数学推理的内涵与价值
中班数学数学推理
中班数学数学推理数学推理是中班儿童日常数学学习中的重要内容之一。
通过数学推理活动,可以帮助孩子培养逻辑思维和问题解决能力,同时也为他们以后的数学学习打下基础。
本文将探讨中班儿童数学推理的意义、实施方法以及如何培养他们的数学推理能力。
一、数学推理的意义数学推理是一种思维活动,要求孩子们通过观察、分析和推断,找到问题的规律,并进行合理的推理和解答。
数学推理能够帮助孩子们培养逻辑思维和创造力,提高他们的问题解决能力和思维能力。
首先,数学推理可以培养孩子们的逻辑思维能力。
在推理过程中,孩子们需要通过观察和分析来找到问题的规律,然后进行逻辑推理,得出正确的结论。
通过数学推理活动,孩子们可以培养自己的逻辑思维能力,提高问题解决的效率和准确性。
其次,数学推理可以培养孩子们的创造力。
在推理过程中,孩子们需要灵活运用已有的知识和规律,发现新的规律和方法。
通过多样化的数学推理活动,可以激发孩子们的创造力,培养他们的发现和创新能力。
最后,数学推理可以提高孩子们的问题解决能力和思维能力。
在推理过程中,孩子们需要面对各种不同类型的问题,并通过分析推理找到解决问题的方法。
通过数学推理活动的锻炼,孩子们可以提高自己的问题解决能力和思维能力,培养他们主动思考和解决问题的能力。
二、数学推理的实施方法为了有效地进行数学推理教学,需要采用一些科学的方法和策略。
以下是一些适用于中班儿童的数学推理实施方法:1. 提供有趣的数学推理活动:选择与孩子们生活密切相关的问题,设计有趣的数学推理活动,激发孩子们的兴趣和参与度。
2. 引导孩子们观察和分析:让孩子们通过观察事物的形状、颜色、数量等特征,分析问题中可能存在的规律和规则。
3. 根据孩子们的实际水平设置难度:根据孩子们的数学水平和能力,适当地设置数学推理问题的难度,从简单到复杂,循序渐进。
4. 鼓励孩子们合作与交流:在数学推理活动中,鼓励孩子们进行小组合作,互相交流思考和解决问题,培养合作意识和团队精神。
数学逻辑推理题
数学逻辑推理题标题:数学逻辑推理题的应用及意义引言:数学作为一门严谨的学科,具有严密的逻辑思维和推理能力的要求。
逻辑推理是数学的一项基础能力,它在解决实际问题、提高思维能力、培养创造性思维等方面发挥着重要作用。
本文将介绍数学逻辑推理题的应用和意义,并通过举例来说明它在实际生活中的作用。
一、数学逻辑推理题的定义和特点数学逻辑推理题是指通过逻辑思维和数学概念,解决问题或得到结论的过程。
这类题目通常包含一系列条件、命题或方程,需要根据已知信息进行推理,最终得到正确答案。
数学逻辑推理题具有以下特点:1. 问题的解决依赖于严密的逻辑思考和推理过程;2. 需要运用数学知识和概念,进行合理的推理;3. 解题过程中有明确的规则和步骤,需要按照一定的顺序进行推理。
二、数学逻辑推理题在实际问题中的应用数学逻辑推理题广泛应用于各个领域,包括科学研究、工程技术、金融管理等。
下面以几个具体例子来说明其应用:1. 科学实验设计:在科研领域中,科学家需要根据已知的实验条件和研究目标,设计出合理的实验方案。
这时候,数学逻辑推理能力可以帮助科学家根据已知条件推导出目标结果所需的实验条件和步骤。
举例:科学家在研究某种药物的有效性时,发现只有在特定的浓度和温度下,药物才能发挥作用。
科学家需要通过逻辑推理来确定药物的最佳浓度和温度范围,从而提高实验效果。
2. 金融风险评估:在金融领域,逻辑推理能力可以帮助分析师评估投资风险和确定投资策略。
通过根据历史数据进行逻辑推理和预测,可以提高投资行为的准确性和风险控制能力。
举例:一家投资公司希望预测某股票的未来走势,分析师需要通过逻辑推理来分析该股票的历史价格、市场趋势以及公司业绩等因素,从而得出合理的投资建议。
3. 工程项目规划:在工程技术领域,逻辑推理能力可以帮助工程师设计出安全可靠的工程方案,并预测可能出现的问题。
举例:一家建筑公司需要设计一座大桥,工程师需要通过逻辑推理来确定桥梁的最佳材料、结构形式和设计参数,以确保桥梁在不同条件下的安全性和稳定性。
逻辑推理与数学推理
逻辑推理与数学推理逻辑推理与数学推理是人类思维的重要组成部分,它们在不同领域的问题解决中起到了至关重要的作用。
逻辑推理是通过思考和推断来判断事物之间的关系或推论出新的结论。
而数学推理,则是基于数学原理和规则,通过逻辑推理的过程来解决数学问题。
本文将分别探讨逻辑推理与数学推理的特点以及它们在日常生活和学术领域的应用。
逻辑推理在我们的日常生活中随处可见。
它是我们思考和判断的基础,帮助我们理解事物之间的因果关系和逻辑关系。
逻辑推理包括具体推理和抽象推理两种形式。
具体推理是指基于已知的具体条件进行推理,从而得出新的结论。
例如,如果我们知道“所有人都会呼吸”,那么可以推断出“我也会呼吸”。
抽象推理则是基于抽象规律进行推理,不依赖于具体情况的推理过程。
例如,我们知道“所有的狗都是动物”,“大卫是狗”,那么可以推断出“大卫是动物”。
逻辑推理具有普遍性和适用性强的特点,在很多领域都得到了广泛的应用。
数学推理则是建立在逻辑推理的基础上,通过运用数学原理和规则来解决数学问题。
数学推理具有严密性和准确性的特点。
它需要我们根据已知条件,运用数学公理、定理和推理规则,来推导出新的结论。
数学推理可以分为直接推理和间接推理两种形式。
直接推理是基于已知条件和公式,通过逻辑推理的过程得出结论。
例如,根据“三角形的三个内角之和为180度”,可以推断出某个三角形的内角大小。
间接推理则是通过假设和条件推理来寻找解决问题的方法。
例如,在证明数学定理时,我们可以采用反证法来推导出结论。
逻辑推理与数学推理在学术领域有着广泛的应用。
在数学研究中,数学推理是研究和证明数学定理的基础。
它帮助数学家们发现和探索数学的特性和规律。
在逻辑学领域,逻辑推理则是研究思维和论证的基础。
逻辑学家通过研究逻辑推理的规则和方法,来分析和解释人类思维的过程。
此外,逻辑推理与数学推理还在其他学科领域中有着广泛的应用,如哲学、计算机科学等。
逻辑推理与数学推理在日常生活中的应用也是不可忽视的。
6个数学核心素养
数学模型搭建了数学与外部世界的桥梁, 是数学应用的重要形式。数学建模是应用数学 解决实际问题的基本手段,也是推动数学发展 的动力。
目标:
通过高中数学课程的学习,
数学建模国的际表STE现M:课程旨在学加生强能 有 意 识 地 用 数 学 语 言
科学(Science)、表技术达 现实世界 ,发 现和提出
发建现立和和提 求(((出 解TEMena问 模cgthhinn题 型eeomeloarigtniycg)s))、与的工数问 的融程学关题合联, 感 悟 数 学 与 现 实 之 间
检验和完善模型
学会用数学模型解决实际问 题,积累数学实践的经验
分析和解决问题
认识数学模型在科学、社会、
工程、技术诸多领域的作用,
平移、对称、旋转、折叠、展开、拆分、 组合、拉伸、压缩……,充分利用图形的变 化来分析、解决问题
增强运用几何直观和空间想象思考问题的意识; 形成数学直观,在具体的情境中感悟事物的本质。
直观和抽象是数学的两翼
无论是数学研究还是数学学习都需要 两者的相互支撑
直观和抽象作为数学素养的构成要素、分析数学问题
数学家希尔伯特(Hilbert)在其名著《直观 几何》一书中指出,图形可以帮助我们发现、 描述研究的问题;可以帮助我们寻求解决问 题的思路;可以帮助我们理解和记忆得到的 结果。几何直观在研究、学习数学中的价值 由此可见一般。
般)
例:运用数学抽象的思维方式 思考问题,把握问题的本质
这样,我们就有了共同的结构:
还可做进一步的推广:
b
a
通过抽象,把握对象的本质和基 本关系——模式识别
相似三角形的基本模式
例 等差数列
同构
数学核心素养内涵解释
数据分析与知识获取是从数据中获得有用信息,形成知识。数据包括记录、调查和试验获得的数集,现代数据还包括通过互联网、文本、声音、图像、视频等数字化得到的数集。数据分析与知识获取包括收集数据提取信息、利用图表展示数据、构建模型分析数据、解释数据获取知识。
伴随着大数据时代的到来,数据分析与知识获取已经深入到现代社会生活的各个方面,开拓了数学研究与应用的领域。数据分析与知识获取充分体现了归纳推理的有效性,体现了归纳推理是逻辑推理的本质特征。数据分析与知识获取能力已经成为公民应当具备的基本素养。在数学教学活动中,注重培养学生数据分析与获取知识的能力,有利于学生养成基于数据探究事物变化规律的习惯,有利于学生提升基于数据表达现实问题的能力,有利于学生学会基于数据提取有用信息、获得知识的能力。
直观想象
几何直观与想象主要指借助空间想象感知事物的形态与变化,利用几何图形理解和解决数学问题。主要包括利用图形描述数学问题,启迪解决问题的思路,建立形与数的联系,加深对事物本质和发展规律的理解和认知。
几何直观与想象是理解和发现、提出数学命题的重要辅助手段,是构建抽象结构和进行逻辑推理的思维基础。几何直观与想象是建立数学直觉的基本途径。在数学教学活动中,重视几何直观与想象核心素养的培养,有利于学生养成运用图形和空间想象思考问题的习惯,有利于学生提升数形结合的能力,有利于学生形成借助图形和空间想象进行分析、推理、论证的能力。
数学模型构建了数学与外部世界的桥梁,是数学应用的基本形式。数学建模是应用数学解决实际问题的基本手段,是推动数学发展的外部驱动力。建模能力与反思突出学生系统地运用数学知识解决实际问题的过程,帮助学生逐步积累数学活动经验,培养学生应用能力和创新意识。在数学教学活动中,加强建模能力与反思核心素养的培养,有利于学生养成用数学的眼光观察现实世界的习惯,有利于学生发展用数学的思维分析实际问题的能力,有利于学生形成用数学的语言表达实际问题的能力。
数学的推理方法
数学的推理方法数学作为一门严谨的学科,其独特之处在于其推理方法的严密性和准确性。
数学的推理方法为我们提供了一种解决问题、证明定理以及推导结论的有效工具,使得数学成为一门具有广泛应用和深刻内涵的学科。
本文将探讨数学的推理方法,包括归纳法、演绎法以及递归法等。
一、归纳法归纳法是数学中常用的一种推理方法。
它通过从已知情况中归纳出普遍规律,从而推断出未知情况成立的可能性。
归纳法通常分为两个步骤:基础步骤和归纳步骤。
基础步骤是指首先验证当某个特定条件成立时,命题是否成立。
这可以通过具体的例子或者特殊情况来进行验证。
例如,要证明一个命题对于所有正整数都成立,可以首先验证当n=1时命题成立。
归纳步骤是指假设命题对于某个特定情况成立,然后通过这个假设以及一些必要的推理步骤来证明命题对于下一个情况也成立。
例如,假设当n=k时命题成立,然后通过这个假设以及一些逻辑推理来证明当n=k+1时命题也成立。
通过反复进行基础步骤和归纳步骤,可以逐步扩展归纳的范围,最终推导出命题在所有情况下都成立的结论。
二、演绎法演绎法是另一种常用的数学推理方法。
演绎法通过利用已知的真实前提,应用逻辑规则进行推理,从而得出新的结论。
演绎法是基于逻辑推理的。
它通过使用一系列已知的真实前提和逻辑规则,按照一定的顺序和方式进行推理,从而得出结论的正确性。
演绎法的推理过程是由一系列逻辑规则和推理定律所支持的,它们确保了结果的准确性和可靠性。
演绎法通常包括两个步骤:前提与条件的设定以及规则的应用。
在前提与条件的设定中,需要明确已知的前提和条件,以及推导所需的目标。
然后,根据逻辑规则和推理定律,通过逻辑推理来证明目标的成立。
三、递归法递归法是一种通过建立递推关系,从而得出问题解决方法的数学推理方法。
递归法通过将一个问题分解为更简单的、与原问题相似的子问题,并找到子问题的解决方法,从而逐步求解原问题。
递归法通常包括两个步骤:基础情况的确定和递推关系的建立。
高中数学核心素养的内涵及教育价值
高中数学核心素养的内涵及教育价值
高中数学核心素养是指学生在学习数学过程中,所需具备的一些重要的能力和品质。
它不仅包括数学的基本知识和技能的掌握,还要求学生具有灵活应用数学知识解决问题的能力,以及对数学思想和方法的理解和运用能力。
高中数学核心素养的内涵主要包括以下几个方面:
2. 数学思维与方法。
高中数学核心素养要求学生能够运用逻辑思维和推理能力,发现问题的本质、规律和关系,进行抽象和概括,以及解决实际问题的能力。
学生还应该具备正确运用数学方法的能力,灵活选择和使用各种数学方法解决问题。
3. 数学模型与实践应用。
高中数学核心素养要求学生能够理解和运用数学模型,将实际问题转化为数学问题进行描述和求解,并能够合理解释模型的数学含义和实际意义。
还要培养学生将数学知识和方法运用到各个领域的问题解决中的能力,如科学、技术、自然、社会和经济等领域。
4. 数学推理与证明。
高中数学核心素养要求学生具备数学推理和证明的能力,能够进行严密的逻辑推导和证明过程,培养学生的数学严谨性和抽象思维能力。
这对于提高学生的逻辑思维能力和分析问题的能力有着重要的作用,也是培养学生科学研究和创新能力的基础。
3. 培养学生的数学兴趣和学习动力。
高中数学核心素养的培养,注重学生对数学的兴趣和学习动力的培养,通过锻炼学生的数学思维能力和解决问题的能力,激发学生对数学的兴趣,培养学生对数学的积极态度,提高学生学习数学的主动性和积极性。
数学广角推理十二宫格
数学广角推理十二宫格
摘要:
一、十二宫格简介
1.十二宫格的起源
2.十二宫格的特点
二、十二宫格推理方法
1.基本推理方法
2.高级推理方法
三、十二宫格在数学教育中的应用
1.培养学生的逻辑思维能力
2.提高学生的数学素养
四、结论
1.十二宫格的价值
2.未来发展趋势
正文:
数学广角中的十二宫格是一种经典的推理游戏,起源于中国古代的“纵横图”,具有悠久的历史。
它以九个格子为基础,通过纵横交错的线条将格子划分成多个小格子,形成一个类似十二宫的图案。
十二宫格以其独特的魅力和丰富的内涵,吸引了无数数学爱好者和教育者。
十二宫格的推理方法主要包括基本推理方法和高级推理方法。
基本推理方法主要依据数学中的排除法、假设法和代入法等,通过逐步缩小答案范围,最
终得出正确答案。
高级推理方法则涉及到更为复杂的逻辑分析,需要较高的数学素养和逻辑思维能力。
近年来,十二宫格在我国数学教育领域得到了广泛应用。
通过十二宫格游戏,学生可以锻炼自己的逻辑思维能力,提高解决实际问题的能力。
同时,十二宫格还可以帮助学生巩固数学知识,提高数学素养,培养学生的创新精神和实践能力。
总之,十二宫格作为一种优秀的数学教育工具,在我国数学教育领域具有广泛的应用价值。
随着教育改革的深入,十二宫格将在培养学生核心素养、提高教育质量等方面发挥更大的作用。
数学推理逆否命题与充分必要条件
数学推理逆否命题与充分必要条件数学中,推理是一种常用的思维方式,它帮助我们从给定的前提出发,得出结论。
在推理过程中,逆否命题和充分必要条件是两个重要的概念。
本文将介绍这两个概念的内涵、特点及其在数学推理中的应用。
一、逆否命题逆否命题是推理中常见的命题形式之一。
它是通过将原命题的否定和逆命题进行逻辑运算得到的命题。
逆否命题的定义如下:如果一个命题为真,则它的逆否命题也为真;如果一个命题为假,则它的逆否命题也为假。
举个例子来说明逆否命题的概念。
假设有命题:“如果下雨,那么地面湿”。
对这个命题进行否定和逆命题操作,得到的逆否命题为:“如果地面不湿,那么没有下雨”。
可以看出,逆否命题与原命题蕴含关系相同。
逆否命题在数学推理中有重要的应用。
它可以帮助我们分析判断命题的真假,以及推导出更一般的结论。
在证明命题的过程中,我们可以选择对逆否命题进行证明,再由逆否命题的真假推导出原命题的真假。
二、充分必要条件充分必要条件是数学推理中的重要概念之一。
它描述了一种“如果...则...”的关系,用来表达导致某个条件成立的必要条件和充分条件。
充分条件和必要条件的定义如下:如果一个条件是某个命题的充分条件,那么这个命题为真时,该条件一定为真;如果一个条件是某个命题的必要条件,那么这个条件为假时,该命题一定为假。
举个例子来说明充分必要条件的概念。
假设有命题:“一个数是偶数的充分必要条件是它能被2整除”。
这个命题可以分为两部分,“一个数是偶数”是充分条件,“它能被2整除”是必要条件。
即任何一个偶数都能被2整除,而任何不能被2整除的数都不是偶数。
充分必要条件在数学中被广泛应用。
通过分析一个命题的充分和必要条件,我们可以深入理解该命题的性质,并在数学推理中进行更精确的论证。
综上所述,逆否命题和充分必要条件是数学推理中重要的概念。
逆否命题可以帮助我们分析判断命题的真假,而充分必要条件则描述了一种条件性的关系,用来表达导致某个条件成立的必要条件和充分条件。
小学数学问题解决与推理
小学数学问题解决与推理数学是一门需要解决问题和进行推理的学科,它在小学阶段就扮演着重要的角色。
学生通过解决数学问题和进行推理思考,能够培养他们的逻辑思维能力、观察力、创造力和解决问题的能力。
在本文中,我们将探讨小学数学问题解决与推理的重要性以及相应的方法和策略。
一、数学问题解决的重要性数学问题解决是培养学生逻辑思维能力的有效途径。
解决数学问题需要学生思考问题的结构、关联和逻辑,从而培养他们的逻辑思维能力。
例如,当学生面临一个问题时,他们需要分析问题的要素、构建解决方案和进行推理。
通过这个过程,他们能够提高分析和推理的能力,对问题有更深入的理解。
其次,数学问题解决可以培养学生的观察力和注意力。
在解决数学问题的过程中,学生需要仔细观察问题的条件、要求和约束。
他们需要关注问题的细节,捕捉到关键的信息。
通过这个过程,他们能够提高自己的观察力和注意力,培养细致入微的思维能力。
另外,数学问题解决可以激发学生的创造力。
解决数学问题需要学生提出创造性的解决方案,并且进行验证和推理。
学生可以通过尝试不同的方法和策略,发展自己的创新思维能力。
这种创造性的解决问题的过程,可以帮助学生培养创造性思维,同时也增强他们对数学的兴趣。
二、数学问题解决的方法和策略为了有效解决数学问题,学生可以运用以下方法和策略:首先,学生可以通过分析问题的关键要素,将问题分解为更小的部分。
这样可以帮助他们更好地理解问题,从而学会解决具体的小问题。
以整合这些小问题的结果来解决原始问题。
其次,学生可以通过构建模型来解决问题。
模型可以是具象的实物,也可以是抽象的图形或符号。
通过搭建模型,学生可以更加直观地理解问题,从而找到解决问题的方法。
另外,学生可以试错法来解决问题。
他们可以尝试不同的方法和策略,然后观察结果。
如果方法成功解决问题,他们可以进一步推理和验证,如果方法未能解决问题,他们可以反思失败的原因,并尝试新的方法。
此外,学生还可以利用合理推断来解决问题。
数学中的逻辑思维培养数学逻辑思维能力
数学中的逻辑思维培养数学逻辑思维能力在数学学习中,逻辑思维是一种至关重要的能力。
通过培养数学逻辑思维能力,学生能够更好地理解和应用数学知识,提高解决问题的能力。
本文将探讨数学中的逻辑思维培养方法,并分析其对数学学习的重要性。
一、培养逻辑思维的重要性逻辑思维是指基于事实与常识进行推理和判断的能力,对于数学学习来说,数学问题的解决就需要通过逻辑思维进行推导和演绎。
培养逻辑思维能力有以下几个重要的原因:1. 解决问题的关键:数学学习的核心在于解决问题,而解决问题需要分析、推理和判断等逻辑思维能力。
只有具备了较强的逻辑思维能力,才能更好地解决数学问题。
2. 培养严密思维:数学是一门严密的科学,要求学生思维清晰、逻辑严密。
通过培养逻辑思维能力,可以使学生形成准确的思维模式,避免产生错误的推理和判断。
3. 提高抽象思维能力:数学中存在大量的抽象概念和符号,只有具备较强的逻辑思维能力,才能够理解和运用这些抽象概念和符号。
二、培养逻辑思维的方法1. 理论与实践相结合:数学学习中,理论和实践是相辅相成的。
学生应该通过理论学习来掌握数学知识,同时也要注重实践,进行数学问题的实际应用。
这样既培养了学生的逻辑思维能力,又加深了对数学知识的理解和记忆。
2. 提出问题与解决问题:教师在教学中可以提出一些有挑战性的问题,引导学生进行思考和解决。
通过解决问题的过程,学生可以进行逻辑推理和判断,培养逻辑思维能力。
3. 引导归纳与演绎:在学习中,教师可以通过提供一系列的具体例子,引导学生进行归纳和总结,从而形成一般的规律。
同时,教师也可以通过给出一般规律,引导学生进行演绎推理,从而培养学生的逻辑思维能力。
4. 拓展思维空间:数学学习中,学生应该注重对知识的拓展和扩展。
例如,学生可以尝试将已经学习过的知识应用到实际问题中,或者尝试将已知的数学方法应用到新的问题中。
这样可以培养学生的创新思维和逻辑分析能力。
三、逻辑思维在数学学习中的应用逻辑思维在数学学习中有着广泛的应用。
数学教学中的数学逻辑推理
数学教学中的数学逻辑推理数学,作为一门严谨而富有逻辑性的学科,其教学过程中的逻辑推理至关重要。
数学逻辑推理不仅是解决数学问题的关键手段,更是培养学生思维能力、提升学生数学素养的重要途径。
在数学教学中,逻辑推理贯穿于各个知识领域和学习阶段。
从简单的算术运算到复杂的几何证明,从代数方程的求解到概率统计的分析,无一不依赖于逻辑推理。
例如,在学习加法运算时,学生需要理解“合并”的概念,这就需要运用逻辑推理来理解为什么将两个或多个数量相加可以得到总数。
再如,在几何中证明三角形全等,需要根据给定的条件,通过一系列严谨的逻辑推理步骤,得出结论。
那么,数学逻辑推理在教学中究竟有哪些具体的体现和作用呢?首先,它有助于学生理解数学概念。
数学概念往往是抽象而晦涩的,如果只是让学生死记硬背,他们很难真正掌握其内涵。
通过逻辑推理,引导学生从具体的实例出发,逐步归纳、总结出概念的本质特征,能够使学生对概念有更深入、更清晰的理解。
比如,在教授函数的概念时,可以通过列举多个具体的函数实例,让学生观察自变量和因变量之间的关系,然后引导学生推理出函数的定义。
其次,逻辑推理能够帮助学生掌握数学定理和公式。
数学中的定理和公式并非凭空产生,而是经过前人反复推理和验证得出的。
在教学中,让学生参与定理和公式的推导过程,能够使他们明白其来龙去脉,从而更好地记忆和运用。
以勾股定理为例,通过让学生动手操作,用直角三角形的边长进行计算和验证,再经过逻辑推理,学生就能深刻理解勾股定理的本质,而不仅仅是记住这个公式。
再者,数学逻辑推理有助于培养学生的问题解决能力。
面对一个数学问题,学生需要通过分析问题、寻找线索、运用所学知识进行推理,最终找到解决方案。
这个过程不仅锻炼了学生的逻辑思维,还提高了他们解决实际问题的能力。
例如,在解决一道应用题时,学生需要从题目中提取关键信息,建立数学模型,运用逻辑推理进行计算和求解。
此外,逻辑推理对于培养学生的创新思维也具有重要意义。
高中数学核心素养的内涵及教育价值
高中数学核心素养的内涵及教育价值数学是一门普遍认为艰深难懂的学科,尤其对于高中生来说,数学学习更是被视为一座难以逾越的高山。
数学的学习对于高中生的成长和发展有着重要的作用。
高中数学核心素养的内涵及其教育价值是我们应该关注的话题。
一、高中数学核心素养的内涵1. 数学思维能力数学思维能力是指高中学生在解决问题时所展现出的思考方式和逻辑推理能力。
这种能力包括抽象思维、逻辑推理、空间想象等多个方面,是数学学习的重要基础。
通过数学学习,学生可以培养自己的逻辑思维、分析问题的能力,从而提高解决实际问题的能力。
2. 数学知识应用能力高中数学学习的核心是学生对数学知识的应用能力。
高中数学知识内容繁多,包括代数、几何、概率统计等多个方面。
学生需要通过数学学习,将所学知识应用到实际问题中,提高自己的问题解决能力。
3. 数学建模能力数学建模能力是指学生通过数学知识和方法对实际问题进行建模,并进行求解的能力。
数学建模要求学生具备丰富的数学知识和灵活的思维,能够将实际问题进行抽象化,形成数学模型,并对模型进行求解和分析。
4. 数学交际能力数学交际能力是指学生在数学学习中能够进行有效的交流和合作。
数学学习不仅仅是个人的学习过程,还需要学生能够通过交流和合作,共同解决问题。
数学交际能力对于学生的数学学习至关重要。
1. 培养学生的思维能力高中数学学习对学生的思维能力有着重要的培养作用。
数学学习需要学生进行逐步分析和推理,培养学生的逻辑思维和抽象思维能力,使学生在学习过程中逐渐形成自己的思维方式。
2. 提高学生的问题解决能力数学学习是培养学生解决问题能力的有效途径。
通过数学学习,学生可以学会将所学知识应用到实际问题中,培养自己的问题解决能力,为将来的学习和工作打下良好的基础。
3. 培养学生的合作精神数学学习需要学生进行积极的交流和合作,培养学生的合作精神。
在数学学习中,学生需要通过交流和合作,共同解决问题,这有利于学生培养团队合作意识和沟通能力。
数学价值观的内涵及其培养
数学价值观的内涵及其培养数学价值观是人们对数学的总体的评价和看法,它反映了人们对数学的价值观和价值取向。
数学价值观对数学教育有着重要的影响,因为它们决定了人们如何看待数学,如何学习数学,以及如何使用数学。
一、数学价值观的内涵数学价值观包括人们对数学的看法、评价和价值取向。
这些看法和取向是建立在人们的文化、社会、教育和个人经验的基础上的。
数学价值观的核心是对数学有用性、重要性、真理性和美学性的评价和看法。
1. 有用性价值观:人们认为数学在现实生活中是否有用,是否能够解决实际问题。
这种价值观反映了人们对数学的实用性和实践性的评价。
2. 重要性价值观:人们认为数学在科学、技术、经济和学术研究中是否重要。
这种价值观反映了人们对数学在各个领域中的地位和作用的认识。
3. 真理性价值观:人们认为数学是否具有绝对的真理和准确性,是否可以通过逻辑推理和证明得到正确的答案。
这种价值观反映了人们对数学的逻辑性和严密性的评价。
4. 美学性价值观:人们认为数学是否具有美的特征,如对称性、和谐性和秩序性等。
这种价值观反映了人们对数学的美学价值和艺术性的评价。
二、数学价值观的培养数学价值观的培养是数学教育的重要组成部分,因为它们对学生的数学学习和未来的职业发展具有重要的影响。
以下是一些培养数学价值观的方法:1. 通过数学实践培养有用性价值观:通过解决实际问题,让学生体验到数学的实用性和实践性,从而培养学生对数学有用性的评价和看法。
2. 通过数学应用案例培养重要性价值观:通过介绍数学在各个领域中的应用案例,让学生了解到数学的重要性和作用,从而培养学生对数学重要性的评价和看法。
3. 通过逻辑推理和证明培养真理性价值观:通过逻辑推理和证明,让学生理解数学的严密性和真理性的本质,从而培养学生对数学的逻辑性和真理性的评价和看法。
4. 通过数学美学的引导培养美学性价值观:通过介绍数学的对称性、和谐性和秩序性等美的特征,让学生体验到数学的美学价值和艺术性,从而培养学生对数学美学性的评价和看法。
高中数学核心素养的内涵及教育价值
高中数学核心素养的内涵及教育价值高中数学核心素养是指学生在高中阶段学习数学所需要具备的基本能力,涉及知识、技能和情感态度三个方面。
具体来讲,高中数学核心素养包括以下几个方面:一、数学知识素养:指掌握数学的基本概念、定理、公式和算法,能够灵活运用数学知识解决相关问题。
二、数学思想素养:指培养学生数学思维的能力,如发现问题、提出假设、构造证明以及解决实际问题的能力。
三、数学方法素养:指学生能够熟练掌握各种数学方法并能够运用它们解决相关问题的能力。
五、数学交往素养:指学生具备数学沟通和合作的能力,能够和他人合作完成数学研究项目。
一、培养逻辑思维和创新能力:数学是逻辑思维和创新能力的重要培养领域。
高中数学教学应该通过让学生从已知的条件出发或者从问题入手,深入思考,找到规律,提出解决方案,在解决问题的同时训练学生的逻辑思维和创新能力。
二、锻炼数学推理和证明能力:数学是一门重视证明和推理的学科。
学生在学习数学过程中,应该通过分析条件,提出结论,构造证明或者反证,锻炼证明和推理的能力。
三、培养问题解决能力:高中数学教育应该注重培养学生通过数学方法解决实际问题的能力。
通过学习数学知识和方法能够帮助学生更好地理解和解决日常生活中遇到的实际问题。
四、促进个性发展:高中数学教育应该注重培养学生的合作意识和团队精神。
数学课堂上应该鼓励学生通过讨论、合作来完成一些难题,建立正确、健康的人际关系,促进个性发展。
五、提高竞争力:数学是现代社会重要的基础学科,具有重要的职业和生活应用价值,高中数学教育应该注重提高学生的数学素养,增强学生在将来就业和社会竞争中的竞争力。
综上所述,高中数学核心素养是学生在数学学习中需要具备的基本能力,教育界应该加强对学生数学核心素养的重视和培养。
小学生推理意识的内涵、表现及培养策略
小学生推理意识的内涵、表现及培养策略《义务教育数学课程标准(2022年版)》(以下简称〃新课标〃)首次将推理意识作为数学课程要培养的学生核心素养表现之一,并指出,推理意识主要是指对逻辑推理过程及其意义的初步感悟。
意识是基于经验的感悟,而能力是基于实践的掌握。
显然,新课标将推理能力进一步划分为推理意识和推理能力两个层面是比较科学的,合理的。
然而,新课标毕竟只是一个较为上位的〃启示性文本〃”精神性文本〃,无法做到事无巨细地澄清所有的要点,在具体的实践中还有许多需要细化和深入研究的方面,比如:如何理解推理意识的内涵?小学阶段推理意识有哪些具体的表现形式?数学教学中如何发展学生推理意识等。
本文尝试结合具体的教学实践做一些分析与探讨。
一、小学生推理意识的内涵与表现形式新课标将数学学习中的推理意识界定为一种感悟,因为数学学习不仅需要“记〃,更需要〃悟笔者认为,推理意识首先是一种意识,对于推理意识的内涵可以从推理和意识两个方面把握,并且注意平衡两者之间的关系。
换言之,对于推理意识不仅要关注“推理〃,也要关注〃意识〃,要突出意识的本质及其形成机制的探索。
下面就这两个方面作一些分析。
(一)推理对推理的研究,历来有两种不同的方法:一是逻辑学的方法,即对推理作规范性的描述和考虑,它要解决的问题是我们应该怎样进行思维;二是心理学的方法,即对推理作描述性的分析和研究,它要解决的问题是思维实际上是怎样进行的。
简单地说,逻辑学主要研究推理的形式,而心理学主要研究推理的过程。
不同的学者对推理也有不同的理解:有学者认为,推理是人们在交流中为支持或维护某个主张而批判地检验与筛选观点的过程,主要包括主张或结论、数据或资料以及理由或论据3个基本成分。
有学者认为,推断和思考是推理能力发展的前提。
推断是人类最为基本与普遍的行为之一,思考则是有意识、有目的地运用推断解决问题,做出决定、判断与计划等。
可见,关于推理,我们既要重视推理的主要成分和逻辑结构,也要关注个体在推理活动中的心理历程。
小学数学推理教学论文
小学数学推理教学论文第一部分:问题的提出与背景分析一、问题的提出随着我国教育改革的深入推进,小学数学教育越来越重视学生思维能力及推理能力的培养。
在小学数学教学中,推理教学是提高学生数学素养、发展学生思维能力的重要手段。
然而,在实际教学过程中,我们发现部分教师对推理教学的重要性认识不足,缺乏有效的教学策略和方法,导致学生在数学学习中难以形成良好的推理能力。
因此,本研究旨在探讨小学数学推理教学的有效策略和方法,以期为广大数学教师提供有益的参考。
二、背景分析1. 数学推理能力的内涵数学推理能力是指个体在数学学习过程中,通过对数学问题进行分析、综合、比较、分类等思维活动,找出数学对象的本质特征和规律,形成数学概念、原理和结论的能力。
数学推理能力包括逻辑推理、归纳推理、类比推理等。
2. 小学数学推理教学的重要性(1)提高学生的数学素养:数学推理能力是数学素养的核心内容,培养学生的推理能力有助于提高其数学素养。
(2)发展学生的思维能力:数学推理教学有助于学生形成严密的逻辑思维,提高解决问题的能力。
(3)培养学生的创新意识:推理教学鼓励学生独立思考、勇于探索,有利于培养学生的创新意识。
3. 当前小学数学推理教学的现状及问题(1)教师对推理教学重视程度不够:部分教师过于关注学生的计算能力和解题技巧,忽视推理能力的培养。
(2)教学方法单一:教师在推理教学中,往往采用灌输式教学,缺乏启发性和互动性。
(3)学生参与度不高:由于教学方法单一,学生难以主动参与到推理教学中,导致学习效果不佳。
三、研究目的与意义本研究旨在探讨小学数学推理教学的有效策略和方法,以期提高学生的数学推理能力,为我国数学教育改革提供实践依据。
研究意义如下:1. 理论意义:丰富和完善我国小学数学推理教学的理论体系,为数学教育改革提供理论支持。
2. 实践意义:为小学数学教师提供有效的推理教学策略和方法,提高教学质量,促进学生的全面发展。
第二部分:小学数学推理教学的策略与方法探讨一、更新教育观念,提高教师对推理教学的认识1. 强化教师对数学推理教学重要性的认识,将推理能力的培养纳入教学目标。
数学归纳推理的基本内涵及认知过程分析
数学归纳推理的基本内涵及认知过程分析李兴贵;王新民【摘要】数学归纳推理是通过观察和组合特殊事例的量性特征来发现一类事物的量化模式的创造性思维活动过程.数学归纳推理需经历5个基本的认知阶段——"归纳五看":个别的看、重复的看、想象的看、抽象的看和一般的看,每一个阶段都由其独特的思维模式与相应的量化模式构成."归纳五看"构成了归纳推理的认知连续体,每一个阶段都以前一个阶段为基础,并且是对前一个阶段的超越.教学中要充分利用数学归纳推理的层次性、探究性、开放性和经验性,引导学生积累丰富完整的归纳活动经验.【期刊名称】《数学教育学报》【年(卷),期】2016(025)001【总页数】5页(P89-93)【关键词】数学归纳推理;基本内涵;认知阶段;量化模式;教学启示【作者】李兴贵;王新民【作者单位】成都师范学院数学系,四川成都611130;内江师范学院数学与信息科学学院,四川内江641199【正文语种】中文【中图分类】G420关于归纳推理能力的培养,对中国数学教育教学有着重要而特殊的意义,因为“我国基础教育在学生思维能力的培养中,主要弱在了归纳能力的训练上,给创新性人才的成长带来了严重的障碍”[1].归纳推理已成为数学研究与教学中一个热点问题,“归纳思想”是《义务教育数学课程标准(2011年版)》中所强调的基本数学思想之一,“归纳推理”成为《普通高中课程标准》实验教科书中的重要内容.关于归纳推理的研究已非常广泛,但对“数学归纳推理”基本内涵的研究,特别是对数学归纳推理过程中的认知类型及其结构的研究,迄今并不多见.这里将运用数学模式论的观点阐述数学归纳推理的基本内涵,分析数学归纳推理的基本认知过程,并借助澳大利亚教育心理学家毕哥斯(J.B.Biggs)和科林斯(K.F.Collins)所提出的SOLO(structure of the observed learning outcome)分类理论,揭示数学归纳推理中所蕴含的思维模式与量化模式的层次结构.归纳是哲学、逻辑学、心理学、思维科学等学科共同探讨的重要概念,不同的学科领域有着不同的概念界定.一般认为,归纳是从个别到一般的推理方法,较为常用的定义是:“归纳是从一类事物的部分对象具有某一属性,而做出该类事物都具有这一属性的一般结论的推理方法.”[2]这一定义揭示了归纳推理的基本特征,但它只是对归纳推理的一般性描述,缺乏学科针对性,特别是缺少数学元素.波利亚在《怎样解题》中提出:“归纳是通过观察和组合特殊的例子来发现普遍规律的过程.”[3]此定义明确了“观察”和“组合”是数学归纳推理中的两种认知活动方式,其中,“观察”是一种“肉眼之观”,是感知特殊事物的直观操作方式;而“组合”是一种“心灵构想”,是对内在思想的组合,是进行数学发现或发明的基本方式[4].可见,数学归纳推理是一种创造性的思维活动,是发现数学规律的过程.但在这个定义中没有明确“特殊的例子”的数学属性,也没有明确“普遍规律”的数学特质,即没有指明归纳推理的数学对象及其属性,影响了人们对数学归纳推理本质的理解和把握.根据数学模式观的观点,“数学是通过模式建构,以模式为直接对象来从事客观实体量性规律性研究的科学”[5],这里的“模式”是一种具有普适性的“量化模式”,是指“按照某种理想化的要求(或实际可应用的标准)来反映(或概括地表现)一类或一种事物关系结构的数学形式”[5].因此,数学归纳推理作为一种数学思维活动应该以“量化模式”作为自己的研究对象,通过考察具体事例的量性特征来获得具有普适性的量化模式.从这样的视角出发,结合波利亚的观点,可以将数学归纳推理界定为:数学归纳推理是通过观察和组合特殊事例的量性特征来发现一类事物的量化模式的创造性思维活动过程.首先,数学归纳推理的对象是“量化模式”,包括属性模式和关系模式两种形式,其中,属性模式是“一元判断”(one-place predicate);关系模式是“二元或多元判断”(two or more-place predicates)[6].其次,数学归纳推理并不是一个单一的思维方式,而是一个从“肉眼之观”(观察)到“心灵构想”(组合)的复杂的思维活动过程,其中包含着多种思维模式.再次,数学归纳推理是一种创造性的思维活动,从具体事物量化模式的识别与构建,到一类事物量化模式(归纳猜想)的形成与发现,需要经历尝试、概括、想象、抽象、形式化等一系列创造性思维活动.关于数学推理的认知过程,国内外学者从不同的角度进行了探讨.塞浦路斯大学的Constantinos Christou等学者,通过分析小学五年级学生关于数学归纳问题解决过程指出:数学归纳推理是3个主要过程——相似性、差异性以及关于相似性与差异性的整合所构成的多层面认知结构,并且一个过程都由属性水平与关系水平组成[6].美国卡耐基梅隆大学的Lisa A.Haverty等在有关大学生“函数发现”问题的研究中提出,数学归纳推理包括3个基本活动:一是数值收集,由收集、组织和表征数值等活动组成;二是模式发现,由考查、修正和操作数值性事例等活动组成;三是假设生成,由构造、提出与检验假设等活动组成[7].中国李祥兆博士通过分析初中学生关于数学归纳推理问题解答过程,提出了数学归纳推理信息加工的一般顺序:一是定向,包括信息编码与抽取特征等活动;二是识别,包括产生规则、构建新模式、进行预测等活动;三是转化,通过对规则进行调整修正、沟通差异、通过不断反馈而找到猜想[8].通过整合上述研究成果,结合数学归纳推理案例分析,可以得出,数学归纳推理需经历5个基本认知阶段:(1)个别的看——按照一定的想法观察和组合个别事例的量化属性或量化关系,即对数量信息进行编码加工;(2)重复的看——在多次观察与组合中,逐步识别出相似的量化属性或量化关系,即识别模式;(3)想象的看——想象出具有相似属性或关系的具体事例;(4)抽象的看——生成具有抽象结构的量化模式,即形成假设(猜想);(5)一般的看——确认假设,形成具有普适性的量化模式.这里的“看”具有3种含义:一是指尝试探究活动,即“试试看”;二是具有直观判断之意,是对量化模式的感受与领悟;三是指思考问题的角度.如史宁中教授指出的,“数学知识的形成依赖于直观,在大多数情况下,数学的结果是‘看’出来的而不是‘证’出来的,所谓‘看’就是一种直观判断”[1],“看”所表征的是各个认知阶段所具有的以直观判断为基础的尝试性思维活动.数学归纳推理的这5个认知阶段可简称为“归纳五看”,下面所展示的是等差数列通项公式发现过程中的“归纳五看”.已知{an}的首项为a1,公差为d的等差数列,其通项公式的归纳过程如下:个别的看:a2= a1+d,a3=a2+d=a1+2d ,a4=a3+d=a1+3d(方框表示相互独立).重复的看:a2= a1+d,a3=a2+d=a1+2d ,a4=a3+d=a1+3d.想象的看:a5=a1 + 4d ,…, a 50= a1 + 49d ,…抽象的看:an =a1+ ( n -1)d.一般的看:确认an =a1+ ( n -1)d的正确性,明确公式的结构特点和适用范围.下面将运用SOLO分类理论来分析“归纳五看”中的思维模式与量化模式的层次结构.毕哥斯(J.B.Biggs)等人的SOLO分类理论将学习者关于某个问题的学习结果由低到高划分为5个水平:前结构水平、单一结构水平、多元结构水平、关联结构水平和拓展抽象结构水平[9].在应用中,将“前结构水平”并入“单一结构水平”之中,因为在“前结构水平”学习者只是进行了一些试探性的思维活动,没能形成有效的思维模式和相应的量化模式;增加了“形式结构水平”,用以表征“一般的看”这一认知阶段所达到的学习结果水平.经过这样的调整后,学习结果的5个水平变成为:单一结构水平、多元结构水平、关联结构水平、抽象拓展结构水平与形式结构水平,它们分别与“归纳五看”相对应.2.1 个别的看“个别的看”是以个别数值事例作为思考的对象,通过直观观察与经验性的运算操作,以形成只符合这一具体数值的量化属性或量化关系.比如,单独地计算一个数列的前几项.在“个别的看”的过程中,所采用的思维模式是以一个数值事例为对象的特称判断(简称单一具象特称判断),所形成的量化模式也只适应这一个别的数值事例.虽然对同一个或不同的个别数值事例可以进行不同的运算操作,相应地可以形成各种不同的量化模式,但这些模式之间是缺乏联系的,没有任何形式的相似性和一致性.根据SOLO分类理论,“个别的看”这一认知阶段所形成的只能是单一结构的量化模式(这种量化模式只有形式上的意义,因为它没有任何范围上的普适性).“个别的看”是数学归纳推理的起始阶段,具有尝试探路的性质.这一阶段所形成的单一结构的量化模式,虽然不能直接导致最终归纳猜想的生成,甚至好多是“无用”的,但却是归纳推理的认知基础和赖以推进的逻辑起点,因为它们蕴含着潜在的相似性或一致性,折射出普适性量化模式的影子.如果在“个别的看”中能够按照某种想法或策略对数量事例进行观察与操作,如遵循递归策略、追踪策略[7]、类比策略、要素分析策略[10]等,那么,在所形成的单一结构的量化模式中蕴含相似性或一致性的可能性就会增大,就能为下一个归纳认知阶段的开展做好充分的准备.2.2 重复的看“重复的看”是指在多次“个别的看”的基础上,通过比较“单一结构的量化模式”的相似性与差异性,直观地概括出共同或相似的量化属性或量化关系的过程.从现象学的视角,每一次“个别的看”中所形成的单一结构的量化模式都是一般性量化模式的一次“侧显”,当各种各样的“侧显”不断涌现时,随着一些相同或相似的量化特征的不断重复出现,人们天生所具有的“概括倾向”就会被激发起来,具有“最大限度相似”的那些特征成为注意的中心,而那些有着相同或相似特征的数值事例便会进入学习者的思维之中,形成一种以多个数值事例为对象的特称判断(简称多元具象特称判断).此时,所识别的量化属性或量化关系为多个数量事例所共享,形成一种具有多元结构的量化模式.如,在“重复的看”了等差数列的前几项之后,可能形成的多元结构的量化模式有:① 每一项都是由含a1与d的式子组成的;② d的系数是连续自然数;③ d的系数随项数的变化而变化;④ 通项公式的结构可能具有形式“a1 +□d”等.“多元结构的量化模式”已经有抽象化的性质,但这种抽象化是模糊的、含混的,它“并不是在精确地区分各个特征的基础上进行,而是根据模糊的共同性的印象而形成的”[11].“多元结构的量化模式”是所观察的各个特殊事例量化特征的“最大公约数”,仅适应于所直观经验到的数值事例,只是一个“局部性假设”,它要发展成为一个“全局性的假设”——一般性的量化模式,需要超越具体经验事例的局限性.2.3 想象的看“想象的看”,是在“重复的看”中所形成的“多元结构的量化模式”的基础上进行联想或创造类似的数值事例的过程.在“想象的看”中,学习者以“共同性印象”代替经验操作的数值事例成为思维活动对象,通过联系与构想相类似的数值事例来印证“局部性假设”,思维方式是由特称判断得出类似特称判断的推理.随着“局部性假设”被越来越多的事例所印证,所形成的量化属性或量化关系的适用范围越来越大,以共同性印象为特征的“多元结构的量化模式”逐步演变为以连贯性与一致性为特征的“关联结构的量化模式”.进入“想象的看”是归纳推理过程中第一次质的飞跃,它标志着归纳过程从外部的经验操作转变为大脑内部的“心灵构想”.那些想象出来的数值事例虽说也是具体的、特殊的,但与经验中的事例已有本质的不同,它们已舍弃了经验事例中的那些直观的操作过程和可变的成分,而直接凸显了那些在变化中保持一致性或相似性的量化属性或量化关系.如,在归纳等差数列通项公式过程中的a5= a1 + 4d 与a 50= a1+ 49d,它们已不是计算的结果,而是“心灵构想”的产物.在实际学习中,这两项的想象过程可能会有所不同,其中a5= a1+ 4d是相邻项的想象,所依据的可能是“d的系数是连续自然数”这一顺序性的“共同性印象”,是一种“顺序感”的产物;而 a 50= a1 + 49d是相隔项的想象,依靠顺序感几乎是不可能想象的,只能根据更具有一般性的“共同性印象”——“d的系数比项的序号小1”想象出来,是对经验事例的一种超越.理论上讲,通过想象可以构造出无穷无尽的具体数值事例(如果需要的话),能够按照某种明确的特征将数值事例组成一个序列,特别是能够补充一个数值序列中所缺少的那些元素.因此,“想象的看”是从有限走向无限,由“局部性假设”走向“全局性假设”的过渡阶段;“关联结构的量化模式”是一个动态的开放系统,具有“融合个别印象的趋向”[11].2.4 抽象的看“抽象的看”,是把所有经验事例与想象事例当作一个整体加以考察,舍弃那些不可重叠的可变部分,而保留那些可重叠的不变部分,以形成“全局性假设”的认知过程.在“想象的看”中,随着具体数值事例的不断涌现,具有普适性的量性规律在连续不断的“侧显”中逐渐的浮出水面而成为注意的中心,并与那些处于注意边缘的其它属性分离开来而成为优先考虑的特征.学习者的思维是以全体数值事例为对象的全称判断(简称为具象全称判断),所生成的是以抽象化的数学语言来表征的“抽象结构的量化模式”.“抽象的看”也是在大脑内部进行的一种“心灵构想”,但已与“想象的看”有着本质的区别.在“想象的看”的过程中,虽然可以自由的想象出无限多个数值事例,但这些事例都是具体的、特殊的,而“抽象的看”中的事例已超越了原有的范围,是一种抽象化的事例,在所形成的量化模式中增加了新的信息(对抽象性量性规律的认识).因此,从“想象的看”到“抽象的看”是归纳推理过程中的第二次飞跃,是对具体事例的超越.如,在归纳等差数列通项公式的过程中,通过“抽象的看”,“d的系数比项的序号小1”已不是一种对有限项(前几项)的直观概括,而是一个涵盖了数列所有项的量化模式(全局性假设),an=a1+(n-1)d是这种量化模式的符号表征.2.5 一般的看“一般的看”是通过对“抽象结构的量化模式”的合理性及意义进行确认的认知过程.这一过程一般由两种认知活动组成,一是假设检验,通过检验假设与特殊事例的符合程度,来提高其可信度;二是量化模式的运用,通过量化模式在解释实际现象或解决问题中的效果来确立对它的信任.“一般的看”完全脱离了具体事例、特征的具体联系,以“抽象结构的量化模式”(全局性假设)作为思维操作的对象,既要一般性地考察“全局性假设”,形成形式化的全称判断(简称抽象全称判断),也要一般性的看待每一个具体事例——即把每个特殊事例都看成是“全局性假设”的一个个别事例.“一般的看”中的思维已具有“形式方式”的功能特点,能够在“没有真实世界的参照物时对元素进行操作”[9],因此,可以把“一般的看”中所形成的量化模式称为“形式结构的量化模式”.与“抽象结构的量化模式”相比,“形式结构的量化模式”除了不依赖于真实世界的参照物这一特点外,它还融合了学习探究者的信念,因为它已接受了逻辑或实践的检验,学习者对它已产生了某种信任感.“形式结构的量化模式”是真正意义上的具有普适性的量化模式,它不再是一种外在于学习者的“猜想”,而是赋予一定意义的、内在于学习者学习结构之中的一项知识.如,通过a1的验证、定义的检验、函数解释以及解决等差数列有关问题等学习活动,an=a1+(n-1)d 已不仅仅是一种抽象的量化模式,而是学习者学习结构中的一项有效知识.综合上述分析,数学归纳推理是由“个别的看”、“重复的看”、“想象的看”、“抽象的看”与“一般的看”等5个基本认知阶段组成的认知过程,其中每一个认知阶段都具有独特的思维模式及其相应的量化模式,并且每一阶段的量化模式均是下一认知阶段的思维操作对象.“归纳五看”及其思维模式和量化模式构成了数学归纳推理的多层次的认知结构,如图1所示.3.1 层次性“归纳五看”组成了数学归纳推理的认知连续体,每一个阶段都是不可或缺的,也是不能逾越的;前一个阶段是后一个阶段的起点,而后一个阶段是对前一个阶段的拓展与超越.从“个别的看”到“一般的看”,单一具象特称判断、多元具象特称判断、构想具象特称判断、具象全称判断和抽象全称判断构成了数学归纳推理的思维模式序列,思维的抽象性和复杂性在逐步升高;而单一结构模式、多元结构模式、关联结构模式、抽象结构模式以及形式结构模式则构成了数学归纳推理的量化模式序列,模式的一致性与普适性在逐步增大.因此,数学归纳推理是一种涉及多种思维成分(直观操作、概括、想象、抽象、形式化)的复杂的创造性思维过程,是不能由归纳心理研究中所揭示的某个单一的“归纳心理效应”(如典型性效应、多样性效应、前提样本大小效应、属性效应[12]等)来解释.在归纳推理的学习与教学中,不能采取“过度的躁进”和“违时的急切”的做法,压缩或是缩短归纳推理的认知过程,而是要宁静地逗留于数值事例或量化现象面前,多看、多想、多思,切实地经历“归纳五看”,在依次运用各种思维模式的过程中,逐步发现或发明各认知阶段中的量化模式.那种单靠一、两个特殊事例或数值的观察就“归纳”出一种一般性的量化模式是有悖于数学归纳推理认知规律的.例如,关于“交集”的学习,教学中一般都是采用“直观+定义”的方法,即先观察一个具体的实例,然后给出“交集”的定义.这样学习过程,既没有“重复的看”,更没有进行“想象的看”,使得许多学生对“公共元素”的认识只是停留在关于文字的“共同性印象”上,以至于出现如下非常低级的错误:{锐角三角形}∩{钝角三角形}={三角形}.这样的错误在大学数学专业的学生中依然存在.3.2 探究性数学归纳推理作为一种创造性的思维活动,所要考查的是未知情境中的量性规律,是不能按照一种预设的、固定的简单程序来操作.不论是“个别的看”中的观察操作、“重复的看”中的直观概括,还是“想象的看”的想象构造、“抽象的看”中抽象拓展与“一般的看”中的意义确认,均需要学习者去尝试、猜测、判断、反思和修正,不断地投入和组合自己的思想观点.在归纳教学中要为学生创设和提供有效的探究环境,让他们自己选择数值事例的操作加工方法,自主寻找模式识别和猜想生成的出路,引导他们用自己的观点(想法)来引领“归纳五看”所组成的认知连续体的进程.例如,如果仅仅要学生观察一大批偶数是很难发现“哥德巴赫猜想”的,因为不知道要“看”什么.而如果引导学生产生了这样的想法:偶数与素数有什么样的关系,或者进一步地,一个偶数是由几个素数组成的(原子论思想),那么,在这种想法的引领下,通过归纳推理发现“哥德巴赫猜想”就不是一件难事.3.3 开放性与一般的归纳推理相比,数学归纳推理除了具有超越性(结论的范围大于前提的范围)与或然性(结论可能正确也可能不正确)外,还具有独特的开放性.首先,具有不确定性,包括前提条件的不确定(在“重复的看”中所需的具体数值的个数因需要而定)、数值加工方式的不确定(因“想法”的不同,组合加工数值的方式随之不同)和结论的不确定(可以形成多种猜想).其次,具有生成性,数学归纳推理不但超越了原有的信息,而且增加了新的信息——在“想象的看”中通过“心灵构想”创造出了原来没有的具体数值,这些新的数值使归纳思维活动从无序走向有序、从有限走向无限、从具体走向抽象,从而催生了量化模式的形成.鉴于数学归纳推理的开放性,在教学中,不要为归纳推理设置统一划一的标准,不要追求唯一确定的结果,不要像训练演绎推理技能那样,按照一种固定的模式机械训练学生的归纳推理技能,而应鼓励学习者采用多样化的思维模式,形成具有个性化的归纳猜想.特别地,要重视想象在数学归纳推理中的作用,改变那种只有在提出了“一般性结论”之后,才让学生去想象列举相应事例的做法(虽然这样做也是必要的),应该在得出一般性的量化模式之前就让学生想象出相似性或一致性的数值事例,这样的想象可为量化模式的生成与表征提供充分而必要的意象准备.3.4 经验性数学归纳推理作为一种合情推理,其每一个认知阶段均需要相应的数学活动经验来支撑.研究者在文献[13]中指出:“数学活动经验是指学习者在亲历问题解决的过程中,通过尝试与反思,在思维方式与量化模式及其体验之间所建立的联系.”“归纳五看”揭示了数学归纳推理每一认知阶段中的思想模式与量化模式,这为数学归纳活动经验的形成和积累提供了明确的认知机制和具体的学习活动步骤.在教学中,可根据“归纳五看”来设计归纳推理的具体学习活动,让学习者在经历个别的看、重复的看、想象的看、抽象的看与一般的看的认知活动过程中,依次建立单一具象特称判断与单一结构模式的联系、多元具象特称判断与多元结构模式的联系、构想具象特称判断与关联结构模式的联系、具象全称判断与抽象结构模。
小学生数学推理能力的表现性评价研究
小学生数学推理能力的表现性评价研究数学推理除了能够帮助小学生学习数学知识,还能够帮助学生进一步提高理解抽象性数学知识的能力。
基于此,在实际教学过程中,教师必须高度重视学生类比归纳能力的培养,促使学生从之前的缄默认知向显性认知转化。
一、数学推理能力的内涵所谓数学推理能力主要是在相关活动基础上,如观察、实验与分类等,识别事物并提出一定猜想,在上述活动中找到正确答案,最终判断猜想是否与现实情况相符。
为了让小学生在数学推理过程中及时找出一种最为简便的问题解决方式,教师要引导他们明确思维过程,有一个清晰的学习思路。
同时,为了准确、有效地说明其中的猜想,教师可以采用课堂讨论的方式为学生的想法提供充足的支撑。
为了有效培养学生的推理能力,教师要留意以下几点内容:第一,为了促进学生推理能力的不断提升,教师有必要开展各种形式的数学活动或主动体验的推理过程,这体现了数学推理能力的过程性[2]。
第二,学生作为推理能力教育的主体,能够主动生成这一过程,且学生数学推理能力与各方面因素密切相关,诸如原有知识经验、态度与动机等,这体现了数学推理能力的产生本身极具主动性。
第三,在一定情境中才能充分发挥数学推理能力所具有的作用,因此这项能力极具情境性,而课堂是培养小学生推理能力的主要阵地,相应的小学数学的课堂教学也是培养这项能力的重要情境。
二、培养数学推理能力的策略(一)形成学科意识,树立数学核心素养意识教师在制订培养计划前,要先厘清数学推理能力的结构及内涵。
同时,教师还要结合学生的身心发展特点,分析推理能力在学生成长中的重要价值,循序渐进地帮助学生形成学科意识和核心素养意识[3]。
例如,在学习“1-5的认识和加减法”中的“比大小”环节时,一年级小学生对数学方面的大小概念了解不够透彻,教师可以通过推理小游戏增强在数学中的大小概念。
首先,询问小学生是否还记得多少的比较方式,帮助小学生回忆比较多少的方法,提高对数学知识的熟悉度。
其次,再引导学生思考怎样比较1~5的大小,并鼓励学生通过动手实践、讨论、验证等过程强化记忆。
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数学推理的内涵与价值
数学推理是一种深刻思维过程,通过对相关对象和环境的观察和比较,从而把结论推导出来。
它与科学研究不同,着重于以逻辑方式提出问题、加以解释和验证,从而达到认识深入理解的目的。
将数学推理视为解决问题的一种有效方法,我们可以发现它所具有的众多优点。
首先,它能够极大地拓宽我们的视野,让我们从不同的视角去思考和衡量问题,培养出我们的辩证思维能力;其次,通过数学推理可以合理解决大量复杂问题,让我们斩获更多的结论,进而更好地把握客观规律;再次,它能够在多方面增强我们的抽象思维与逻辑思维能力,让我们对思维的逻辑结构有更清晰的认识。
虽然数学推理需要充足的时间与精力,但它的价值也是不容小觑的。
它能够改变我们思维的方向,重新调整我们的思维方式,拓展我们的想象力;它也能够帮助我们学习思考问题的方法,有助于揭示新的可能性;同时它也能够促进我们自身思考能力的培养,构建出完备的认识体系,从而获得新的知识经验。
总之,数学推理是一种深入思考的有效工具。
它所具有的众多优点,一定程度上可以改变和拓宽我们的思维习惯,帮助我们更好地理解客观世界,满足人类对更深层知识的渴求。
因此,我们应当充分利用它,去发掘它所具有的无穷价值,从而丰富自身的知识体系。
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