数学推理达成度习题评价研究实践

发表时间:2021/3/1   来源:《中国教师》2020年11月31期   作者:刘鑫
[导读] 推理既是数学的基本思维方式,又是人们在学习生活中经常要用到的思维方式,因此在整个数学学习的过程中教师都应注重学生推理能力的发展。
        刘鑫
        (青岛市崂山区第三实验小学  266000)

        【摘要】推理既是数学的基本思维方式,又是人们在学习生活中经常要用到的思维方式,因此在整个数学学习的过程中教师都应注重学生推理能力的发展。本文笔者主要通过一道习题来考察学生推理能力达成度,对达成度进行剖析,并针对培养小学生推理能力提升的习题教学提出以下建议:第一,课堂教学模式要有效构建;第二,注重计算活动中的推理;第三,让合情推理和演绎推理相辅相成。
        【关键词】小学数学   推理能力   教学策略
案例:创编习题
                                                                                                             
        如上图,摆一个三角形需要3根小棒,摆5个三角形需要多少根小棒,照这样摆下去摆50个三角形需要多少根小棒?
1.习题测查知识点与素养点剖析:
        本题通过用小棒不断摆三角形,找到摆50个三角形需要多少根小棒这个问题,主要考察学生发现规律、合情推理、演绎推理的能力,从而达到检测学生推理能力的目的,是一道综合性强、思维含量高的练习题。
此题的难点在于只给出了5个三角形,却求一个较大数的三角形所需要的小
棒数,需要学生自己发现其中的规律,并根据找到的规律推理出50个三角形所需要的小棒数,这对学生来说,是一个挑战。
        解答此题要运用的知识有:
        (1)发现规律的能力
        (2)合情推理
        (3)演绎推理
        推理能力的发展应贯穿于整个数学学习过程中,推理一般包括合情推理和演绎推理。解答这道习题,学生要经历三个阶段:第一,观察图形,找到小棒的数量和三角形的个数存在着怎样的关系;第二,借助发现的规律,归纳推理出50个三角形所需要的小棒数;第三,通过演绎推理来证明刚才发现的规律,找到解决问题的方法。这道推理的题目,不仅要求学生发现其中的规律,还要求学生能进行归纳推理并验证。这就需要学生的思维达到一定的抽象、概括和反省水平,学生要反思归纳出来的结果是否正确,然后调整自己的思维过程,找到验证的方法。
2.学生答题情况及素养点达成度解析
(1)通过数一数5个三角形需要11根小棒,推算出50个三角形需要11
×10=110根小棒。
剖析:没有发现规律的意识。
(2)分别数了1-5个三角形各需要3、5、7、9、11根小棒,发现每两个
数之间差2,但是50个三角形太多,推算不出需要多少根小棒。
剖析:发现了其中的规律,但是根据所发现的规律不会进行归纳推理。
(3)分别数了1-5个三角形各需要3、5、7、9、11根小棒,发现不断加
2,那么第50个三角形就是在3的基础上加了49个2,所以一共是3+49×2=101(根)
剖析:能够发现每多一个三角形就加2的规律,并能根据所发现的规律归纳
推理出50个三角形需要的小棒数量,但只是处在合情推理的层面上,这个结论还有待验证。
(4)分别数了1-5个三角形各需要3、5、7、9、11根小棒,通过观察
1→3,2→5,3→7,4→9,5→11,学生发现3=1×2+1,5=2×2+1,7=3×2+1,9=4×2+1,11=5×2+1,归纳出50个三角形所需要的小棒数量应该是50×2+1=101(根)
        剖析:能够发现三角形的个数和所需小棒数量之间的关系,并能根据所发现的规律归纳推理出50个三角形需要的小棒数量,计算起来也非常简便,但只和上一种情况类似,都是处在合情推理的层面上,这个结论还有待验证。
(5)通过观察图形,发现每增加一个三角形,所需三角形的边数只需2
条即可,只有第一个三角形需要3条边,后面的三角形都会共用前面三角形的一条边。因此,如果有n个三角形,那么所需三角形的数量=3+2(n-1),因此套用公式,50个三角形所需小棒数量=3+(50-1)×2=101(根)
        剖析:从本质上发现了小棒增加的规律,并演绎推理出n个三角形所需的小棒数量,从而可以求出任何一个三角形所需要的小棒数量,推理能力达到了较高的水平,并验证了第三位同学归纳推理所得到的结论是正确的。
(6)通过观察图形,发现每增加一个三角形,所需三角形的边数只需2
条即可,只有第一个三角形需要3条边,后面的三角形都会共用前面三角形的一条边。因此,如果有n个三角形,那么所需三角形的数量=3+2(n-1)=3+2n-2=2n+1,因此套用公式,50个三角形所需小棒数量2×50+1=101(根)
 剖析:从本质上发现了小棒增加的规律,并演绎推理出n个三角形所需的
小棒数量,并对结果进行了优化处理,使计算的过程变得更加简便,推理能力达到了较高的水平,并验证了第四位同学归纳推理得到的结论是正确的。
        3.基于“推理能力”提升的习题教学策略
        《数学课程标准》(2011年版)关于推理能力的阐述是: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,通过类比和归纳等推断某些结果;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。

        根据学生的答题情况及素养点达成度解析,发现很多学生的推理能力只达到发现规律或者合情推理的阶段,极个别学生能够进行演绎推理,学生之间的推理水平差异明显,针对以上现象,基于“推理能力”提升的习题教学我提出以下建议:
        策略1:课堂教学模式有效构建
        教材中的合情推理素材既有显性素材也有隐性素材。这么多素材,有部分是显示合情推理的依据,让学生知道为什么要这样推理;有部分显示合情推理的方法,让学生明白怎么去推理。因此教师应该把合情推理的依据素材、方法素材充分利用并挖掘,通过课堂教学模式有效构建,让学生既清楚为什么要这样推理,又知道怎样去推理,从而形成合情推理能力。
        策略2:注重计算活动中的推理
        小学数学的每个领域几乎都有计算的存在,例如,“数与代数”中的数值计算、代数运算,利用计算活动挖掘数量关系、运算规律的过程中,有很多分析、判断和推理的过程,通过经历观察、猜想、验证、归纳等推理方法来发现数学对象之间的内在联系,从而探索情境中隐含关系。因此,小学数学教学过程中应充分感受计算素材中的推理,促进学生推理能力的发展。
        策略3:让两种推理相辅相成
        推理分为合情推理和演绎推理。这两种推理功能在解题过程中虽然不一样,但是却有相辅相成的功能。演绎推理以合情推理为基础,以其为探索的条件;演绎推理又是合情推理的补充,为合情推理提供证明,因此这两者常常结合使用。因此我们在合情推理的过程中应当加强演绎推理的应用,通过归纳、猜想、类比、联想等充足的依据,来证明合情推理的结论,并以此促进学生逻辑思维能力的培养。
        总之,推理能力的培养在学生的数学学习中至关重要,需要教师在整个教学过程中锲而不舍地努力,应利用各种策略与方法来发展学生的推理能力,从而促进学生推理能力发展目标的系统实现。

参考文献:
中华人民共和国教育部.全日制义务教育数学课程标准(2011年)[M].北京:北京师范大学出版社,2012.


作者简介:姓名:刘鑫,性别:女,出生年月:1992年11月,籍贯(省市):山东省青岛市,民族:汉,职称:二级教师,学历:本科,研究方向:小学数学教学
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