小学生推理能力的培养主要包括两方面:合情推理能力与演绎推理能力。所谓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。所谓演绎推理,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。两者既有联系又有区别。下表呈现了合情推理与演绎推理的区别与联系。
合情推理与演绎推理的区别与联系表
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合情推理 |
演绎推理 |
区别 |
推理的前提 |
从已有的事实(可以是朦胧的潜意识,一种缄默知识,甚至包括某些错误的成分)出发。 |
从确定的事实和规则出发。 |
推理的形式 |
凭借的是经验和直觉,通过归纳和类比进行。 |
合乎逻辑的证明和证明 |
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推理的特征 |
想象的丰富 |
逻辑的严谨 |
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推理的结论 |
虽然前提和形式正确,却不能保证结论也是正确的。 |
如果前提和形式正确,结论也一定是正确的。 |
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联系 |
交融互逆,相辅相成 |
张奠宙教授在一篇名为《“推测数学”是否允许存在》的文章中说,数学的理解链是“直觉——尝试——出错——推测——猜想——证明”。其中的推测和猜想是合情推理的过程,而证明则是对推理的检验和论证,如果发现矛盾,则要重新提出猜想。可见,合情推理与演绎推理是数学链条中不可缺少的环节。
在数学教学活动中,既需要学生通过合情推理进行大胆的猜测、普遍性的归纳,又需要演绎推理严谨的论证,发展这两种推理能力是学生进行数学思考的基础,解决问题的必需,教师要让这两种推理形式共同起作用,不能有失偏颇。
这方面的例子,曹老师在书中已经举了很多,比如,末尾有0的乘法:30×600=?可以让学生在“知其然”的基础上追问:为什么两个因数末尾一共有三个零,积的末尾也是三个零,帮助学生将合情推理导向演绎推理。又如,教学长方体的体积公式,在实验前后可以各增加一个教学环节。先猜想,再实验,最后对结论作出解释,使合情推理与演绎推理有机结合在一起。
前几天在听曹老师《小学数学深度学习的反思性实践研究》报告时,他又介绍了一个全方位培养学生推理能力的例子。苏教版中年级有一节《探索规律》的实践活动课(如下图)。
学生通过举例,由不完全归纳得出结论:在计算同头尾合十的两位数乘两位数时,尾×尾,放末尾,头×(头+1),放前面。在这样的基础上,能否将学生的不完全归纳进行提升?能否让学生进行说理解释这一结论,从而走向科学归纳之路?曹老师给我们介绍了一种几何直观的说理方法(具体如下图)。通过这样的点子图,学生很容易就直观地在图中找到“尾×尾,放末尾”在图中对应的格子数21的具体位置,“头×(头+1),放前面”在图中对应的格子数600学生找起来会有点难度,但是聪明的学生通过转化,可以找到20×30的直观模型,这样一来,为什么会“尾×尾,放末尾,头×(头+1),放前面”的道理就非常清楚了,在这过程中,学生的推理能力也得到了很好的培养。