新疆维吾尔自治区乌鲁木齐市第十五小学 830002
杜嵘(数学类的)
新疆维吾尔自治区乌鲁木齐市第十五小学
830002
摘要:在近几年参加的小学数学教研活动中,经常发现由于教师逻辑知识缺失所导致的错误。逻辑素养在小学数学教师专业素养的建构中至关重要,小学数学教师应掌握关于数学概念、数学命题、数学推理、数学证明等逻辑知识,谨防在小学数学教学中出现各种逻辑性错误。
关键词:小学数学;教师专业素养;逻辑素养
在小学数学教师专业素养的建构中,务必要重视有关数学概念、命题、推理、证明等形式逻辑知识的掌握,谨防在教学中出现各种逻辑性错误。
一、掌握有关数学概念的逻辑知识
(一)科学把握数学概念的逻辑定义
在人类的认识过程中,经过抽象形成新概念,由此压缩和简化了语言,加快了思维速度和深度。一个概念引入之后,就要借助语言,将其加以明确、固定和传递,这就要给概念下定义。对数学概念下定义,其基本方式是“种差+属概念”,即把某一概念包含在它的属概念中,并揭示它与同一属概念下其他种概念之间的差别。比如以四边形为属概念,可以分别对平行四边形和梯形下定义。在对概念下定义时,不能循环定义,比如“用两直线垂直来定义直角,又用两直线成直角来定义垂直”等等。
(二)明确数学概念与定义的逻辑关系
数学概念不同于数学定义。数学概念是从数和形两方面揭示客观事物本质属性的思维产物,它反映了数学概念的内容;数学定义是对数学概念的语言表达,它是数学概念的外壳,反映了数学概念的形式。对同一个数学概念,可以有不同的定义方式。比如对平行四边形,既可以定义为“两组对边分别平行的四边形”,也可以定义为“一组对边平行且相等的四边形”,这主要取决于采用哪种定义,更容易凸显出对象的本质,或更容易被学生理解和接受。当然,这些定义之间是相互等价的。需要注意的是,由于概念的定义具有人为性,因此定义方式不当,便难以反映出概念的本质属性。比如,在小学把“角”定义为“具有公共端点的两条射线组成的图形”,这并未反映出角的本质,因为角的本质并非体现在可见的“图形”上,而是体现在不可见的“张口大小”上。
二、掌握有关数学命题的逻辑知识
(一)掌握命题四种形式之间的逻辑关系
为了研究数学命题的条件和结论的逻辑联系,常把一个命题的条件和结论换位,或变为它们的否定形式,这样就可以得到命题的四种形式,即原命题、逆命题、否命题和逆否命题。对互为
逆否的两个命题,它们具有同真同假的性质,此特性称为逆否命题的等效原理。因此,原命题与逆否命题、逆命题和否命题具有同真同假的关系。在数学学习中,为了考察一个数学命题的真实性,可以转换为考察它的逆否命题的真实性。比如在某节课上,任课教师引导学生学习了对称图形的性质,即“如果两个点是对称图形的对称点,那么这两个点到对称轴的距离相等。”但在课堂练习环节,在判断哪些点为对称点时,学生认为“因为M和N到对称轴的距离相等,所以M和N是对称点”,教师进行了肯定,之后学生都据此进行判断。这里师生所犯的错误,即是利用了性质命题的逆命题进行判断,但在这里原命题与逆命题并不等价。
(二)明晰命题条件和结论之间的逻辑关系
数学命题常常写成“若P则Q”的形式,其中“若P”部分叫做命题的条件,“则Q”部分叫做命题的结论。根据命题条件P对结论Q所起的作用,可以把命题的条件分为以下四种情况,即充分非必要条件、必要非充分条件、充分必要条件、既非充分又非必要条件。命题的条件和结论之间的逻辑关系,与该命题及其逆命题、否命题和逆否命题的真假,显然存在紧密联系。例如在上述案例中,“两个点对称”只是“距离相等”的充分非必要条件,若原命题的条件和结论满足这样的逻辑关系,则该原命题的逆命题一定不成立。
(三)明确性质定理和判定定理之间的差异
性质定理是由概念或公理得到的定理,讨论某个概念的时候,就包含了它的所有性质,所以性质定理的主要功能是描述特征。断定定理是判断所讨论的某事物是否符合某个概念或公理的定理,所以判断定理的主要功能是判断结论。性质定理和判定定理具有互逆的特征,但两者并不一定是互逆的命题。概念本身既是判定定理也是性质定理,且这两个定理是互逆命题。比如平行线的概念,我们可以直接用它来判断两直线平行,也可以根据两直线平行知道它们位于同一平面内且没有交点。从命题的条件和结论的关系来看,性质定理阐述了一个数学研究对象所具有的重要性质,其作用是揭示这个研究对象的某个特征,性质定理给出了结论成立的必要条件;判定定理阐述了结论成立的依据,判定定理给出了结论成立的充分条件。区分一个定理是判定定理还是性质定理,关键是看该定理阐述了结论成立的依据,还是揭示了一个研究对象的某个特征,若定理阐述了结论成立的依据,则是判定定理,否则就是性质定理了。在小学数学教学中,不清楚性质定理和判定定理的关系,教学就会变得盲目,甚至导致逻
辑错误的发生。
三、掌握有关数学推理的逻辑知识
(一)掌握逻辑推理的基本形式
推理是从一个或几个已知判断中得出一个新判断的思维形式。在推理过程中,所根据的已有判断叫做推理的前提,做出的新判断叫做推理的结论。数学推理主要有演绎推理、归纳推理和类比推理。按照前提判断范围的总和是否与结论判断范围一致,归纳推理有完全归纳和不完全归纳两种形式。完全归纳可作为严格论证的方法;不完全归纳得到的结论具有或然性,不能用于证明,只能做出假设或猜想。类比推理是根据两个对象的某些属性相同或相似,推出它们的其他属性也可能相同或相似的思维形式。类比推理是思维过程中由特殊到特殊的推理形式,由于条件和结论没有明确的必然联系,故得出的结论具有或然性,它也是一种不严格的推理方法。
(二)掌握形式逻辑的基本规律
数学的推理与证明,运用的是形式逻辑的思维,因此必须满足形式逻辑的基本规律。形式逻辑有四条基本规律,即同一律、矛盾律、排中律和充足理由律。同一律是指在同一思维过程中,使用的概念和判断必须保持同一性,不得中途变更,违反这条规则的常见错误是偷换概念或偷换论题。矛盾律是指人们在同一思维过程中,对两个反对或矛盾的判断不能同时承认它们都是真的,其中至少有一个是假的,比如a>b和a<b,否则就会出现思维上的前后不一、自相矛盾。排中律是指在同一思维过程中,同一对象的肯定判断和否定判断不能同假,必有一个是真的,比如a>b和a≤b,违反排中律的逻辑错误是模棱两不可。充足理由律是指在思维过程中,任何一个真实的判断必须有充足的理由,如果论题的真实性要靠论据来证明,论据的真实性又要靠论题来证明,其结果是什么也没有证明,违反这条规则的逻辑错误叫循环论证。
结语
总之,作为一名小学数学教师,应该具备充足且扎实的基本数学能力,这样我们的教师才可以在以后的教书生涯中更好的帮助学生自身发展,培养他们出色的能力为社会发展贡献自己的能力。
参考文献:
[1]李祎.数学教学方法论[M].福州:福建教育出版社,2010:12
[2]马少英.小学数学教师应具备的课堂教学能力[J].少儿科学周刊(教学版),2015,(1):50-50.