对逻辑精确性要求的理解与实现_数学论文

对逻辑严谨性要求的认识和实施,本文主要内容关键词为:严谨论文,性要求论文,逻辑论文,此文献不代表本站观点,内容供学术参考,文章仅供参考阅读下载。

      数学教学要揭示数学本质,而理性精神则是数学本质之至要.考虑到学生的知识基础与认知能力,在义务教育阶段(包括高中阶段的部分内容)数学教学并没有按照数学的公理化结构组织教学内容,部分定理作为公理使用(教学公理),一些结论(包括定理、公式等)由图形直觉或通过归纳方式就直接确认了.值得注意的是,这种处理方式在降低学习难度方面确实非常必要,却也使学生忽略、无视甚至误解了数学推理的特征和数学的严谨性要求,这需要在教学过程中加以补救.一方面,初中教材中已经逐步渗透了说理、证明的内容,使学生认识到其重要性与必要性,并形成了一定的认识;另一方面,高中数学教学一定要进一步强化对数学的逻辑严谨性的要求,尽可能地减少在直观、直觉、归纳的情境下确认数学结论的做法,尽可能地通过严格的逻辑过程加以证明.

      一、只要力所能及,就要加以证明

      归纳、直觉地进行合情推理,充分暴露数学发现、数学建构的过程是必须遵循的基本教学原则,这是毋庸置疑的.但在发现了相关结论后,如果就学生的认知能力而言完全可以作理性说明,甚至严格证明的,必须加以说明或证明.

      例如,我国传统教材中在推导等差数列、等比数列通项公式时都采用了归纳推理即确认的方式(在学习了数学归纳法后再加以证明),其实就学生已有知识而言完全可以证明.在研究三角图形变换(如平移变换:将函数y=sinx的图象平移得到函数

的图象)时,现行教材中都是通过作函数图象,由学生通过观察而发现的.事实上,在发现之后完全可以要求学生作进一步的证明.这样的内容很多,甚至部分初中内容也可以实施学生易于理解的证明.

      二、对于暂时不能或不易证明的内容,要指出证明的必要性

      高中数学教学既要考虑对以前学习中依赖“直觉”而发现的过程、方法、结论的逻辑补充,也要兼顾与后续学习内容的逻辑关系,至少应该让学生认识到这一点.

      

      南京师范大学附属中学邢玮老师在2012年全国高中青年数学教师优秀课观摩与评比活动中所上的“指数函数”一课可以给我们以教益:在学生由函数

的图象发现其单调递增后,他接着追问:是真的吗?

      学生们根据图象确信无疑,他却特地说明:图上得来终觉“浅”,以后我们将学习证明这个结论的数学知识.这段让学生认识到了“图”的局限性和数学对严谨的逻辑推理的要求,并对“将来”的数学学习充满期待.

      2013年高考江苏卷第20题没有一名考生的答案完全正确,足以说明“看图说话”式数学教学中的“研究”方法对学生造成的负面影响是很大的,需要迅速纠正!为此,要向学生说明初中用图象观察的方法缺乏严谨性,需要理论证明,同时告知学生:在后续的学习中将会接触到严谨的证明方法.

      三、推理过程的教学要重视逻辑顺序和推理规范

      

      

      四、要逐步地渗透公理化的思想,让学生认识数学的逻辑结构体系

      为了让学生充分认识数学知识的逻辑结构的重要性,需要向其逐步地渗透数学的公理化的思想.为此,应该利用具有公理化体系结构的数学内容,进行“显化”的建构过程.例如,“三角恒等变换”一章就是很适当的载体.本章内容从基本公式cos(α-β)=cosαcosβ+sinαsinβ出发,通过代换、特殊化、变形等方式,分别推导出了两角和、差的三角函数、倍角三角函数等公式(半角公式、积化和差、和差化积、万能公式).这里进行的从“上位”知识逐步推出“下位”知识的过程,是典型的“公理化”结构.教学中要让学生意识到这一点,并学会运用这种思想方法进行数学建构.高中数学中不少内容(如“基本不等式”)都有这样的特点,尽管教学内容不多,但其结构与平面几何(指欧几里得几何学)有着完全相同的结构框架,是渗透公理化思想的重要载体.因此,对学生数学逻辑思维能力和逻辑严谨意识都有着较强的教育价值.

      

      总之,数学教学需要强化数学逻辑体系的认识,较之数学解题的技能、技巧,其对学生数学素养的提升有着更为重要的意义.

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