如何培养高中学生的数学推理论证能力

一、如何培养高中学生的数学推理论证能力

平面几何是初中数学的重要组成部分，而许多学生对平面几何证明题都有一种望而却步的恐惧心理，认为几何是最难学的内容，尤其是几何学习中的推理与证明，逻辑性强，对于培养学生的思维非常重要，授课老师倘若稍有不注意，就会导致部分学生丧失学习的信心，产生厌学的心理。现结合专题学习的体会和自己的实际经验，谈谈如何培养学生的推理与证明能力。 一、借助教具，在动手动脑中培养学生直观思维能力，增强学生的推理意识，提高学生的推理水平。让学生通过具体操作，先形成概念，慢慢形成技能技巧，最终形成推理与证明能力。如学习“三线八角”时，借助木条做的模型，在不断变换中，让学生明白“同位角、内错角、同旁内角”的本质属性，在以后平行线的判定与性质的运用过程中，就能容易在推理和证明过程中快速联想到某一种性质或判定进行推理和证明。 二、加强数学语言的训练，培养学生理解和应用能力，为学生提高推理水平和证明能力铺路搭桥。数学语言可分为文字语言、符号语言和图形语言，推理证明中的语言更是鲜明地反映了这三个方面，证明过程有时就是这三种语言的互译，所以在平时教学过程中不断进行三种语言的互译训练，教师做好示范，引导学生动脑、动手、动眼、动口，把语言训练与推理能力有机结合起来，训练学生运用数学语言的连续性、严密性、逻辑性。如线段的中点，角平分线，两角互余，平行四边形的对角相等

二、如何培养中学生的几何推理能力

一、初中数学教师应转变学生的学习思维习惯

在教学过程中，数学教师应该转变学生的学习习惯，逐渐将学生的具体学习转变为抽象学习，注重转变学生的思维方式使之抽象化，让学生在独立的抽象学习中逐渐培养抽象逻辑思维能力．在教学过程中，教师应强化抽象理论知识的讲解，对抽象的理论知识，如公式等，多进行例题讲解，以及解题思路方法的讲解，让学生在一种抽象思维的环境下学习，经过长期的训练学习，使学生利用抽象思维去解决数学问题成为一种习惯，从而达到提高学生逻辑思维能力的效果．

二、在数学教学中，教师要环环相扣，强化教学内容的逻辑性

在数学教学过程中，教师要熟悉教材内容，明确其中内在联系，注重新旧知识的结合，知识内容要环环相扣，不断强化教学内容的逻辑性，不仅要巩固学生的已学知识，还要开拓学生的思维以及联系旧知识的能力．第一，要帮助学生把最基础的数学概念、公式定理等牢记于心，并通过练习掌握规律、方法，使其构成知识网络，紧密联系在一起，让学生在解决类似问题时游刃有余．第二，在传授新知识时，注重引导学生与原有的知识基础联系起来，并进行结合、整改形成新的知识网络，以便更好地理解新知识、运用新知识以及巩固旧知识．第三，在数学教学中，教师要注重与实际生活联系起来，通过一些实例或者场景模拟来讲解一些数学理论知识，指导学生利用理论知识去解决现实中出现的问题，这不仅可以有效地提高学生的学习兴趣，还可以有效地培养学生的逻辑思维能力．

三、注重几何知识的讲解，重在培养学生独立思考的逻辑思维能力

几何知识作为初中数学教学中的重要内容，不仅对学生的逻辑思维培养具有重要作用，还对学生在以后的学习生活中的条理性、有序性具有重要影响．几何知识一般都是通过抽象的逻辑思维来解题，尤其是几何证明题，几何知识的条件和结论往往紧密相连，在几何知识的讲解过程中，数学教师应该注重从理论上的逻辑性来培养学生的逻辑思维能力，加强学生在学习数学过程中的条理性，使学生清楚明白几何知识中各种条件与结论的关系，从而解决相应的几何问题．数学本身是一门逻辑性非常强的学科，对各类数据以及结论要求也相当高，相当精准，因此，加强学生严谨的逻辑思维能力至关重要．让学生在几何问题的解题过程中独立思考其中的逻辑关系，逐渐深刻理解其中的关联，可以锻炼学生的逻辑思维，培养学生的学习思维，从而提升学生的逻辑思维能力．

四、适时引导，启发学生的逻辑思维

首先，教师应该转变自身的教学模式．在讲授理论知识时，注重引导学生的发散思维，独立思考;在解题过程中，注重培养学生的分析推理能力，对学生提出的疑问，应该尽可能引导启发学生从多角度、多方面来考虑问题，让学生在思考的过程中提升自身的逻辑思维能力．其次，教师应该根据班级的学习情况设计不同的练习题，培养启发学生的逻辑思维，让学生通过分析、综合、比较、抽象、概括来思考问题，提高学生的逻辑思维能力．另外，不同学生接受知识的能力不同．在教学过程中，教师应尽可能详细规范，对跟不上的学生，适时进行辅导，通过引导让学生积极学习，在学生遇到问题的时候，积极引导启发学生的发散思维，培养学生的抽象思维，使学生增强自信心和成就感，提高学生的学习兴趣，使学生的逻辑思维能力得到提升，有利于学生今后的学习生活．总之，在数学教学中，教师应该注重学生逻辑思维的培养，逐渐渗透逻辑思维能力的应用，这是一项长久复杂的过程．教师只有持续不懈地加强培养，才能真正提高学生的逻辑思维能力．

三、如何培养良好的数学逻辑推理思维

培养学生的推理思维习惯是形成数学直觉，发展数学思维，获得数学发现的基本素质，教师在课堂教学中既要强调思维的严密性，结果的正确性，也要重视思维的直觉探索性和发现性，充分发挥课堂教学的作用，通过几何、数与代数、概率与统计、实践与综合应用等教学活动来训练：第一，创设情境，引导学生观察。推理并非盲目的、漫无边际的胡乱猜想，它是以数学中某些已知事实为基础，通过选择恰当的复习结构材料创设情境，引导学生观察。欧拉曾说过：“数学这门学科，需要观察，还需要实验。”观察是人们认识客观世界的门户，观察可以调动学生的各种感官，在已有知识的基础上产生联想，通过观察还可以减少猜想的盲目性。同时，观察力也是人的一种重要能力，所以在教学中要给学生必要的时间和空间进行观察，培养良好的观察习惯，提高观察力。第二，精心设计实验，激发学生的思维。高斯曾提到过，他的许多定理都是靠实验、归纳发现的，证明只是补充的手段。在数学教学中，正确地恰到好处地应用数学实验，也是当前实施素质教育的需要。著名的数学教育家波利亚曾指出：“数学有两个侧面，一方面是欧几里德式的严谨科学，从这方面看，数学像是一门系统的演绎科学；但是另一方面，在创造过程中的数学更像是一门实验性的归纳科学，”从这一点上讲，数学实验对激发学生的创新思维有着不可低估的作用。数学理论的抽象性，通常都有某种“直观”的想法为背景。作为教师，就应该通过实验，把这种直观的背景显现出来，帮助学生抓住其本质，了解它的变形和发展及其它问题的联系。数学实验是帮助学生理解和巩固数学知识的一种有效方法。学生在实验时要将课本知识与眼前现实结合起来，将实验中获得的感性认识，通过抽象思维得到对概念、定理的深入理解。第三，仔细设计问题，激发学生猜想。数学猜想是数学研究中合情的推理，是数学证明的前提。只有对数学问题的猜想，才会激发学生解决问题的兴趣，启迪学生的创造思维，从而发现问题、解决问题。数学猜想是在已有数学知识和数学事实的基础上，对求知量及其规律做出的似真判断，是科学假说在数学的体现，它一旦得到论证便上升为数学理论。牛顿有一句名言：“没有大胆的猜想，就做不出伟大的发现。”数学家通过“提出问题——分析问题——检验证明”，开拓新领域，创立新理论。在中学数学教学中，许多命题的发现、性质的得出、思路的形成和方法的创造，都可以通过数学猜想而得到。通过猜想不仅有利于学生牢固地掌握知识，也有利于培养他们的推理能力。第四，利用类比探讨，加深知识理解。类比推理是思维过程中由特殊到特殊的推理，是合情推理的主要形式之一，类比是对知识进行理线串点的一种手法。对于相互有联系的命题进行类比分析，有利于学生对问题的更深层次的认识，更有利于学生对问题规律的探寻。以问题和条件，题型结构或题设结论为思维起点，应用类比的方法，分析其与已有的认知结构中具有的相似特征，然后猜想其解题思维上的类似之处，从而解决问题。第五，利用数学归纳，巩固从特殊到一般的思维。归纳推理是思维过程中从特殊到一般的推理，也是合情推理的主要形式之一。勾股定理的发现都是应用归纳推理的典型例证。在学习运用归纳的过程中，学生才不断地体会到“分析”、“假设”、“结论”等多种数学环节。此外，用数学归纳法来证题，也有助于训练学生用数学符号表达自己的数学思想。第六，利用演绎证明，揭露蕴涵性质。演绎推理又称论证推理，是思维过程中从一般到特殊的推理，其前提和结论间具有蕴涵关系，是必然性推理。它的每一步推理都是可靠的、无可置疑和终决的，因而可以用来肯定数学知识，建立严格的数学体系。把一般结果应用到特殊中，能为归纳、类比等得到的猜想加以证实，从而培养学生的推理能力。逻辑推理和合情推理是数学思维的两翼，两者相辅相成，互相补充，缺一不可。从功能上来看，逻辑推理是论证的手段，合情推理是“发现”的工具；从阶段上来看，合情推理是逻辑推理的前奏，逻辑推理是合情推理的升华；逻辑推理能力越强，合情推理就越活跃，推理结果也越可靠，因此也可以说逻辑推理是合情推理的基础。正如数学教育大师玻利亚所说：“我们靠论证推理来肯定我们的数学知识，而靠合情推理来为我们的猜想提供依据。”演绎法被广泛用来建立定理命题和证明推论的正确性，先前已证明的结论、事先做出的假设或设定的概念等都可以直接用来推证新的结论。应当指出培养学生的演绎推理能力不仅要注意层次性，而且要关注学生的差异性。并不是每个学生在教师的引导下都能够总结出规律的。