推理和演绎推理(又分为直言推理、假言推理、选言推理、复合推理和连锁推理)两类,同时还测试了辩证推理能力。结果表明,初一学生就已具备各种推理能力;三个年级之间,推理能力发展水平和运用水平都存在显著差异。此外,凡是需要调动感性知识的试题,学生解答起来就容易;反之,则感到困难;其中,归纳推理依赖学生感性知识的程度比演绎推理更高。
黄煜烽等人在全国19个省、市不同类型的学校随机抽取初一、初三、高二学生17098名,开展归纳推理和演绎推理的测试。结果显示,进入中学以后,学生基本上掌握了逻辑推理的常用规律,其思维水平开始进入抽象逻辑思维占主导的阶段;在整个中学阶段,学生的推理能力随着年级的升高都在持续地发展,在初二阶段尤其迅速;在整个中学阶段,归纳推理能力的发展水平要高于演绎推理能力;在演绎推理能力中,学生的直言推理能力发展较好,而连锁推理能力发展较差。
方富熹等人采用口头测试的方式,考查9—15岁儿童充分条件的假言推理能力的发展。结果表明,大部分9岁(小学三年级)儿童的有关推理能力已经开始发展,但水平较低;大部分12岁(小学六年级)儿童的假言推理能力处于过渡阶段;大部分15歲(初中三年级)儿童的假言推理能力达到成熟水平。在之后的进一步研究中,他们又发现,12岁儿童对充分条件假言推理有关规则的掌握,取决于他们形式运演思维的发展水平。
林崇德教授将中学生的论证推理能力分为四级水平(也可以看作四个发展阶段):直接推理、间接推理、迂回推理、综合性推理。研究发现,在正常的教育教学情况下,中学生的数学推理能力随年级升高而提升;初二和高二是推理能力发展的转折点,初二学生普遍能按照公式进行推理,高二学生的抽象综合推理能力则得到显著的发展。
(二)影响逻辑推理的因素研究
1.关于演绎推理。
张庆林等人的研究表明,在条件推理(利用条件性命题——通常为假言判断——进行的推理)中,推理的内容会影推理形式规则的运用,进而影响推理的过程和结果。这主要是由于日常生活经验会影响人们对具有实际生活意义的大前提的语义加工或心理表征,具体表现为对问题空间的影响;人们在不同的问题空间中进行分析和判断,就会得到不同的推理结论。这是一种直觉的推理形式。因此,人们在进行涉及日常生活的推理时往往会受到经验的影响。
胡竹菁和胡笑羽认为,推理行为是推理者在现有推理知识结构的基础上解决具有一定结构的推理题的心理加工结果。而演绎推理问题和推理者所掌握的有关推理的知识结构都由推理形式、推理内容两方面构成,进而基于形式和内容两种判定标准,提出了“推理题与推理知识双重结构模型”:推理行为会受到四个方面的影响,用公式表示为BR=f[IS(form),IS(content),KS(form),KS(content)],其中BR代表推理行为,IS(form)代表试题形式结构,IS(content)代表试题内容结构,KS(form)代表推理者所掌握的形式知识结构,KS(content)代表推理者所掌握的内容知识结构。
Senk研究了中学生在几何证明中的演绎推理表现,发现如果学生证明过程的书写能力比较薄弱,会影响学生的推理能力。
Jansson通过访谈,研究了初中生在假言命题、选言命题、联言命题、否命题等不同逻辑形式任务上的发展及先后层次结构。研究显示,学生缺乏处理那些正式、真实、有趣的“暗示”的能力,且同一逻辑运算的不同语言形式会对逻辑推理产生影响。
Hoyles和Kuchemann考察了学生假言推理能力的发展,指出在特定的数学情境中,对“暗示”的理解是否到位和演绎推理能否成功之间存在某种联系。
根据演绎推理相关的认知与脑机制研究,左、右脑在演绎推理中的功能差异主要表现为言语系统和视空系统在演绎推理中的不同作用,而且这两种系统对几种演绎推理类型的影响可能是不同的。不同性质的内容在影响被试推理过程时,所激活的脑区域是有差异的,如推理内容具体或抽象、推理材料包含更多具有显著情绪特征或社会规则的内容、形式逻辑规则是否与个体信念冲突等。因此,个体的知识经验、信念偏向等对演绎推理也有一定的影响。
2.关于归纳推理。
多数研究证明,归纳推理受到前提项目多样性的强烈影响,材料类别与概念范畴、属性特征及其呈现方式、推理形式、知识经验等因素都会对归纳推理产生不同程度的影响。而近年来,许多研究开始关注归纳推理的心理效应。根据归纳论断中不同因素对个体做出归纳结论时把握性大小的影响,归纳推理的心理效应主要分为三种:类别效应、属性效应、交互效应。当前,关于类别效应中多样性效应的研究较为集中,即人们意识到前提更加多样的论断具有更大的归纳推理力度,从而在归纳推理过程中倾向于寻找差异更大的证据来支持将要得出的结论。有研究结果表明,在适合的条件下,儿童在归纳推理中能够表现出多样性效应。
根据一些前提类别具有某一特征而推测结论类别也具有这一特征时,要推测的特征叫作归纳特征,结论类别具有这一特征的可能性程度叫作归纳强度。目前,对基于类别的特征归纳的解释主要有相似性解释和知识解释两类。相似性解释认为,人们的归纳推理能力基于前提类别与结论类别的相似性,并随着这种相似性的增加而增强。
王墨耘和莫雷提出关联相似性模型,即描述人们根据归纳特征关联项的相似性来做归纳推理的抽象模型。这一模型将特征关联知识与相似性整合到一起,认为基于关联相似性的归纳推理包含三个环节:首先寻找与归纳特征相关联的特征(即关联特征),然后比较评估结论类别与前提类别在关联特征上的相似性(即关联相似性),最后根据这种关联相似性程度得出结论类别是否具有归纳特征和在多大程度上具有归纳特征。这一模型还认为归纳强度的大小可用公式来预测:归纳强度=关联特征与归纳特征的关联强度×关联特征的相似性程度(即关联相似性程度)。
王墨耘和高坡通过实验验证了,归纳强度与关联相似性、关联相似性变化的影响效果与关联强度、归纳信心与关联强度之间均为正相关。
3.关于类比推理。
类比推理与类比迁移有关。已有研究表明,12岁以下儿童的类比推理能力不足,是由于他们所掌握的概念知识有限(特别是相对于类比推理任务的难度),缺乏类比迁移的动机。
除了自身年龄特征、知识经验、信念之外,工作记忆也是类比推理的重要影响因素。工作记忆是一种对信息进行暂时性加工和储存的能量有限的记忆系统,由语音回路、视空间模板和中央执行器三个部分组成。其中,语音回路负责以语音为基础的信息的储存和控制,它分为语音储存系统和发音复述系统两个部分;视空间模板主要负责处理视觉空间信息,它包含视觉元素(与颜色、形状有关)和空间元素(与位置有关);中央执行器负责各个子系统之间以及它们与长时记忆之间的联系,也负责主要资源的协调和策略的选择与计划。
唐慧琳和刘昌采用双因素实验设计,发现工作记忆是影响类比推理的重要因素:在图形类比推理中,主要有视空间模板中的空间成分、语音回路中的发音成分以及中央执行器的参与;而在言语类比推理中,则是视空间模板中的空间成分起主要作用。
此外,王亚南和刘昌通过数字推理测验,探讨了数字推理能力发展的心理机制,发现加工速度和工作记忆在数字推理能力的发展过程中都发挥着重要的作用,且工作记忆的作用大于加工速度;推测加工速度可能是年龄与工作记忆的中介,仅对工作记忆的发展起一种直接调节作用,而工作记忆可能对数字推理能力的发展起直接调节作用。
问题之间的相似性能够影响类比检索的过程,因而对类比推理也有重要影响:相似度越高,越能促进类比迁移。问题之间的相似性包括抽象原则、问题内容、实验环境三个方面。其中,抽象原則在正规问题中指公式,在无法定义的问题中指图式和深层结构;问题内容主要包括语义领域和表面元素两个方面;实验环境则包括实验过程中的背景、实验者和实验程序等。
二、对中学数学教学的启示
(一)关注发展关键时期,加强逻辑推理训练
逻辑推理的相关研究表明,中学生的数学推理能力随年级升高而提升;初二和高二是推理能力发展的转折点(关键期);假言推理能力在小学三年级到初中三年级之间随年级的增长而增长,在小学三年级已有初步表现,在小学六年级到初中一年级之间有一个加速阶段,在初中二年级普遍接近成熟水平;总体归纳推理能力的迅速发展在初一到初三阶段,演绎推理能力的迅速发展在初三到高二阶段。这些研究结论对数学教学的直接启示是,要关注学生逻辑推理能力发展的关键期,在关键期内加强对学生的逻辑推理训练。因为,如果错过了关键期,再要培养学生的逻辑推理能力,可能会事倍功半。
在小学阶段,数学学习的主要内容是理解运算法则,依据法则进行运算。这是典型的演绎推理,但是,依据的法则往往是单一的,而且推理的步骤很少。这符合小学生的认知规律。到了初中阶段,平面几何的证明成为数学学习的重要内容。虽然也是演绎推理,但与小学阶段有了明显的不同:依据的法则、定理较多,选用难度较大,同时,推理的步骤明显增多。如果初中生不能适应这种变化,也就是逻辑推理能力的增长没有与学习内容复杂程度的增加同步,就会造成学习困难——实践表明,初中往往是学生数学成绩分化的起始时期。因此,在这一逻辑推理能力发展的关键期开展有针对性的训练十分必要。
第一,保证一定量的推理练习。量变引起质变,这是一个简单的哲学原理。没有量的积累,何来质的改变?学习数学必须做一定量的题,这是一个硬道理。当然,一定量的推理练习并不意味着“题海训练”,可以理解为“题海训练”量的下限。也就是说,如果一个学生的推理训练达到了一定的量,那么他的逻辑推理能力就能实现质的提升。对“一定量的推理练习”的理解,还要注意这样两个问题。其一,量(的下限)不是一个统一的标准。不同学习能力的学生需要的训练量是有差异的:学习能力强的学生训练量可能小一些,学习能力弱的学生训练量可能大一些。其二,量与质是相关的。一个基本的观点是,一道高质量题目的训练功能强于几道低质量题目的训练功能。例如,让学生做一道有理数的四则混合运算题目,其逻辑推理训练功能明显强于让学生反复做几道同一类型的有理数加法运算题目。这两个问题正是教师在教学实践中需要研究的:如何针对不同学生的实际水平确定训练量的标准?如何编制高质量的逻辑推理训练题?
第二,协调发展多种推理形式。演绎推理、归纳推理、类比推理之间有一定的相关性,但更具有相对独立的特质。也就是说,不能指望通过一种推理能力的训练来带动其他推理能力的发展,专门的训练是必要的。
例1老师在黑板上写出了三个算式:52-32=8×2、92-72=8×4、152-32=8×27。王华接着写出了两个具有同样规律的算式:112-52=8×12、152-72=8×22。
(1)请你再写出两个(不同于上面算式)具有上述规律的算式;
(2)用文字写出上述算式反映的规律;
(3)证明这个规律的正确性。
本题题干分两次给出5个算式,启发学生在观察、认识的基础上,初步猜想。第(1)问引导学生举出一些例子(如112-92=8×5、132-112=8×6等),从而验证猜想。第(2)问引导学生将发现的规律做一般化描述:任意两个奇数的平方差等于8的倍数。第(3)问则要求学生给出形式化的数学证明。前两问都属于合情推理,最后一问则属于演绎推理。本题的解答过程中,既包含了对已知条件的观察、分析和类比,又包含了对规律的探索、归纳及证明,为学生进行合情推理和演绎推理提供了可能,能较为全面地培养学生的逻辑推理能力。
此外,本题条件还可以进一步简化,即不给出算式的结果,而让学生先自行计算52-32、92-72、152-32,再尝试寻找规律,从而给学生更大的探索空间。
第三,协调运用演绎推理方法。在演绎推理中,综合法和分析法是两种常用的证明方法。分析以综合为目的,综合又以分析为基础,二者互相渗透、互相依存。训练中,应当注意兼顾两种方法。
例2已知ABC中,∠ACB=90°,∠BAC=30°,求证:BC=1/2AB。
本题需要证明的结论是,一条线段的长度等于另一条线段长度的一半。教师可适当提示学生有两种证明思路:第一种是延长BC至原来长度的两倍,再证明其等于AB;第二种是缩短AB至原来长度的一半,再证明其等于BC。
针对第一种证明思路,可延长BC到点D,使得CD=BC(见图1),此时只需要证明BD=AB。教师可进一步提问学生如何证明,启发学生寻找BD与AB之间的关系,作出辅助线AD,使得问题进一步转化为证明ABD为等腰三角形。针对这一命题,学生很容易判断出可利用三角形全等来证明。至此,教师带领学生通过分析法得到了证明思路,学生也能较为顺利地写出证明过程。
针对第二种证明思路,可取AB的中点D(见图2),此时只需要证明AD=BC或BD=BC。教师可让学生自己尝试采用综合法证明:连接CD,根据直角三角形斜边上的中线等于斜边的一半,得出CD=AD=BD,再由∠B=60°,得到BDC是等邊三角形,进而得出结论。
(二)适当揭示逻辑规则,固化演绎推理思维
形式逻辑有专门的知识。在中学数学教学中,这些知识通常不是系统地讲授给学生的,而是学生通过数学知识的学习潜移默化地掌握的。但是,对有些逻辑知识,有必要做适当的介绍,以帮助学生形成清晰的思路,固化“言必有据”的演绎推理思维。
例如,判断的四种形式是全称肯定、全称否定、特称肯定、特称否定。学生必须理解它们之间的关系,否则,在推理时容易出现错误。
再如,直言三段论由大前提、小前提和结论组成,有四“格”,其中,第一格如下页图3所示(大前提必须是全称的,小前提必须是肯定的),第二、三、四格稍微复杂一些。中学数学中的演绎推理几乎都采用直言三段论的第一格。因此,学生必须理解清楚这个规则,方能正确进行演绎推理。
在学习演绎推理的初级阶段,有必要对学生进行推理过程的补充理由训练。一种方式是写出全部推理过程,让学生填写每一步推理的依据;另一种方式是给出有一些空缺步骤的推理过程,让学生补全推理过程,并写明理由。许多研究表明,这是行之有效的推理训练方式。
例3如图4,点E在四边形ABCD内部,AF∥BE,DF∥CE,求证:BCE≌ADF。
本题是一道常见的初中几何证明题,涉及平行线、平行四边形及全等三角形的有关知识,难度适中。教师可以让学生独立思考并给出证明,同时在每个步骤之后写清理由,如使用的定理、性质等,从而帮助学生理解其中的逻辑关系。在这一过程中,教师还要关注数学语言表述的准确性、严谨性、规范性,及时纠正学生出现的错误。
(三)设置合情推理情境,培养归纳类比能力
合情推理的实质是“发现—猜想—证明”。教学中,教师应根据学生的特点,充分挖掘教学资源,灵活创设合情推理情境,充分展现推理思维过程,培养学生的归纳和类比能力。
第一,情境要具有探究性。归纳和类比是探究中常用的推理;反过来说,只有通过探究活动,才能培养学生的归纳和类比能力。探究活动中,要完成的目标(要证明的结论)应该是不明确的,需要通过合情推理来发现。教师可以通过提问,启发学生思考,引导学生探究;通过设计问题链,引导学生逐步深入,完成目标。
例如,“余弦定理”的教学大多采用演绎推理的方式,利用向量法或几何法推导出余弦定理,但这种做法容易造成合情推理能力培养的缺失。对此,可采用“先猜后证”的方式,让学生先利用合情推理进行探究,再利用演绎推理加以证明,从而体现合情推理能力和演绎推理能力的共同发展。
具体地,可以从类比推理的角度设计。通过勾股定理的复习引入,然后提出下列问题:(1)勾股定理揭示了直角三角形三边的数量关系,那么一般三角形的三边是否有类似的关系呢?(2)勾股定理中的三边关系有何特点?直角三角形和任意三角形有何关系?(3)请同学们观察等式中的“abcosC”,我们以前似乎研究过这个量,它还可以怎样表示?(4)如果把这个式子中的量都用向量表示,应该是什么形式?(5)你能证明这个式子吗?(6)还有其他证明方法吗?从而引导学生类比、分析勾股定理的形式,猜想、证明余弦定理的形式。
也可以从归纳推理的角度设计。引导学生先研究几种特殊三角形的情形,再利用归纳推理的方法探究余弦定理。在这一过程中,将∠C为0°和180°的情况看作特例,更容易发现边长c与∠C的余弦函数之间存在一定的联系。
第二,情境要具有实验性。利用数学实验作为教学情境,能激发学生的学习兴趣,引导学生从中归纳出抽象的数学原理,培养归纳和类比能力。教师可以设计与教学内容有关的富有趣味性、启发性的数学实验,让学生在实验情境中探索规律,通过观察和操作提出猜想,再通过逻辑论证得到结论。
如何培养逻辑推理能力范文4
我们知道,立体几何中的证明(如线线、线面、面面之间平行与垂直关系的主要判定与性质定理的推导论证的判断等)作为培养学生推理能力的重要内容,一直占有相当大的比重,也一直以来是高考考查的重点,既是在引入“空间向量及坐标运算”这一新内容后,对立体几何的证明,不管在教学上,还是在高考上,也未降低难度和要求。而 “新课程必修2”的《立体几何初步》,在处理数学推理能力的问题上,有一种全新的理念:即淡化了立体几何中的演绎论证,突出了形象直观,在一定程度上使学生从直观感知、从经验中发现数学,发展空间想象力和几何洞察力。
一、数学推理能力培养的出发点
无容置疑,立体几何中线面关系的逻辑推理与演绎论证虽然在培养学生严谨的数学思维、严密的数学推理等方面有其明显的优势地位,但其系统、严格严密的演绎特点也确实给学生的数学学习带来了一定的困难。从目前学生的认知情况来看,空间想象力和几何洞察力较差,困难在于将空间图形转化到平面上来,具体反映在一不会看图,二不会画图,由此产生的问题是学生无法在头脑中构成研究的事物的空间形式和简明的结构,无法搞清事物的空间形式中的点、线、面之间的关系,也就无法进行相应的思考和操作,直接影响到学生创新意识的培养;另外,学生的逻辑推理能力也相对较差,对于“因为什么,所以什么”这样的问题,都是层次不清,众所周知,推理是数学的核心。数学推理包括以归纳、类比为特征的合情推理和以演绎论证为特征的逻辑推理两种。新课程的理念意向是:改变那种过分重视逻辑推理而忽视合情推理的现状,因而确立了“数学要讲推理,更要讲道理”的出发点。
二、数学推理能力培养的思路
在“使人人学有用的数学”的理念下,《立体几何初步》的教学既要淡化几何证明,又要一定的推理能力,既要发展几何直观,又要培养逻辑推理,既要学会“几何地洞察”,又要“数学地思维”。 反应在教材上,也就凸现了以“观察、操作、探究、思考、框图的旁白与补充”为特征的知识呈现方式。
例如:“直线与平面平行的判定定理”,没有进行严格的演绎推理证明,而代之以“做实验(见课本54页观察栏目)细观察(直观感知模型结构)、猜结论(见课本55页探究栏目)讲道理(问题探究思辨论证)”验证思辨来获得,重点体现了数学实验过程,体现了合情推理思想。
附:(问题探究题目:平面a外的直线m平行于平面a内的直线n:①这两条直线共面吗?②直线m与平面a相交吗?)
为体现合情推理,为进一步培养训练学生的说理能力、推理思维:为此设计问题链(问题1:一般地一条直线与一个平面有几种位置关系?问题2:直线m与平面a内的直线n能否确定平面?确定几个平面?问题3:问题2中的平面与平面a的关系是平行或是相交?问题4:直线m与平面a相交吗?如果相交,交点的位置如何?),以引导学生进行合情说理的练习,训练学生的说理意识和推理能力。突出了以合情推理为特征的线面平行关系判定的地位、作用,并应用定理的结论去通过解决实际问题,以熟悉并理解掌握严格的逻辑推理方式、过程。
建议:
1.将说理、推理能力的培养融合在教学过程中,是学生经历观察、操作、试验、探索、猜想、合情推理等数学活动过程。
2.通过学生熟悉的生活经验和已有知识
3.通过丰富的实例或动手操作,让学生体验探索、推断的生成过程。如果仅是借助一个实例或操作认识某个事实,验证某种关系,就不会得到多少推理的训练。使用不好很容易流于表面的机械操作,应当在学生操作、探索、体验的过程中创设推理的情景和机会,这是将活动深化的一个重要标志。培养数学推理的有效方式是将操作、实践性思维与分析、概括性思维有机地结合起来,也就是说,一定要是“外在”的操作活动与“内在”的思考活动协调发挥作用,并突出思考的过程。
4.突出自我监控活动,培养反思意识。
自我监控活动是指对自己的数学活动过程进行检验、调节、评价与反省,实际上正是一个独立思考、推理的过程。因为审视自己的活动情况,需要全面缜密地思考,本质上是一个分析、推理的过程。新课程比较关注学生的主动参与活动,但要提高活动的质量,就应当是自我监控成为学生的自觉行为,通常的做法是,教师要有意识地引导学生在操作、思考活动中经常反审自己“正在做什么(能否明确地讲出来),为什么要这样做(这样做能否达到目的),这样做有什么好处(如果得出结果,接下来会做些什么)等”,这样可以增进学生思考和理解问题的敏锐性和渗透性,发展分析问题和解决问题的基本功,正式提高推理能力的重要手段。
5.拓宽推理训练的渠道,不必过分拘泥于教材的内容和形式,及知识的编排顺序,应以此结合学生的实际情况,创造地开发和利用推理的素材,只要主观上把培养学生的推理能力作为数学教学的一项重要任务来抓,就能够使课堂形成良好的推理活动,也就能够在一定程度上补课程内容对推理关注不足的缺陷。
如何培养逻辑推理能力范文5
关键词:学生的困惑 培养兴趣 几何语言 逻辑思维 推理能力
【中图分类号】G633.63
经过多年七年级的几何教学中发现,学生刚学习几何,头脑中形成的概念特别差,部分学生没有真正接受老师的指导,感觉特迷茫,适应不了初中几何题目对抽象思维能力的要求,但是几何证明、计算题在各种考试中又占有相当高的比重,这就需要学生真正领会与掌握。往往在不同的已知条件、图形的情况下,有截然不同的解法,也需要学生具备敏锐的观察能力和一定的逻辑推理能力。以下是我从学生在课堂、作业以及测试中表现出来的问题进行了分析归纳,发现学生学习几何存在以下困难:
1、读图、识图、画图难。不会将一些“复合”图形进行拆分,看成一些简单图形组合。不会由有关图形联想到相关的数量关系,挖掘隐含条件。
2、几何语言表述难。几何讲究思维严密性,往往过分专业而严密的叙述要求使学生无法逾越语言表述的障碍,仿佛就像一道难以跨越的“坎”。
3、几何逻辑推理难。学生对数学定义、定理、公理、判定、性质、法则等理解肤浅,全凭感性认识,思维不严谨,推理不严密,不会灵活运用它来解决或证明一些数学问题,以至于无法形成较好的逻辑推理能力。
4、几何证明过程难。面对几何证明题无从下手,不知道哪些步骤该写,哪些步骤可以省略,最终导致关键步骤缺失。
5、联系生活实际难。几何就是为自然生活服务而存在的,在生活中几何无处不在,学生学习时不善于与周围实际生活联系起来展开丰富想象。
针对学生学习几何的以上困难,我认为,教师在几何“入门”教学时应转变教学思路,消除学生对几何学习的恐惧心理。要在数学活动中来学习几何,加强学生探究性学习,结合图形理解运用。读图、识图要遵循由简到繁的规律,先从简单的图形开始,逐步向复杂的图形过渡。要根据已知条件以及与其有关的定理作辅助线或者进行逆向思维,从结论出发,结合已知条件缺什么补什么。教师是学生学习过程中的引导者,至此在教学过程中我主要围绕以下几个方面去开展教学:
一、首先从心理上帮助学生闯过畏难情绪关
几何证明的入门,就是学生逻辑思维的起步。这种思维方式学生才接触,所以许多学生在做几何题时根本不知道从何入手,谈到几何学习就头疼,甚至部分同学知道了答案,不知道怎么书写解题过程,叙述不清楚,说不出理由,这时我们就要把握好教学的方式和方法,从我多年的教学实践来看,如果这关把握不好许多学生就会在这时“跌倒了”走入迷途之路,产生畏难情绪,导致丧失了学习的信心,以至于几何越学越糟,最终成了“门外汉”。也有的学生,在这时遇到了一些困难,失败了,但是他们在老师的耐心帮助下逐步掌握了几何证明题的思维方法却信心十足,不断地去总结,认真思考,最后越学越有兴趣。
二、小梯度递进――闯层层技能关
1、注重培养读图、识图、画图能力
要引导学生熟悉基本图形。如相交线、对顶角、垂线、平行线、三角形等,既要会看“标准”图形,又要会看“变式”图形,这就需要教师在教学中注意分解图形与组合图形,让图形“动起来”、“会说话”。观察图形时,指导学生对图形进行拆分,把一个复杂的图形分成几个简单的图形来处理,从而提高识图能力。充分利用教材编排特点:量一量、摆一摆、画一画、折一折、填一填转移学生的注意力,培养学生的动手动脑能力。培养学生的画图能力,引导学生在画图的过程中与图形进行“交流与对话”。从画基本图形开始,
2、几何语言表达能力训练
几何语言包括文字语言、符号语言和图形语言。几何语言具有简洁、概括性强、逻辑性强等特点,很多学生感到:“意思懂,但不知如何说,如何落笔”。因此,在平面几何的入门教学中,要重视文字语言、符号语言、图形语言之间的互相转化,引导学生理解几何语言,逐步学会表达,学会推理。结合图形让学生掌握直线、射线、线段、角的多种表示方法,认真理解数学定义、定理、公理、判定、性质,用简单的符号表达出因果关系,然后用到综合问题中,让学生大胆的猜想并描述出来,教师再加以指导,以此克服学生“怕几何”的心理。
3、重视几何学习的逻辑思维和推理能力的培养
推理能力的培养是几何教学的核心。《数学课程标准》对“推理能力”的要求是:“能清晰,有条理的表达自己的思考过程,做到言之有理,落笔有据。”因此,在平面几何的入门教学中,教师首先要加强有效阅读,阅读教材例题中的推理语言,按照符号和图形逐字逐句的去阅读,不断领会几何语言的简洁和清晰,然后进行模仿练习;其次,在学习概念、公理、定理、性质等内容时,通过推理论证,加强文字、符号、图形三种语言的互译训练;最后,善于运用填空、辨析、选择、复述等多种手段和方法,调动学生的学习积极性,加强几何语言的书面表达和口头表达能力的培养。几何证明过程的描述,是初学几何的学生很难入门的事情。所以在教学时应着重于方法的指导,特别是要学会用分析法分析问题,按“要证……,需证…...”的思维方式去找证题方法。用综合法书写几何证明过程,对复杂的题可利用“两头凑”的方法分析,以缩短已知和未知间的距离,使问题得以解决;还有些看似很难的题,添上一条辅助线,答案就出来了。学习中强调“一看、二悟、三对照”,一看,看课本例题,看老师的板书;二悟,通过对例题和教师板书的观察,悟出其中的道理,形成一个清晰的思路;三对照,就是写出解题过程后与他人对照,请老师指点。
4、数学来源于生活,也服务于生活
如何培养逻辑推理能力范文6
关键词: 七年级几何教学 平面几何 逻辑推理能力
平面几何是运用逻辑推理的方法研究平面图形性质的一门学科。因此,培养学生的逻辑推理能力是平面几何教学的主要目标之一,是学生学几何的关键,也是学生学几何的难点。虽然学生在小学里接触过一些几何图形,对于一些简单的如角度的计算、线段长度的计算等问题,能够通过摸索计算出正确的答案,但他们对于逻辑推理的思维方法和过程是完全陌生的。尽管七年级上册还没有要求进行逻辑推理形式的书写,但是通过多年的教学实践发现,如果学生在几何的初学阶段不打好基础,那么在以后做几何证明题时必然会出现书写不规范、逻辑性不严密、步骤跳跃等问题,对以后的几何学习造成负面影响。因此,必须在七年级做好几何的推理论证的教学,为今后的几何学习打好扎实的基础。通过对七年级几何教学的摸索实践,我发现了一些提高学生学习几何兴趣、逻辑推理能力及规范学生书写的方法。
一、创造几何学习环境,引领学生进入几何乐园
几何教学是在七年级下学期开设的,七年级学生在经历了摸索的第一个学期之后,学习已经步入正轨,基本适应初中老师的教学方式和方法,也对初中学习有了认识。“好的开始是成功的一半”,因此,在初始教学阶段,教师让学生感受到几何是一门非常古老而又有趣的学科,让学生对几何产生浓厚的兴趣,引领他们进入几何乐园。在教学中,利用书中的知识云图、导图等信息传达丰富的几何背景,如数学小故事、数学家的成长等。
趣味题1:18世纪时,欧洲有一个风景秀丽的小城哥尼斯堡,那里有七座桥。如左图所示:河中的小岛A与河的左岸B、右岸C各有两座桥相连接,河中两支流间的陆地D与A、B、C各有一座桥相连接。当时哥尼斯堡的居民中流传着一道难题:
一个人怎样才能一次走遍七座桥,每座桥只走过一次,最后回到出发点?大家都试图找出问题的答案,但是谁也解决不了这个问题。七桥问题引起了著名数学家欧拉(1707—1783)的关注。他把具体七桥布局化归为右图所示的简单图形,于是,七桥问题就变成一个一笔画问题:怎样才能从A、B、C、D中的某一点出发,一笔画出这个简单图形(即笔不离开纸,而且a、b、c、d、e、f、g各条线只画一次不准重复),并且最后回到起点?欧拉经过研究得出的结论是:图2是不能一笔画出的图形。这就是说,七桥问题是无解的。
在教学过程中要让学生自己体会几何和数学充满无穷的乐趣,让他们对几何学习产生浓厚的兴趣。
二、抓好知识节点,重视概念和性质的教学
在几何初始学习阶段,学生会接触到许多全新的几何概念,那么如何让学生快速地接受和消化这些知识节点,并且把节点相互连起来,形成一张无形的知识网络呢?这是教师应该思考的细节问题。在概念教学过程中,教师要尽量让学生自己探索图形特征和关系,寻找特殊性,师生共同得出结论,再由学生在理解的基础上进行陈述,不要求学生死记硬背概念。在学习了相关的几条概念之后,教师要指导学生进行整理归类,并会进行比较,这样学生的知识节点就不会孤立,有助于学生对整个几何系统知识形成完整认识。
案例1:三角形的内角和与多边形的内角和知识点的教学。在掌握了三角形的内角和是180度这个知识点后,学生通过添加多边形的对角线把多边形拆分成三角形,n边形从一条对角线出发可以连接(n-3)条对角线,分成(n-2)个三角形,那么这(n-2)个三角形的内角和就是多边形的内角和,即多边形内角和计算公式可以写成:(n-2)×180°。当n=3时,就是三角形,则内角和为(3-2)×180°=180°,通过这个特殊情况,让学生把三角形内角和与多边形的内角和公式有机结合起来,方便学生快速记忆。在三角形的中线、角平分线、高的教学过程中,要让学生自己动手画出不同类型的三角形的相应线段,在作图过程中掌握这三种线段的性质及它们的区别。
通过对相似知识点的对比总结,学生可以比较清楚地区分不同的几何概念和几何性质,再通过一定量的练习,形成更加完整的认识。
三、丰富学生的几何语言,加强符号语言运用的训练
任何一门学科都有自己特有的语言,几何通过一些符号和字母来表达,它们抽象、精确、简便,这是几何语言的优点和特点。要跨入几何的大门,首先就要过好“语言关”,为此,我安排了如下训练。
1.要求学生理解和熟记几何常用语,教材开始就明确地给出一些常用语,如直线AB与CD相交于点A,直线AB经过点C,经过即通过。对这些语句进行“咬文嚼字”,可加强学生的理解。为了让学生熟记“几何常用语”,我经常组织学生在课堂上学说和朗读,旨在提高他们的口头表达能力。
2.给出基本语句,学生画出图形。如延长线段AB到点C,是BC=AB。在线段AB的反向延长线上取一点C,使CA=AB。在线段AB上取一点C,过点C作CD垂直于AB。
四、强化常规模块化证明过程,形成证明的层次性