合理猜想,有效验证

时间:2022-10-12 03:11:19

【摘要】《数学课程标准》中指出:让学生经历观察、实验、猜想、验证、推理与交流等数学活动过程,发展合情推理能力,培养创新意识.新课程倡导主动参与、探究发现的学习方式.在数学教学中,猜想验证作为学生数学学习探究中的一个重要组成部分,在培养学生的探究意识、提高探究能力等方面具有独特的功能.本文阐述了在小学数学教学中运用“猜想验证”实施有效探究学习的策略.

【关键词】猜想;验证;有效;探究

《数学课程标准》中指出:让学生经历观察、实验、猜想、证明等数学活动过程,发展合情推理能力,培养创新意识.新课程倡导主动参与、探究发现的学习方式,猜想验证因其内在特点对学生产生的吸引力,使其具有引起学生主动探究、发现的特殊功能.因而,在数学教学中有效地进行猜想,科学地进行验证,是实践新课程理念的有效举措.

鼓励学生猜想要合理,引导学生验证要有效,那么在实际教学中,我们又该如何运用“猜想验证”有效地进行探究学习呢?

一、渗透“猜想验证”思想,培养探究意识

猜想验证是一种重要的数学思想方法,正如荷兰数学教育家弗赖登塔尔所说:“真正的数学家――常常凭借数学的直觉思维做出各种猜想,然后加以证实.”因此,小学数学教学中教师要重视猜想验证思想方法的渗透,以增强学生主动探索、获取数学知识的能力,促进学生创新能力的发展,同时在思想方法的渗透中培养学生的探究意识.

在实际教学中要让学生通过“感知―假设―验证―归纳”,感知是播撒思想方法的种子,假设是展开思想方法的翅膀,验证是把握思想方法的方向,归纳是收获思想方法的果实.在经历知识的形成过程中,不仅获得了数学结论,更重要的是逐步学会了获得数学结论的思想方法――猜想验证,提高了主动探索、获取知识的能力,增强了学好数学的信心.

二、运用“猜想验证”方法,提高探究能力

(一)引导学生体验感悟促进有效学习

从学生的学习过程来看,猜想是学生高效学习的良好准备,它包含了学生从事新的学习或实践的知识准备、积极动机和良好情感,是一种体验过程.

体验是学生用全部的心智去感受、关注、欣赏、评价某一事件,猜想验证正是一种体验过程.而在体验基础上的理解则是经历撞击、感悟等心智活动后的深度的理解.

1.经历认知冲突,在体验中豁然

在教学实践中,由于学生的猜想是建立在已有经验的基础上,这样难免有些认知上的偏差,尤其对抽象的数学新知会产生冲突和错误,但是这样的冲突和错误是可以作为教学资源的,它显而易见的价值是使学生发现问题本质进而提升认识,获得强烈的体验并在体验中豁然开朗.

例如:“工程问题”教学,以下是把工作总量抽象成“1”的环节:

首先出示:我们学校准备重修300米长的围墙,甲建筑队保证10天完工,乙建筑队保证15天完工.两队合修,几天完成?(学生解答:6天完成)

其次改编:把上题的“300米”分别改成“100米、150米、600米、900米”,请学生猜想,这样合修几天能完成?(马上学生纷纷举手,认为是2天、3天、12天、18天等,但是笔者清楚地发现有些学生若有所思:大概既认同又有疑惑)

然后组织探究:先自主探索,然后在学习小组中说说各自的发现,并讨论为什么?

学生在发现自己的猜想是错误后,感觉是疑惑的;在发现小组同学的结论后,感觉是惊奇的;在随之“为什么会这样”的小组讨论反馈后,感觉是释然的.这样的体验经历学生是很难忘记的,这样的收获也将会是终身受益的.

2.经历多次猜想验证,在体验中得以升华

教师提供生动的材料组织学生探索,让学生经历多次猜想,在不断探索中深化认识,经历多重体验.最终不仅使学生获得了正确结论,而且在此过程中,让学生不断获得求知的体验,获得自主修正猜想、接近成功和获得成功的巨大体验,并可能在不断的碰撞中得到认识上的升华.

例如:“能被3整除的数的特征”:

(1)学生任意报数,老师快速判断这个数能否被3整除,学生验证.

(2)小组合作学习:每个小组提供三组卡片,每组卡片形状不同.第一组长方形卡片5个数:1,2,3,4,5.第二组圆形卡片4个数:7,3,5,0.第三组平行四边形卡片,为3个数再加一张空白卡片:2,7,5,空.

提出合作学习要求(投影显示):

步骤内容提出猜想或修正猜想

①第一次猜想.

②用长方形卡片任意排成5位数,用计算器检查能否被3整除.

③用正方形卡片任意组成4位数,用计算器检查能否被3整除.

④用平行四边形卡片上的数字排成任意3位数,用计算器检查能否被3整除,再在空白卡片上填上一个数字,使得排出的数能被3整除.

⑤在空白卡片上填另外的数字,看排出的数能否被3整除.

⑥验证猜想,写下研究的结论.

学生根据初步体验得出的第一次猜想是建立在直觉基础上的,学生一开始马上想到的是:个位上是3、6、9的数能被3整除.但是在小组内马上听到了不同的质疑声音.

学生在完成步骤②的时候,发现怎么摆都能被3整除,完成步骤③的时候,学生发现两组数的和都是15,于是猜想到如果和是15就能被3整除,笔者发现确实有一些组提出了这样的猜想.

学生在做步骤④的时候,发现几乎所有小组都在空卡片上填写了数字1,使得和等于15.结果发现确实能被3整除,学生都非常兴奋.基本肯定了前面提出的猜想.

在做⑤的时候,学生又陷入了疑问,比如一个组在空白卡片上填4后,和等于18,这个数也能被3整除,使学生又进入更深层次的猜想.最后获得正确的结论.

学生在猜想中体验了知识发生的始终,既感受了探究新知的辛劳,又享受着成功的喜悦,因此,猜想是一种有滋有味的体验过程.在猜想中,学生发现数学学习是有趣的,也是艰辛的;有收获时的喜悦,也有失败时的沮丧;有时答案好像垂手可及,有时却是不着边际的摸索……在猜想中,学生充分体验了学习活动的魅力.

(二)引导学生有效探究提升思维水平

猜想,从心理学角度看,是一项思维活动,是学生有方向的猜测与判断,包含了理性的思考和直觉的推断,是比较高级的思维方式.猜想,是学生凭借所已有的知识经验,通过观察、比较、归纳、推断等手段,借助思维的综合,进行目标推断的过程.在这个过程中,学生的思维活跃,处于积极主动的状态.在获得猜想后,学生进一步形成的希望知道猜测是否合理的验证活动,以及发现猜想错误而提出新猜想的活动,让学生经历一种有情有趣的思维过程.

1.正面探究,诱发思考

在小学数学教学中,可以让学生利用已有的知识经验,对新知进行猜想,然后在猜想的引领下,促使学生积极思索,在假定的探索航线上寻求问题的解决.这样的教学,以先前的猜想为思维起点,其后的修正或者可能的进一步猜想、检验、判断等为思维进程,最终获得结论.

例如“我们认识的数”:

猜一猜:先让学生像老师一样把手张开,从1号口袋里抓一大把糖,数一数有几粒,记在心里后放回口袋.再让学生猜一猜如果像刚才那样从2号口袋里抓一大把花生,大约有几粒?学生抓一把花生验证自己的猜测.接着小结:花生的个儿小,糖儿的个儿大,同样抓一把,花生比糖的粒数多.最后再请小朋友估计一下,如果像刚才一样从3号口袋里抓一把黄豆,大约有多少粒?为什么?并实践验证.

再猜:老师让学生猜一猜老师抓一大把花生大约有多少粒?为什么?

接着小结:老师的手儿大,小朋友的手儿小,抓一把同样的物体,老师抓到的数量比小朋友的多.

还猜:老师拿出一个大橘子,请学生猜一猜这只橘子可能有几瓣?再拿出一个小橘子,请学生猜一猜这只小橘子又有几瓣?为什么?对于孩子们的众说纷纭,老师笑着说:“橘子个儿小瓣数就一定少吗,橘子个儿大瓣数就一定多吗?”课后,小朋友吃橘子的时候留心数一数,说不定你还能发现一个有趣的现象!

老师由浅入深精心布局的“猜一猜”活动帮助学生积累大量的活动经验,并引导学生在不断的猜想与反思(验证)中逐渐提升对数感的感悟层次,更难能可贵的是:在简单看似的认数活动的背后还蕴藏着深刻的辩证思想:从“同样大小的手抓不同的物体”反映出“空间一定,物体大小与物体数量成反比”的规律;从“不同大小的手抓同样的物体”反映出“物体一定,空间大小与物体数量成正比”的规律;最后的“猜一猜橘子有几瓣”又反映学生“空间大小与物体数量、物体大小有时并没有必然的联系”,引导学生初步体会到“任何物体之间的关系都是相对的”.

2.反向建构,提升思维

常常听到教师“讲了很多次了,也做了很多题了,但是学生怎么还要错?”等等的抱怨.学生错误产生的原因是多方面的,原因之一是“单行线教学”.比如,应用题教学的一般模式是“例题讲解―获得方法―练习巩固”,在练习课或者复习课时教师往往让学生进行较多的练习.这样的教学是单向的,效果并不理想.特别是在练习课和复习课中,有时利用猜想验证内在的思维价值,变“正向教学”“反复操练”为“反向构建”,更能帮助稳固学生的认知结构.

比如,在十一册总复习时,有一次出示了一组算式:

3.14×8

(8÷2)2×3.14

5000×2.25%×20%

3.14×(42-32)

……

先猜想这些算式可能在解决什么问题,算式中的数据可能是什么?选择一道进行研究,利用自己熟悉的方法进行验证.

反馈时,学生发言热烈,还有一些学生以编应用题的形式呈现,还有学生“违背”了大众化的认识,进一步进行了探究,创编了“另类”题,比如一个学生以画图的形式,展示了他对“3.14×8”的猜想成果:

他的解释是:已知正方形的面积是8平方厘米,求圆的面积.

不难发现,这位学生的猜想来自于自己已有的知识经验和思维的结果,这样的猜想实际上是对学生思维的唤醒.在学生观察一个非常普通枯燥的算式时,让学生根据算式猜测数据的意义,进而猜想算式的现实情境,相对“根据应用题列出算式”这样的正向探究活动来说,这是一个反向联结,这时学生的思维活动是积极的、主动的,以此帮助学生构建一个稳定的认知系统,也可能促使学生通过进一步探究获得不同的多样的发现.

猜想是一种思维方式,有助于发展学生的数学思维能力,特别是创新思维能力.因为学生的猜想必定带有个性的色彩,这种建立在个体一系列思维活动基础上的猜想,很可能激起学生创新的火花,产生创新性的成果.

猜想可以发展学生的思维,建立在一定直觉性基础上的猜想内含了宽泛的思维空间,学生的思维可以在其间纵横驰骋,在自身建构猜想的过程中、在与他人交流猜想的过程中都会产生思维冲撞,从而不断推进思维水平的提高.

【参考文献】

[1]严育洪.新课程教学九辩[M].北京:首都师范大学出版社,2007.

[2]詹明道.名师课堂经典细节[M].江苏:江苏人民出版社,2005.

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