利用综合分析法培养中学生的推理能力
2020-09-10林伟杰
林伟杰
【摘要】在日常生活、工作中,我们经常使用推理。推理能力也是中学生必须要进一步强化的一种能力。《数学课程标准》指出:“经历观察、实验、猜想、证明等数学活动的过程,发展合情推理能力和初步的演绎推理能力,能有条理地、清晰地阐述自己的观点,做到言之有理,落笔有据。”在培养学生的推理能力问题上,往年的初中升高中考试题是非常好的材料,多练习和评讲它们,研究几何题目论证推理的方法,对学生推理能力的培养和提升,大有好处。
【关键词】推理能力;合情推理;演绎推理;综合法;分析法;综合分析法
数学除了数字的加减乘除运算以外,还包括严密的逻辑推理。在日常生活、工作中,我们经常使用推理。我们早上看到公路路面潮湿想到昨晚下过一场大雨;室内财物被盗,门窗完好无损,警方想到熟人作案,或是盗贼技术开锁的可能性,这些都是推理能力的运用。推理能力也是中学生必须要进一步强化的能力,它对于以后工作、生活非常重要。
《数学课程标准》对推理能力作了如下阐述:“推理能力主要表现在:能通过观察、实验、归纳、类比等获得数学猜想,并进一步寻求证据、给出证明或举出反例;能清晰、有条理地表达自己的思考过程,做到言之有理,落笔有据;在与他人交流的过程中,能运用数学语言合乎逻辑地进行讨论与质疑。”
推理是根据一个或几个已知的判断来确定一个新的判断的思维过程。它分为合情推理和演绎推理。合情推理是根据已有的事实,经过观察、猜想、比较、联想,再进行归纳、类比,然后提出猜想的推理。演绎推理是指从一般性的原理出发,推出某个特殊情况下的结论。
在解决问题的过程中,合情推理用于探索思路,发现结论;演绎推理用于证明结论。在培养学生的推理能力问题上,笔者发现,往年的初中升高中考试的试题是非常好的材料,多练习和评讲它们,对学生的推理能力的培养和提升,大有好处。在几何题证明过程中,证明思路的讲解是重中之重。从哪个知识点出发,几个知识点联系起来,能够得出什么结论?对证明的结果有什么帮助?这些都是经常要考虑的问题。
通常情况下,运用推理来证明,有三种方法:一种方法是从已知条件入手,思考从已知条件可以推导出什么结论?这样顺推直至结论成立,这就是“由因导果”; 另一种方法是从结论着手,思考要使结论成立,需要具备哪些条件?这样逆推直到需要的条件已经具备,这种逆推的过程中,要不断地向已知条件靠拢,这就是“执果索因”。也可以顺推与逆推相结合,从问题和已知条件这两端向中间靠拢,从而发现问题的突破口,这也叫“两头凑”。
“由因导果”也就是证明方法中的“综合法”,“执果索因”也就是证明方法中的“分析法”。“两头凑”也就是证明方法中的“综合分析法”。标题中的“综合分析法”泛指以上三种方法。
一、在证明过程中,如何运用分析法、综合法、综合分析法来推理?
下面用实例来说明。
1.综合法(由因导果)
2.分析法(执果索因)
此题也可以通过证△ADE≌△CFE,利用全等三角形对应边相等证明DE=EF.有兴趣的朋友可以自己去证明。
点评:本题考查了直角三角形斜邊上的中线的性质、等腰三角形“三线合一”的内容。让学生对图形作深入细致的观察,再对其进行深入细致的联想思考,以寻求它们之间的内在联系。其次,重视一题多解,一题多变,使学生的思维充分发散开、活跃开。
点评:证明线段的乘积相等关系往往是证明线段所在的两个三角形相似。找相似条件是解题的关键。此题考查了相似三角形的判定与性质、等腰三角形的性质以及直角三角形的性质。灵活运用这些性质,用正确的思路,就能顺利解决这两个问题。
3.综合分析法(从已知条件和问题的两端向中间靠拢,也叫“两头凑”。)
点评:此题是探究型证明题,掌握正方形的性质、全等三角形的判定与性质是解题的前题,证两条线段相等,往往转化为证明这两条线段所在的三角形全等,关键是找两个三角形全等的条件。在第二问中也考查了通过全等找出和GE相等的线段,从而证出关系是不是成立。
在证明过程中,当一种思路不能顺利解题时,需要及时转变思路。
分析:因为AE与CE不在同一个三角形内,所以考虑添加辅助线,构造全等三角形,通过证明两个三角形全等进而得到AE=CE。如何构造才能顺利解题?下图是容易想到的辅助线添加情形,但笔者发现,都难于证明出结论。
若通过点B作BF⊥CE,证明两个三角形全等,就能得到AE=CE。
二、在日常教学中,如何培养学生的推理能力
笔者认为:应该从如下几方面着手:
1.帮助学生掌握好基础知识、基本技能。数学推理需要从基本定理定义出发,头脑中要有相关的基本知识储备,才谈得上灵活运用,发展能力。
2.创设数学活动的情景,增强学习的动力。尽量创设学生熟悉的、感兴趣的问题情境,激发学生的好奇心和兴趣,增强学习的动力。
3.有目的、有计划、有步骤地进行推理论证的训练,提高学生推理论证的能力。在数学教学中适当的、有针对性的、有步骤地安排学生练习相关题目,学生独立思考与小组合作讨论、探究、辩论相结合,提高书写和口头表达能力,做到“言之有理,落笔有据”。这是提高学生推理论证的能力的主要方法。
4.重视论证推理过程的教学。老师通过证明思路的讲解,使学生掌握分析法、综合法、综合分析法的正确应用,解题就有了思路。老师讲解题过程时应侧重于讲解条件与结论之间是如何建立联系的?“授人以鱼,不如授人以渔”说的就是这个道理。
5.批改学生作业和课堂提问时,注重学生推理论证的正确性评价。批改作业时,应该精批细改,这样一方面可以从中发现一些差错,帮学生改正表达方法和论证方法,另一方面可能从中发现一些好的论证思路。教师把这些好的论证思路再次讲给学生听,既表扬了思路新颖的同学,又让其它同学得到启发,是一个很好的开拓思维的方式。切忌只顾对照参考答案,把本身是正确的过程改错了。
参考文献:
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[2]陈蕊.对中学数学教育中推理能力及其阶段性培养的研究[D].首都师范大学,2004.
[3]张红林.浅谈如何培养学生的数学推理能力[J].读写算(教师版):素质教育论坛,2012.