以“数”概“形”,在归纳推理中领悟

发表时间:2021/1/6   来源:《教学与研究》2020年第54卷24期   作者: 吴博
[导读] 归纳推理是一种从特殊到一般的推理

        吴博
        湖北省宜昌市青岛路小学  443000
        【摘要】归纳推理是一种从特殊到一般的推理,包括枚举、归纳、类比、统计推断、因果分析以及观察实验、比较分类、综合分析等,主要功能在于发现新的真理。教师在教学的过程中,要敢于给学生机会与时间,让学生充分的去感知、去发现、去体会数学思想的形成,达到学以致用的效果。    
        【关键字】 归纳推理 数学思想  

        史宁中教授曾说:数学思想不仅包括学习数学知识所涉及的思想,比如,等量代换、数形结合、递归、转换等,还包括解数学题所涉及的合并同类项、配方法、换元法等。“基本思想”主要是指演绎和归纳,在具体的问题中,会涉及数学抽象、数学模型、等量代换、数形结合等数学思想,但最上位的思想还是演绎和归纳。归纳推理是一种从特殊到一般的推理,包括枚举、归纳、类比、统计推断、因果分析以及观察实验、比较分类、综合分析等,主要功能在于发现新的真理。教师在教学的过程中,要敢于给学生机会与时间,让学生充分的去感知、去发现、去体会数学思想的形成,达到学以致用的效果。
        在教学中渗透数形结合的思想,可把抽象的数学概念直观化,帮助学生形成概念;可使计算中的算式形象化,帮助学生在理解算理的基础上掌握算法;可将复杂问题简单化,在解决问题的过程中,提高学生的思维能力和数学素养。适时的渗透数形结合的思想,可达到事半功倍的效果。
        比如在学习《圆》这一单元时,教材的编排是先认识圆,多数六年级的学生虽然熟悉圆,能够辨认圆,但并不了解圆的特征,所以教材设计了套圈游戏、画圆、“车轮为什么是圆的”等活动,让学生感知圆的特征,体会“圆上所有点到定点(圆心)的距离都相等”,进一步体会圆心和半径的作用;然后解决圆的性质的问题,圆是轴对称图形,圆有无数条对称轴,任意一条直径所在的直线都是它的对称轴;认识了圆后,利用圆来设计各种图案,再次感受圆带来的美。这些都为学习圆的周长做好了准备。
        圆的周长从数学发展的历史和学生的发展上都是一个难点,虽然人们很早就发现轮子越大滚一圈就越远,但一直在探索,找到计算周长的办法,为此在教学上设计了以下环节:如何测量车轮的周长?意在根据周长的定义想办法测量圆的周长,为后续对圆的周长的进一步研究提供感性认识。学生可以想到的有三种方法:一是在直尺上滚动;二是在软尺测量;三是用线绕一圈,再量出线的长度,测量的关键是确定起点和终点的位置;另一个是较准确地读出刻度尺上的数据。操作活动的设计,既为体会圆的周长的意义积累了思维经验,同时也体现了测量曲边图形周长的多样化方法,所以不仅发展了学生的测量技能,也发展了学生思维的灵活性,让学生感受化曲为直的数学思想。


        有了测量的经验,当圆较小时,可以利用事物测量,当圆很大时,无法用事物测量时怎么办?由此引发学生对圆周长公式的推导,先猜想圆的周长与什么有关?与圆的半径、直径有关。通过类比猜想:正方形的周长是边长的4倍,可能圆的周长与圆的半径、直径也是倍数关系,以此猜想为依据,让学生设计实验方案:找3个大小不同的圆片,分别测量出周长和直径。通过绕线、绕线等方法得出圆的周长,再测量出圆的直径,并利用得到的数据进行计算,即计算每个圆的周长是直径的几倍,最后,经过数据分析整理,发现圆的周长总是直径的3倍多一些,圆的周长除以直径的商是一个固定的数,即圆周率。由周长的内容为载体,有意识、刻意地突出和体现重要的归纳推理的思想方法。
        还例如北师大版五年级上册数学广角“鸡兔同笼”,教材呈现了表格法、假设法、代数法。在教学时除了有方法的多样性,多种方法中的最优化问题也同样重要。假设法是解决这类问题比较巧妙的方法,但是假设法有它的局限性,代数法有很强的一般性,同时学生还会联想到解方程的方法,到底什么方法更有一般性,适用范围更广泛,更能体现数学的基本思想?基于这样的思考和教学实践,教师应该从列举的方法进行尝试,在尝试的过程中不断推测并发现规律,从而优化探索的过程,这种尝试、列举、验证的方法就是解决很多问题经查采用的方法,是教学中最朴素且广泛应用的方法,也渗透了最基本的数学思想。
        北师大版五年级下册第五单元《分数除法》这一单元第二课时《分数除法二》“试一试”中,教材呈现了三组除法算式,被除数相等,在改变除数的情况下,判断商与被除数的关系,虽然是以练习题中的形式呈现的,但是教师要引导学生总结归纳一些规律性的东西,给予学生足够的时间,到底商与除数之间有什么关系,仔细观察除数,除数可分为三类:除数大于1,除数等于1,除数小于1 ,最后得到的商分别是比被除数小,等于被除数,大于被除数,学生需要经历探究的过程,并在原来的猜测的基础上,再举大量实例进行验证,再归纳出一般性的结论,并用符号化呈现出来,用字母将规律更简洁地表达出来。作为能培养学生创造性思维的重要思想方法,值得花时间去探讨。
        “形”虽然形象直观,但也有粗略、繁琐、不便表达的劣势    。数学教学中更强调简洁的数学语言描述,形式化的数学模型更能体现“形”的特性,所以这就需要更准确的把握“形”,从直观分析中抽象、概括出正确的结论,用简介的形式:语言、字母、等式等方式表达出来,从而真正促进学生的形象思维能力和逻辑思维能力的协调发展。
        归纳推理的核心在于要大胆的猜测和尝试,由具体的数字等不同的表达形式,到抽象出规律性的结论,由“形”到“数”,从错误中区分析推理,进而找到正确的结果或正确的结论,也许过程会很复杂,但终会“拨云见雾”,在学习过程中全方位渗透,让学生有足够的时间去感受归纳推理的“魅力”,会恰当地使用归纳推理去解决问题。
        
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