初中数学教学论文“ 观察、实验、猜想、猜证 ”中探索
- 格式:doc
- 大小:40.00 KB
- 文档页数:6
“ 观察、实验、猜想、猜证 ”中探索
株洲健坤外国语学校 易颖馨
摘要:观察与实验是数学方法最基本的之一,在中学数学教学中
恰当地运用观察与实验来获取经验材料,对于培养学生的观察能力,
也有着不可估量的作用。然而,猜想也是数学中的一种思想与方法,
是根据前面的观察、实验的基础上,把已知事实和数学知识,对未知
量及其关系做出的一种拟真判断,任何猜想都要经过验证,才能确定
其是否具有普遍意义。“观察、实验、猜想、猜证”的过程,也就是
学生主动参与数学知识探索的过程。
关键词:观察 实验 猜想 猜证
欧拉曾经说过:“数学这门学科,需要观察,也需要实验。”观察
与实验是数学方法论中最基本的方法之一。但由于数学不是实验性科
学,因此,还不能将观察到的结果、实验性的结论作为判断数学命题
真假性的充分根据。在数学活动的两个阶段:先于理论的事实积累阶
段(实验的、直观的)和在理论之后的应用阶段,观察与实验起着重
要作用。在中学数学教育中,恰当地运用观察与实验来获取经验材料,
对培养学生的观察能力,提高数学效果有很大作用。
猜想也是数学中的思想与方法。是根据前面观察、实验的基础上,
把已知事实和数学知识,对未知量及其关系做出的一种拟真判断。任
何猜想都要经过验证,才能确定其是否具有普遍意义。“观察、实验、
猜想、验证”的过程,也就是学生主动参与数学知识探索的过程。运
用“观察、实验、猜想、猜证”是可以发现数学公式、定理。数学中
的公式、定理都是数学对象间的关系的一种反映或描述,而数学对象
间的关系很多都可以从数学对象直接观察、实验、猜想、验证得来的。
关于“观察、实验、猜想、验证”,波利亚有一段精彩的论述:我想
谈一个小小的建议,可否让学生在做题之前通过观察、实验、猜想等
过程来猜想该题的结果,或者是部分结果。学生一旦表示出某种猜想,
他就把自己与该题连在一起,他会急切地想知道他的猜想是否正确。
于是,他便主动地关心这道题,关心课堂的进展,他就不会搞小动作
了,特别是在我们学校小组学习模式下这种效果显著。
如:在“同底数幂的乘法”一节的教学中运用“观察、实验、猜
想、验证”的方法,其基本步骤是:观察、实验、猜想、验证,形成
共识、知识运用,总结延伸。
教学基本过程:
“【引例】:某种计算机每秒钟可以进行107次运算,问这台计算
机102秒可进行多少次运算?”学生能很快得出算式:107×102你能
很快算出他的得数吗?进一步观察、实验并猜想。
⑴23×22=( )( ) ⑵ 107×102 =( )( ) ⑶a3×a4= ( )
( )
由于各自的知识基础有差异,学生经过自己的观察、实验、并猜想,
得到的答案也不一样:
⑴45 46 26 25 23 22
⑵209 10014 1014 109 107 102
⑶2a12 a12 a7 (a2)12 a4
对于这三道题,同学们猜出了许多不同的答案,对于计算题的正
确答案是唯一的。因此,这些答案中肯定有错误的,如何验证(老师
提示:an的意义),学生即可检查自己在实验过程中哪些地方出了问
题了,又经过验证(独立或讨论都可)可知
⑴23×22=25 ⑵ 107×102 =109 ⑶a3×a4= a7
师生共同检验⑴、⑵、⑶,然后仔细观察并讨论,上述三式等号
左边和右边各有什么共同点,大胆猜想am×an=„„独立思考或讨论
可得出am×an= am+n验证运用两次乘方的意义,即可得知该结论是正
确的。
思考(一):m、n有要求吗?为什么?从而完善了同低数幂相乘
的字母表达式,然后文字叙述,这样就使学生对该知识形成公识。
思考(二):若三个或三个以上的同低数幂相乘时,是否也具有
这个性质?怎样用字母表达?这一问进一步完善了同低数幂相乘的
整个情况。知识的运用体现在例题剖析及习题上。
计算:⑴ (b+3)3·(b+3)5·(b+3
)
⑵ (-x)2 ·
x3
通过“观察、实验、猜想、验证”不仅使学生能主动获取数学公
式(如同低数幂法乘的公式),而且再几何教学中,同样可运用观察、
实验、猜想、验证的方法得到定理(如三角形内角和定理)。
实验一:硬纸片为材料,剪出一个任意三角形,用量角器分别测
量三个内角的大小,求和。这个实验有利于命题的导入。
实验二:记所剪出的任意三角
形为△ABC,剪下∠A、∠B把它们
与∠C拼在一起,如图⑴,这时又
发现B、C、D在同一直线上。这个
实验又 增加了命题的可信度。
于是,在这个基础上大胆猜想:三角形的内角和为180。。由于
猜想的结论不能作为判断数学命题真假性的充分依据,于是,又进入
下一环节:验证。由实验二可以得到启示;若能把 △ABC的两个角∠
A、∠B的大小不变地搬到与∠C拼在一起,且使B、C、D在同一直线
上,于是,想到能将角大小不变的移动,有平行线的性质(两直线平
行,同位角、内错角相等),这样就很自然地想到过∠C的顶点作它
对边的平行线(如图2),从而使问题也得到解决。
运用“观察、实验、猜想、验证”
不仅可以得到公式定理,还能为解题
提供目标。如:
已知如图3,P是边长为1的等边
△ABC内任意一点,试证:P点到三边
的距离之和为定长。分析:由于点P
可在△ABC内自由跑动,实验(一):
将点P跑到边BC上,则P到BC的距
离为零,于是所求P点到三边的距离
和就简化为P点到AB、AC两边的距离之和的问题,而BC边上的点P
B
A
E
D
C
„
„
„
„
„
„
图1
A
C B
P
图(3)
仍不确定。于是,进行实验(二):将点P就落在点B上,那么P到
AB、AC的距离均为零,而P到AC的距离即为此三角形的高3/2。以
上面的观察、实验的情况,又作出猜想:点P到边长为1的等边△ABC
的三边距离和为3/2(定长),为了验证这个猜想的结果,我们做出
如下证明。
证明:如图4过点P分别做PE垂直BC、PD垂直AB、PF垂直AC、
E、D、F分别为垂足:
∵1 2BC ·PE+1 2AB ·1 2AC·PF
=S△ABC= 3 4
且BC=AB=AC=1
∴1 2(PE+PD+PF)= 3 4∴PE+PD+PF= 3 2
即证得点P到边长为1的等边△ABC的距离之和为定长。
通过“观察、实验、猜想、验证”这一方法在数学教学中的运用,
我感到了该方法是学生主动探求知识的有效方法。教师根据问题的情
况让学生观察、实验,从而创设猜想的情境,让学生用自己的思维方
式猜测,使学生情绪高涨,思维活跃,有了不同的猜想后,又激起学
生进行验证的需要。看来,“观察、实验、猜想、验证”是数学课堂
教学中让学生主动的一种值得提倡的方式。
学生在进行观察、实验、猜想之后,需要进行验证 ,从而暴露
了学生原来的思维方式的正确与否,从而加深理解这一知识的来龙去
脉。这样,学生就不会忘记这一知识,课后延伸,有利于加深和括宽
书本知识,但有可能出现课堂时间不够用的情况。
B
D
A
F
C
E
图4
P
因此,运用“观察、实验、猜想、验证”法来与学生一起研究某
些知识,这样,会让学生更容易集中注意力,积极参与课堂教学并使
所学知识记忆深刻。
参考文献:《中小学数学》初中版 1999.5
《中学数学思想方法》 沈文选著