浅谈“猜想——验证”在数学教学中的运用

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  《数学课程标准》指出:“学生应经历观察、实验、猜想、证明等数学活动,发展合情推理能力和初步的演绎推理能力。”数学猜想实际上是一种数学想象,是人的思维在探索数学规律、本质时的一种策略。它是建立在已有的事实经验基础上,运用非逻辑手段而得到的一种假定,是一种合理推理。我们应该将“猜想”应用于小學数学教学之中,教师教猜想,学生学猜想,在“猜想——验证”式的学习方式中获得知识与技能、数学思考的思维方式、解决问题的策略,并且在学习中获得愉悦且有成就感的情感体验。接下来就猜想在小学数学课堂中的应用谈点个人见解。
  一、在“猜想——验证”螺旋式中学习猜想
  教师呈现有利于学生主动进行观察、实验、猜测与验证的数学学习材料,学生大胆猜想,猜想数学规律,猜想特殊性质,猜想解题方法,猜想问题结果,教师继续引导学生进行验证,修正猜想,再验证,学生在不断的猜想——验证的过程中发现数学知识,掌握数学知识。
  如我在教学西师版三年级《克和千克的认识》的教学中,我充分地给学生提供了“猜想—验证”的机会,让学生积极、主动地去建构知识。学生通过掂一掂、猜一猜、称一称的活动,形成了克和千克的表象认识,然后又充分地去掂量、去感受并例举了生活中许多大约重1克的物品。学生通过大量的操作:称一称2分硬币、数学书、1千克重的食盐、书包等,对克与千克的质量观念是越来越清晰,越来越深刻。学生由最初的表象“克很轻”、“1千克有点重”逐步发展到用盘秤称物品、估测物品、认识物品的质量,这些生活中的数学不是由教师教的,而是孩子们自己验证到的,并形成了一定的技能,获得了积极的情感体验。
  二、猜想在数学课堂中绽放火花
  在数学课堂教学中应用猜想,关键是在教师在开放心态下,通过正确的引导,诱发学生大胆的猜想。
  1.创设情境引发猜想
  在众多引入新课的方法中,“猜想引入”以它独有的魅力,能很快地扣住学生的心弦,使其情绪高涨,思维活跃,产生良好的学习动机,从而步入学习的最佳境地。数学猜想能激发学生学习的兴趣,引导他们积极投身到数学学习的过程中去。
  又如我在教学《可能性的大小》这一堂课中,老师先把球放到盒子里,让学生目睹老师放进去了几种不同颜色的球,然后让学生猜:任意摸一个球会摸到什么颜色的球?还可以摸到什么球?通过多次猜想、实验操作,根据实验数据,进行可能性大小的分析。然后追问,摸到什么颜色的球可能性大。还是让学生猜,但这次猜,学生可以根据刚才的游戏得出的数据分析,对这次摸到的结果就有了猜测的理论依据;摸到什么颜色的球的可能性大,摸到什么颜色的球的可能性小。学生在一次次的猜想验证中兴致高涨,可能性的大小也在一次次的猜想、验证中逐渐明朗。这样通过猜想的渗透教学,使学生初步勾勒出知识的轮廓,从整体上了解所学的内容,启动了学生思维的闸门,使其思维处于亢奋状态。
  2.猜想在新知学习中的运用
  在学生学习数学知识过程中,加入“数学猜想”这一催化剂,可以促进学生多角度思维,加快大脑中表象形成的速度,容易抓住事物的本质特征而得出结论;数学猜想能缩短学生解决问题的时间,使学生获得数学发现的机会,提升他们的数学思维能力;数学猜想能促使学生产生探究知识的欲望,提高观察、分析问题的能力,增强学生的创造力。
  3.猜想在新知巩固中的运用
  充分发挥学生的潜在能力是当今素质教育研究的重点。因此,教师要采取多种手段激活学生学习的内驱力,疏通学生潜能涌动的通道,以求迸发出智慧的火花。要想实现这一目标,教师可以充分利用猜想,在有利于发挥学生的潜能的最佳环节之一——知识巩固阶段,调动学生头脑中已有的数学信息(概念、性质),并对之进行移动和重组,开拓新思路,从而获得突破性的结论。
  如我经常设计一些活泼的情境题、开放题,引导学生猜想,有这样一道题:“学校围墙外面是大片草地,一只羊拴在桩上,绳净长5米,这只羊可在多大面积吃到草?”学生们动手寻找答案,很快学生提出猜想:要求这只羊可在多大面积吃到草,就是求以绳长5米为半径的圆的面积。过了一会儿,又有一位学生提出的猜想更为新颖别致、别出心裁。他说:“羊吃草有无数种情况。”并画出了一组图形,这种由图形表达的结论充分展示了学生无法估量的创造潜能。对他猜想的构思、生成过程及其所经历的体验也只可意会,无法言传。
  三、猜想在开放心态中结果
  在“猜想——验证”螺旋式中学习猜想;“猜想”在数学课堂中绽放火花,课堂关注新课引入、新知学习、新知巩固;“猜想”在开放心态中结果,给予学生猜想的时空,允许学生在猜想中出错。
  1.给足学生猜想的时空
  学生在课堂上是学习的主人,要充分发挥学生的主体地位,改进教师讲授、学生练习的单一教学方式。数学猜想是学生对数学问题的主动探索,要引导学生进行猜想,教师要善于为学生创设平等民主的课堂氛围,尊重学生的猜想,给学生畅所欲言的机会,通过猜想,极大地调动学生学习的积极性和主动性,激发他们探索新知的欲望。因此,教师要为学生进行猜想提供足够的时间和空间。
  2.允许学生猜想中出错
  数学学习是一个动手实践、合作交流和自主探索的过程。学生原有的知识背景、生活经验各不相同,但要通过他们的主动参与,包括独立思考、与他人交流和自我反思等,去构建数学知识。在这个过程中,学生难免会出错,教师要以积极的心态去聆听学生的猜想,允许学生有错误,不求全责备,充分鼓励他们猜想,让学生勇敢地与他人分享自己的猜想,锻炼他们的思维。
  总之,学生猜想能力的培养是一项复杂的系统工程,绝不是一朝一夕所能办到的,它需要我们数学教师长期锲而不舍努力。在数学教学中应用猜想教学,这是优化课堂教学,提高教学质量的策略之一,也是培养二十一世纪创造性人才的需要。
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