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刊名: 教学与研究
        Teaching and Research
主办:  中国人民大学
周期:  月刊
出版地:北京市
语种:  中文;
开本:  大16开
ISSN: 0257-2826
CN:   11-1454/G4
邮发代号: 2-256

历史沿革:
现用刊名:教学与研究
创刊时间:1953

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类比推理在高中数学教学实践中的应用探索

【作者】 谢明月

【机构】 贵州省福泉市福泉中学

【摘要】数学作为一门具有较强逻辑性的学科,长时间以来坚持三段论式的演绎和推理,但仅靠这一模式还远远不足,合情推理在数学学科的发展过程中发挥着重要作用,因此其在数学教学中的重要性不言而喻。本文根据笔者实践教学经验,就如何在高中数学教学中引入类比推理教学模式,提升教学实效问题进行了探讨分析。
【关键词】高中数学;类比推理;实践探究
【正文】
  类比推理作为一种认知方式,能够启发人们的思想,拓展人们的视野,进而提升认知高度。同时,类比推理又是一种创造性的思维方式,在科学事实的发现过程中担任着重要角色。就其在数学学科教学中的具体应用而言,是通过类比推理的方式,将新知识与旧知识相联系起来,引导学生通过对所熟悉对象属性的了解来判断未知对象的性质,从而找到解决问题的思路与途径。
  一、利用结构相似性进行类比推理教学 
  结构相似性在高中数学类比教学中最为常见,同时其在具体的应用过程中又是灵活多变的。以数学概念上的结构相似性类比为例,比如等差数列与等比数列、圆和椭圆等。在学生学习等比数列之前,就已经学习了等差数列的内容,而当教师引入等差数列相关内容时,学生脑海中就会浮现“自第二项起,后面每一项都比前一项大一个固定的数”这个结论。同时,等比数列的概念可仿效等差数列的概念得出,为此,在这一概念学习之前,教师可引导学生类比等差数列的特征,得出等比数列的概念与特征。在高中数学实际教学过程中,这种直观形象的类比推理形式,能够引导学生利用结构相似性明确数学概念,通过引导学生对二者时间的对比,他们会利用“等差”和“等比”这两个仅一字之差的定义,来发掘自己的思维方式,并会想办法利用恰当的描述来替换等差数列定义中一些关键词,等比数列的概念便浮出了水面。
  值得一提的是,在这一过程中,教师应担任好指导性角色,引导学生找到类比的“源问题”,也即学生原有知识结构中的旧知识,我们可以通过提问引导的方式进行,比如:今天我们将学习等比数列的知识,大家之前都学过等差数列,那么哪位同学可以告诉我等差数列的概念?它又有一些什么样的基本性质呢?你认为这个等差数列的概念中,哪些词最能反映它的性质?学生表述完之后,教师可以通过板书或者PPT的形式来将等差数列的概念直观地呈现给学生,然后在学生回答的重点词汇上做出标记,为下一步类比进行直观的视觉准备,加深学生们的印象。
  通过对以上问题的引导,在学生得到正确的定义之后,教师可通过板书或PPT的形式将两个概念展示在他们面前,并就两者之间定义的关键词加以区分,使学生明确二者之间的具体差别。
  二、利用研究方法相似性进行类比推理教学 
  数学作为一门基础学科,其研究方法在多个领域都有广泛应用。同样,在高中数学的知识体系内,也时常运用研究方法上的相似性来加以类比推理,引导学生对新知识点加以探究。如在高中数学对数函数性质相关内容教学过程中,可引入研究方法的相似性,引导学生加以类比推理,进而强化对于这一新知识点的认知与理解。
  我们都知道学生在学习对数函数之前,已经学习了指数函数的性质与图象特征,因此在该部分内容教学之前,教师可引入指数函数的性质为蓝本和依据展开。引导学生利用研究方法的相似性,加以类比推理,在具体的实施过程中,采用类比前的准备、类比过程这两个环节。
  ㈠类比教学的准备程序 
  根据指数函数对于学生的要求,学生不仅应掌握其函数性质,更为重要的是在教师的引导下明确如果学会自主研究一个新函数性质的相关方法。进而在今后的学习过程中,将这一研究方法加以类比推理,进一步应用到对其他函数相关性质的学习中去,这同时也是学生综合学习素养提升的重要体现。因此,在将类比推理方法应用于对数函数学习之前,教师应引导学生回顾复习,以此来提示他们回忆在学习指数函数过程中所使用到的学习方法,也即“源问题”,而不仅限于回顾指数函数的相关性质。与我们在等比数列的性质教学中所使用的准备方法一样,教师也可引导学生通过制作复习表格的形式,引导学生回忆指数函数的性质。
  ㈡类比教学的实施过程 
  在明确了以上两个问题之后,教师在课堂上引导学生采用类比推理的学习方式来对对数函数的性质加以分析。在此过程中,可采用提问的方式来激发学生的思维:现在我们来学习对数函数的性质,本节课的学习,我们将采用研究指数函数性质的方法展开,那么,同学们是否可以回顾一下我们在学习指数函数的过程中用的是什么方法呢?你能不能尝试用这种方法去研究对数函数的性质呢?你又准备从哪几个方面、用什么样的途径去研究这些性质呢?我们怎样才能将这些性质清晰地展现给自己和其他同学呢? 
  通过设置这样一个研究方法的类比,使学生更加容易地接收到了新知识,这种有针对性发问的课堂教学模式也能促进学生积极地加以思考,进而形成自主学习的良好氛围。毫无疑问,这样能够在满足新课程标准的同时,使学生的学习能力以及掌握学习方法的能力等综合能力得到提升,也为后续的幂函数、三角函数性质学习打下坚实基础。
  实践结果表明,在现阶段的高中数学教学过程中,类比推理教学模式能有效提升学生的创造性思维方式,使学生自主学习能力与逻辑思维能力得到加强。为此,在今后的高中数学教学过程中,教师应重新审视类比推理教学模式的定义,结合课程教学特点与学生自身学习需求,对类比推理教学模式的应用加以有效创新与优化,在提升课堂教学实效的同时,使学生的综合数学素养得到有效提升。