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聚焦不完全归纳 培养学生的推理意识
——以“乘法的交换律和结合律”一课为例

2022-09-26江苏省常州市新北区三井实验小学王红菊

小学教学研究 2022年28期
关键词:交换律圆片举例

江苏省常州市新北区三井实验小学 王红菊

一、在情境中引出现象,产生推理的意识

数学情境是从事数学活动的环境,产生数学行为的条件。创设数学教学情境既要紧扣教学目标,适合学生的认知水平,靠近他们的最近发展区,又要具有较丰富的数学信息,形式尽可能地生动直观,易于学生理解。规律课的教学,往往就是通过一个具体情境,引出一种现象,从而开启规律探究的第一步。借助具体的情境,让学生有话可说、有理可明、有法可依,逐步打开推理的大门。

【片段一】

师(呈现圆片图):图1中一共有多少个圆片?你能快速列式并说说你是怎么想的吗?

图1

生1:每行有5个,一共有3行,所以用5×3就可以求出圆片的个数。

师:有没有不同的算式?

生2:我是竖着看的,每列有3个,一共有5列,所以是3×5,也是15个。

师:他们说的有什么不一样?

生3:一个是横着看,每行有5个,一个是竖着看,每列有3个。

师:3×5和5×3都求出了圆片的个数。那这两个算式之间可以写等号吗?

生(齐):可以。

师:为什么可以用等号连接?

生:算式虽然不同,但求的都是圆片总个数,可以用等号连接。

师:我们不仅可以通过实际情境去解释,还可以通过计算来判断两个算式是否相等。

【评析】改变教材中的情境,利用圆片图导入,通过提出问题“一共有多少个圆片”,让学生从不同角度进行思考。由于圆片的排列可以横着看,也可以竖着看,因此,学生很容易列出不同的算式,并结合圆片图理解5×3和3×5表示的意义。学生通过对圆片图的观察和计算,发现无论是5×3还是3×5,都可以直接算出圆片的数量,因此,两个算式可以用等号连接。

这个教学片段,通过计算一共有多少个圆片,让学生想出不同的算式。从解决同一个问题的两个不同算式可以用等号连接开始,学生逐步有了“不完全归纳”的推理意识,在情境中发现了“乘法交换律”的现象。

二、在变式中发现规律,掌握推理的模型

数学中探索规律的过程,实际上是合情推理与演绎推理综合运用的过程。过去教学中比较强调演绎推理,弱化了合情推理,影响了学生创造力的培养。规律的探究,不能简单地从一个现象出发,而是要通过一个现象,逐步发现一类现象,通过变式的形式,让学生在“同”与“不同”中,逐步掌握推理的模型。

【片段二】

师(出示图2):再次聚焦大屏幕,我们的圆片要发生变化了。你们能快速说出算式并计算圆片个数吗?

图2

生1:4×6。

生2:6×4。

师:这两个式子之间可以写等号吗?为什么?

生:可以。它们得数相同,而且都是求圆片的个数。

师:所以,我们也可以直接写成4×6=6×4。

【评析】在3行5列的圆片基础上,增加一行和一列,继续围绕问题“一共有多少个圆片”,让学生快速说出对应的不同算式4×6和6×4,并引导学生用等号进行连接。通过圆片的变化,继续求圆片的总数,在“变”与“不变”中,得出等式4×6=6×4。

本教学片段,在学生初步感知5×3=3×5之后,让学生写出另一组等式4×6=6×4,初步发现等式的特点,体会乘法交换律。学生初步学会类比推理,通过3行5列的探究过程,类比到4行6列的探究,逐步完成了“不完全归纳”的第一步:发现规律,使学生的推理意识逐步打开。让学生在给定的事物中发现、探求隐含的规律或变化趋势,突出探究规律的过程,体验探究和发现规律的方法,可以培养学生观察、分析、综合、归纳和推理等思维能力,增强学生的探究意识和学习数学的兴趣。

三、在举例中内化规律,形成推理的方法

学生在初步发现规律后,及时进行举例验证,在大量的例子下内化感知的规律。学生在举例过程中,逐步掌握推理的方法,形成推理的路径。举例验证是归纳过程中十分重要的一种非形式化的数学证明,它不仅丰富了学生的感知,也提高了归纳结论的可信度。

【片段三】

师:仔细观察这几个等式,你能照样子再写几个这样的等式,并和同桌说说你的发现吗?

0×1=1×0,11×23=23×11,123×77=77×123

师:你们能跟大家分享快速写出例子的秘诀吗?

生:只要把两个乘数交换位置再写上等号就行了。

师:那这样的等式是否成立?是不是还需要通过算一算来验证一下呢?

生1:两边的算式表示的意思是一样的,不用验证。

生2:选几个简单的算一下,两边得数都是相同的。

师:也就是说,大家找了很多例子,都是成立的对吗?而且觉得例子也非常广泛,不仅考虑了一位数乘一位数,还考虑到了两位数乘两位数、三位数乘两位数等。尤其是能考虑到特别的数0、1,使大家的例子更加全面。

【评析】根据两个圆片图得出两组等式,让学生进行观察比较,并进行仿写和验证。在举例过程中,教师引导学生注意举例的广泛性及特殊性,提出“怎样快速写出类似的例子?”这一问题,引发学生去感受规律并进行验证。同时,教师特意呈现一些特例,扩充举例验证,引导学生知道举例要更加全面。

在本教学片段中,让学生仿照两个等式,写出类似的等式,并通过交流“怎样很快地写出这些等式?”这一问题,内化乘法交换律。学生在举例的过程中,已经对“乘法交换律”有了一定的认识,在尝试应用规律进行举例的过程中,培养了推理意识。

四、在验证中得出结论,提炼推理的结论

不完全归纳推理,就是借助大量的例子来进行证明,从而发现某些规律,这些规律不一定正确,因此,需要借助模型进行举例。为了说明这个规律的可靠性,除了不断举例,还需要进行反例的寻找,用来总结规律。

【片段四】

师:例子举得完吗?大家举了这么多例子都成立吗?有反例吗?在这么多例子中,你发现了什么呢?

生1:交换两个乘数的位置,积不变。

生2:这就是乘法交换律:两个数相乘,交换位置后积不变。

师:你能用字母来表示发现的规律吗?

生(齐):a×b=b×a。

师:看来大家都能从之前学的加法交换律中迁移探究出乘法交换律。

【评析】对于一个结论是否准确,除了大量举例,还需要进行反例的寻找,如果寻找不到反例,我们就可以提炼出一个结论。于是,根据例子中的乘数特点,发现“交换两个乘数的位置,积不变”,这就是乘法交换律。

在本教学片段中,通过寻找特例和反例的过程,让学生逐步用文字总结出“乘法交换律”,并能用字母表示。整个过程中,学生的推理意识逐步形成。

从教学出发,基于学生的发展特性,逐步培养学生的推理意识。在本节课中,对于不完全归纳推理的展开模式,教师让学生首先通过解决一个实际问题,观察到一个数学现象;接着尝试举例,寻找大量不同类型的例子,并寻找反例;最后,从大量的例子中进行抽象概念,并用符号表示出发现的规律。整节课,学生能够通过简单的归纳或类比,猜想或发现一些初步的结论。对于通过不完全归纳获得的结论,教师有必要引导学生基于已有的知识经验、现有的思维水平对结论进行解释说明,努力探寻结论的合理性,帮助学生习得科学的探究方法,培养其数学推理意识,促进数学理解,维护数学的严谨性,使学生的基础更为坚实。

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