本文主要对数学归纳法的教学进行较为完整的研究

本文主要对数学归纳法的教学进行较为完整的研究。

数学归纳法是一种证明与正整数有关的命题的极为有效的科学方法。了解数学归纳法的发现和发展的历史，明确数学归纳法与归纳法的区别与联系，是教师教授和学生掌握数学归纳法的基础。对数学归纳法逻辑基础即原理的准确理解，是教师进行数学归纳法教学的前提，也是学生能否掌握这种证明方法的关键。

数学归纳法的教学首先是一种程序性教学。为了让学生能够正确应用数学归纳法，还要进行形式化教学。在形式化现象下的本质规律的教学，即内涵教学，则是数学归纳法教学的内在精髓。数学归纳法通过有限的程序，完成了验证无限的结论，它的灵魂就是递归思想。

归纳法是发现问题的一种有效方法。在数学归纳法的教学过程中，恰到好处地进行数学归纳法的教学，既可帮助学生区分这两种方法，又可引领学生了解发现问题的途径，可谓一举两得。培养学生“观察一归纳一猜想一证明”的链条式思维模式，开发学生的创造性思维能力，将会对未来数学的发展起到推波助澜的作用。数学归纳法的应用是数学归纳法教学中很重要的一个环节。数学归纳法可以用来证明与正整数有关的恒等式、不等式、整除性问题和几何问题等。

本文针对数学归纳法应用过程中，学生常见错误出现的心理因素进行了问卷调查。在应用数学归纳法证题时，导致学生犯错误的主要原因是对数学归纳法的原理没有真正理解;另一个原因是数学归纳法应用中的思维定势。要克服学生使用数学归纳法的心理障碍，一个有效的方法就是要了解数学归纳法应用的局限性。能运用非数学归纳法证明另外一些与正整数有关的命题，也是学生学习和使用数学归纳法时所要克服的心理依赖和必经过程。

1. 2数学归纳法的研究现状

对“数学归纳法”的研究国内己有不少论文，这些论文在某些具体方面作出了详尽的论述。例如，赵龙山在《有关数学归纳法教学中的逻辑问题》一文中，对数学归纳法的逻辑基础问题进行了论述和研究，形象地引入“递推机”，从而加深了对数学归纳法本质的理解，有助于学生更好地、合逻辑地运用数学归纳法证题，也有助于学生克服对于数学归纳法的模糊甚至是错误认识。文中还指出了数学归纳法与归纳法、完全归纳法是完全不同的证题方法，只是没有对一三者的内在关系进行系统详细地阐述。罗增儒在《关于数学归纳法的逻辑基础》一文中指出:历史上数学归纳法曾被称为“逐次归纳法”、“完全归纳法”，后来被称为“数学归纳法”，既区别于逻辑上的“完全归纳法”，又比“逐次归纳法”更能表明它论证的可靠性。在此文中还引述了一些学者的观点，就数学归纳法的本质进行了表述。

刘世泽在《数学归纳法的另外两种形式》一文中，介绍了除数学归纳法第I型和第II 型以外的另两种形式:跳跃归纳法和二元有限归纳法;朱孝建在《数学归纳法的构造》一文中，给出了数学归纳法的一个一般性定理，由此可推导出数学归纳法的各种常见形式，还可根据具体问题的需要构造出其它数学归纳法的形式，进一步开拓了数学归纳法的应用范围，从而对数学归纳法的本质有了一个较为全面深入地了解;李淑文、孙德菊在《累积数学归纳法》一文中，比较了数学归纳法的第一种形式和第二种形式，并就第二种形式，即累积数学归纳法作了举例说明。以上三篇论文都是针对数学归纳法的形式或构造的论述。

邵光华所作的论文《对中学“数学归纳法”教材教法的几点思考》，主要针对教材教法中对数学归纳法内容的安排和教学，提出了值得思考的五个具体问题，并简单地说明了数学归纳法和归纳法的区别。文中提到了不完全归纳法，但未作深入论述。唐以荣在《中学数学综合题解题规律讲义》中指出:“早在五十年代的苏联的教学法书籍中，己明确指出数学归纳法是演绎法的特殊形式;八十年代的中国中学数学课本和教学法书籍却没有做到这一点不能不令人遗憾。”①即使是现在的中学教材也还是没有改进这些。

齐智华在《“数学猜测”的教学构想与实践》一文中，介绍了“数学猜测”的教学纲目，

给出了作者编选猜测习题的原则，并进行了实例说明。文中讲述了“教猜测”和“教证明”的同等重要性，用作者自身的实践说明:教猜测对所有层次的学生都具有普遍意义。此文以教学纲目的形式，给出了先由归纳猜测结论，再由数学归纳法进行证明的思维方法，但没有展开论述。

除以上这些论文以外，还有数量不少的文章从数学归纳法教学的细微处着眼，举例说明了学生在学习数学归纳法过程中常见的错误，并进行了剖析。一些论著也提到了数学归纳法，把它作为一种证明方法进行了简洁的阐述。例如，徐利治先生著的《徐利治论数学方法学》中，收集了以下几篇文章，从归纳与猜想的角度说明了数学归纳法教学的重要性，它们是《数学家是怎样思考和解决问题的》、《流与源—不容忽视的创作源泉》、《浅谈数学方法学》、《漫谈学数学》等。李文林著的《数学史概论》中，也阐述了数学归纳法的理论。此外，华罗庚著的《数学归纳法》、洪波著的《怎样应用数学归纳法》、G·波利亚的《怎样解题》、《数学与猜想》、《数学中的归纳法与类比法》等著作，大多从理论方面论述了数学归纳法和归纳法在数学教学中的重要性和价值。

我国的数学期刊或数理杂志，如《数学教育学报》、《数学通于};,《数学通讯》、《中学数学教学参考》、《数学教学》等，刊载的相关文章大都从各个角度具体阐述了数学归纳法教学中常见的问题，但少有从整体上进行系统论述的。本文将对数学归纳法进行较为完整的系统论述。

2. 1数学归纳法的历史

对于数学归纳法历史的叙述，在此做几点说明。其一，现有教材中，自然数集的范围扩大，增加了“0”这个元素。自然数集的新定义:0与正整数的全体构成的集合称为自然数集。而原有文献中依然运用“自然数(集)”，有鉴于此，本文都将一一修正为正整数(集)。其二，关于数学归纳法的历史，各种参考资料的叙述都大同小异，本文采用了1999年《中学数学教学参考》第Z1期刊登的、孙宏安著的《数学归纳法的历史》，并将此文中的自然数(集)修正为正整数(集)。

正整数(即以前的自然数)可以说是人们最先认识的数学概念之一。关于正整数，人们最初处理的只是关于较小的并且是关于有限个正整数的问题。但是正整数集是一个无限集，人们研究正整数，很快就会遇到涉及全体正整数，即涉及到无限集的问题。人们不可能写出所有的正整数，也无法对正整数作无限次的操作，因而人们只有通过某种方法沟通有限和无限，使人们能以有限掌握无限、以有限次的操作来把握关于无限集的某些性质，来研究涉及到全体正整数，即涉及到无限集的问题。人们找到了这种方法，那就是数学归纳法。

数学归纳法是证明关于正整数n的命题爪n)的一种方法，其作法是:

1、.证明p(1)为真;

2.假设p(k)真，证明p(k +1)为真。

若1、2都得证，则p(n)对所有正整数都真。

二.归纳基础步骤中有关“。N0”的理解错误

受思维定势影响，常认为n。就是1

必须注意:(1)数学归纳法原理中“no”是要证明命题成立的最小正整数。例如，命题“多边形的内角和为((n一2)180.”中，n>_3时，原命题成立，所以，用数学归纳法证明此命题的基础应该是no =3;命题“边数为偶数的圆内接凸多边形，相间诸角的和等于其余诸角的和”中，n<4时，原命题无意义，所以，用数学归纳法证明此命题的基础应该是n。=4，再对一切偶数进行数学归纳法。