李震琴
[摘 要]邏輯推理是對事物進行觀察、比較、分析、綜合、抽象、概括、判斷、推理。小學生由于年齡小,主要以形象思維為主,邏輯推理能力有限,在實際教學過程中,數學教師要結合具體的教學內容,創設生動且合理的教學情境,通過切實有效的策略影響學生的思維,激活學生的原有認識經驗,引發學生的推理、猜想,培養小學生推理意識,從而提升小學生數學核心素養。
[關鍵詞]邏輯推理;核心素養;推理意識
[中圖分類號] G623.5 [文獻標識碼] A [文章編號] 1007-9068(2023)11-0087-03
《義務教育數學課程標準(2022年版)》(以下簡稱“新課標”)中確定,課程目標以學生發展為本,以核心素養為導向。通過義務教育階段的數學學習,學生逐步會用數學的眼光觀察現實世界,會用數學的思維思考現實世界,會用數學的語言表達現實世界(簡稱“三會”)。其中“數學的思維”是指邏輯推理,這是一種思考方式,學生通過學習數學,逐步養成講道理、有條理的思維習慣,同時形成實事求是的科學態度。
一、推理意識的理性認識
新課標將原來的推理能力這一核心概念,演繹為推理意識和推理能力兩個核心素養,分別對應小學和初中兩個學段。推理意識先于推理能力出現。
1.什么是推理意識
推理意識一般是指一種數學思維形態。指推理或講理的自覺意識,是數學的邏輯嚴密性的反映。它表現為遇到問題時自覺推測、尋根問底、據事論理。推理意識包括演繹推理、歸納推理、類比推理的自覺意識。新課標對“推理意識”給出4個方面的表述。
定義:推理意識主要是指對邏輯推理過程及其意義的初步感悟。
表現:知道可以從一些事實和命題出發,依據規則推出其他命題或結論;能夠通過簡單的歸納或類比,猜想或發現一些初步的結論。
作用:通過法則運用,體驗數學從一般到特殊的論證過程;對自己及他人的問題解決過程給出合理解釋。
地位:推理意識有助于養成講道理、有條理的思維習慣,增強交流能力,是形成推理能力的經驗基礎。
2.培養推理意識有什么用
意識主要是指基于認知經驗的感悟,而能力主要是指基于概念的理解。意識可以過渡到能力,兩者之間沒有絕對的界線。結合新課標提出的“三會”,培養學生的推理意識主要是為了讓學生“會用數學的思維思考現實世界”,使數學更具嚴謹性。
(1)厘清思路,清晰表達
舉個例子,在黑暗的森林中,旁邊的草叢突然動了,人的第一反應是逃跑。為什么人的第一反應是逃跑呢?用推理意識表達就是:
人觀察到草叢在動,對比發現與風吹時草叢的晃動不太一樣,分析是有其他動物在草叢里;
綜合之前生活中遇到的情況,判斷這個時候逃跑會比較安全。
將這個情況抽象概括為“在森林中,一旦草叢有異常,立刻逃離”,人類經過幾萬年的演化,這種反應便成了人的本能。
(2)尊重科學,實事求是
之前世界杯期間,出現過這樣一個說法:日本隊和德國隊的戰績為2∶1,曾經中國隊與日本隊比賽的結果為0∶0,以此推理,中國隊強于德國隊。筆者把這個問題交給學生思考,學生能從客觀角度分析球隊之間的實力差距,并否定這一觀點。學生說每場比賽都有偶然因素,所以不能這樣推理。因此,邏輯推理可以幫助學生客觀認識現實世界,養成合乎邏輯的思維習慣,形成實事求是的科學態度。
(3)分析問題,解決問題
以下是“簡單的分數加減法”的教學片段。
(筆者出示兄弟兩人分比薩的情境:一個完整的比薩平均分成8塊,哥哥吃了5塊,弟弟吃了2塊。兩人一共吃了這個比薩的幾分之幾?然后讓學生用長方形紙模擬比薩,在長方形紙上分一分、畫一畫、算一算,學生得出5/8+2/8=7/8)
生1:老師,我有一個疑問,為什么上面的分子要相加,但是下面的分母不用相加呢?
師:你提出了非常值得研究的數學問題。明明是分數加法,為什么只要算5+2呢?大家怎么看?
生2:哥哥吃了5塊,弟弟吃了2塊,兩人吃了7塊,所以分子要相加。
生3:原來有一整個比薩,平均分成8塊,他們吃的都是這個比薩,總數是不變的。如果分母要相加,相當于有了16塊,那就是兩個完整的比薩了。
師:同學們都結合了圖形進行思考,那我們就用這個方法,邊觀察邊思考。用分數表示,1塊是幾分之幾?
生:1塊是1/8,2塊就是2個1/8。
師:那么這個加法其實就是5塊加2塊,也就是5個什么加2個什么?
……
從以上教學片段可以看出,在推理意識的引領下,學生善于自主發現、獨立思考問題。筆者立刻組織學生展開討論、分析,一步一步引出簡單分數加法的算理,學生推理意識一旦形成,將對學生的后續學習產生積極影響。
二、小學生推理意識的發展需求
大教育觀指出,教育不僅在時間上貫穿人生全程,在空間上也存在于人生所處的各種場所,最終目標是為了維持或改善生存環境,提高生活質量。教育工作的重心要體現在凸顯學生主體地位、落實學生核心素養和培養學生創新思維上,小學生推理意識的發展也應從這幾個方面入手。
1.凸顯學生主體地位
首先,從年齡特征、認知水平來分析,小學生的推理意識薄弱、數學推理能力有限,而數學又是一門講道理的學科,在講解較為復雜的、難以理解的內容時,很多學生往往會由于理解不透徹而失去學習興趣,學習積極性、主動性明顯下降,最終造成課堂教學目標難以完全達成。其次,從教師的教學水平分析,部分教師在進行數學教學時,缺乏對知識的理解性建構和趣味性設計,單純依靠教材內容進行講授,會給基礎薄弱的學生造成理解上的阻礙,同時會引起學生的厭倦感,導致課堂效率降低,無法實現高效學習。教學活動凸顯學生主體地位,注重激發學生學習興趣,能引發學生積極思考,發現問題和提出問題,并利用觀察、猜測、推理、驗證等方法分析問題和解決問題。
2.落實數學核心素養
義務教育階段數學學科在教學時著重培養學生的核心素養,推理意識就是其中重要的一項素養。當前小學數學教學的開展有了新的目標,即讓學生在小學數學學習中養成數學思維與能力。通過貫徹落實數學學科核心素養,能夠培養學生品格、關鍵能力和正確價值觀,這與國家立德樹人的教育根本任務是一致的。樹立正確的價值觀和良好的道德品質,才能更好地培育國家需要的新時代青少年。
3.培養學生創新思維
學生創新思維的培養往往會被忽視,但實際上創新思維的培養應該從基礎教育就開始做起,尤其是在當今的環境下,創新更是打破格局、實現突破性發展的關鍵因素。數學是基礎教育的重要學科,承擔著重要責任,教師在課堂教學中應開展一系列有意義的教學活動,使學生在具有充分邏輯思維的基礎上,掌握事物的客觀規律和特征。這不僅對學生自身的身心成長具有很大推動作用,對國家的富強和民族的振興也有著長期的積極影響。
三、小學生推理意識培養的策略
學科教學要聚焦于所學知識的正確運用,即知識要能解決真實問題,可以從以下幾個方面開展。
1.情境體驗,多感官參與培養推理意識
情境體驗指在教學過程中,教師有目的地引入或創設具有一定情緒色彩的、以形象為主體的場景,讓學生體驗。真實問題需要情境,其目的是為了模擬生活、解決問題,但不能簡單地將生活場景搬入課堂,更不能故弄玄虛、人為設置障礙。新課標要求:設立跨學科主題學習活動,加強學科間相互關聯,帶動課程綜合化實施,強化實踐性要求。
例如,教學“簡單的分數加、減法”一課時,筆者設計了兩位小朋友分享同一個比薩這一情境,提出問題:兩人一共吃了幾分之幾?讓學生觀察圖片建立直觀的感受,并結合自己的生活經驗,調動多感官參與探究活動,進行邏輯推理。
雖然這個問題看似簡單,但是正因為有生活情境的體驗,學生對于接下來的探究(分一分、畫一畫、算一算)結果能有合乎常理的判斷。①如果兩人吃的比薩超過一個,肯定不對。②如果兩人吃的比薩比任意一人吃的都少,肯定也不對。這些結論都表明學生已經具有初步的推理意識。
2.歸納推理,綜合全面性培養推理意識
數學學科知識的教學事例有些來源于現實生活,如數的認識、圖形的認識等教學事例;有些則來源于對直接關系的抽象,如計算法則、運算律等的教學事例。這些內容可以采用歸納推理的方式開展教學,并在教學過程中培養學生的推理意識。歸納推理的發展關鍵是探究要足夠實、觀察要足夠細、事例要足夠多、范圍要足夠廣。
例如,“簡單的分數加、減法”一課中,同分母分數加法計算法則的學習,就充分考慮了以上幾個方面。
教學第一層次——操作、計算,探究足夠實。根據題意列出算式5/8+2/8,學生先利用手中的長方形紙分一分、畫一畫、算一算,得出自己的結論。
教學第二層次——觀察、思考,觀察足夠細。引導學生通過觀察兩個加數的分母、分子的特征,以及它們與兩個加數之間的關系,思考相同點。
教學第三層次——猜想、論證,事例足夠多。學生依據已有的加法計算法則猜想分數加法計算的方法,筆者組織學生舉出多個分數加法算式,計算并進行驗證。
教學第四層次——舉例、驗證,范圍足夠廣。在學生舉的例子得到大部分學生的認可后,還需要讓他們在更大范圍內舉例論證。
只有經歷了這樣層層遞進的歸納推理,學生掌握的計算法則才扎實,同時在這一過程中學生的推理意識也才能得到有效培養。
3.大單元觀,結構化教學培養推理意識
大單元教學觀念的內在邏輯關系是結構化的,要站在學生的角度縱觀教材整體結構,制訂合理的目標、情境、任務、活動、評價、反思步驟,利用結構化教學,體現邏輯思維特征、實現思維進階。小學數學教材以螺旋上升的形式對知識進行編排,非常適合學生從已有對象或舊知中,延伸出縱向深層次的數學邏輯推理思維方式。
例如,“簡單的分數加、減法”一課中,在學生掌握了同分母分數加法的計算法則后,筆者就指導學生經歷了兩次提升,一是舊知到新知,二是新知到未知,真正實現了結構化教學。
(1)舊知與新知之間的結構化教學提升
提問:“簡單的分數加(減)法是怎樣計算的?你是怎樣想的?”學生能按“幾個幾分之一加(減)去幾個幾分之一……”句式回答。
提問:“同學們以前學習過這樣的計算嗎?”學生回答:“以前學習的整數加減法也是這樣理解的,5個一+3個一=8個一、3個百-1個百=2個百。”
(2)新知與未知之間的結構化教學提升
提問:“同學們想一想,將來學習小數加減法,會不會也是運用這樣的計算規律呢?”學生能答出:“我猜想,2個0.1加上3個0.1是5個0.1。”
學生緊抓知識起點,把握知識核心,通過整體構建,利用遷移規律,發現原來簡單的分數加、減法與整數加、減法的計算是一個道理,它們之間是相互聯系、一脈相承的。更進一步提升推理出,將來小數加、減法的計算法則也應該也是同樣的,學生在此過程中完成了邏輯推理思維的進階。
4.任務驅動,學習性評價培養推理意識
小學生推理意識的培養,不能僅僅局限于診斷學生學習結果,而要注重逆向設計、評價為先,在思維障礙處、學習困難處搭建“活動規則”,以任務驅動推進小學生推理意識的形成。
例如,“簡單的分數加、減法”一課中,筆者組織了兩次學生探究任務,以學生間的學習性評價,促進學生理解算理,掌握算法。
第一次是探究分數加、減法,筆者鼓勵學生:“把你的想法記錄下來,有不明白的地方問出來。”第二次是對課堂學習過程的回顧梳理,筆者鼓勵學生:“用思維導圖將我們今天學習的知識串聯起來。”
匯報探究成果的時候,每一位學生的想法都得到充分尊重,每一位學生的困惑都得到解答。讀懂同學的想法并推理他們的想法是否正確,是對學生學習能力的一種質的提升,也是對學生推理意識的提升。
邏輯推理能力是小學生必須具備的重要能力,它的培養更是一個復雜、不易把握的過程。在日常教學中要將推理意識的價值顯性化,讓學生在自主學習過程中認識到邏輯推理的意義和重要性,這樣才能真正引起學生的主動建構和有意鍛煉。
(責編 楊偲培)