直观实验·逻辑推理·几何证明的教育价值（二）

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1、直观实验·逻辑推理·几何证明的教育价值（二）直观实验·逻辑推理·几何证明的教育价值（二）直观实验·逻辑推理·几何证明的教育价值（二）　　　　人们认识几何图形既需要形象思维，又需要抽象思维，两者相辅相成。虽然我们强调几何教学中逻辑推理的重要性，但是并不排斥直观实验。直观实验是初级认识手段，逻辑推理是高级认识手段。“看一看”“量一量”“做一做”等直观实验活动在几何学习的初始阶段的重要性尤为突出，即使在推理几何阶段的学习中，直观实验也具有重要的辅助作用，人们常借助某些直观特例来发现一般规律、探寻证明思路、理解抽象内容，有时直

2、观实验与逻辑推理是交替进行的。　　由于信息技术的发展与普及，直观实验手段在教学中日益增加，有些学校还建立了“数学实验室”，这些对于几何学的学习起到积极作用。随着教学研究的不断深入，直观实验会在启发诱导、化难为易、检验猜想等方面进一步大显身手。但是，直观实验终归是数学学习的辅助手段，数学毕竟不是实验科学，它不能象物理、化学、生物等学科那样最后通过实验来确定结论。实验几何只是学习几何学的前奏曲或第一乐章，后面的乐曲建立在理性思维基础上，逻辑推理是把演奏推向高潮的主要手段。　　有些关于图形的结论，是在实验几何阶段通过直观实验

3、认识的，学生已经接受了这些知识，在后面的学习中不一定要对所有这样的知识都再通过逻辑推理来证明。例如，对于教学中作为推理的原始根据的结论，就不可能也无必要进行证明。但是根据教学内容的扩展与深化和学生认知发展的需要，应指出对于某些结论我们只是验证过而它们是可以证明的，也有一些结论确有必要重新通过逻辑推理进行证明，以加深对其认识。例如，“三角形内角和等于180°”是学生在小学阶段已经通过直观实验认识过的知识，但当时只是初步了解它，认识方式是度量检验了若干个三角形的内角，这种方式只是验证而不是证明，当时是直接告诉学生这个结论对

4、于任何三角形都成立，并没有说明理由。在初中的教学中，一方面随着平行线的性质等新知识的学习，学生已经具备了证明这个结论的知识基础；另一方面通过讨论它的证明，不仅可以体会平行线的性质在分析问题中的应用，而且可以感受证明的必要性，进一步从道理上加深对这个重要定理的一般性的认识。因此，就有必要安排推导这一定理的教学，这也是认识上的螺旋式上升。　　有一种说法：直观实验培养发现能力和创新精神，逻辑推理培养逻辑思维能力和严谨性，但对培养创新精神作用不大。这种说法正确吗？　　直观实验确实可以启发人们发现新事物，但是创新不能仅仅停留在这

5、个层次上，而需要在此基础上进行科学的思考、探究、论证，这就需要逻辑思维，否则无法实现真正的创新。相传牛顿见到苹果从树上掉在地上，才受到启发发现了万有引力定律。如果把苹果落地看作直观实验，这个故事给人的印象似乎是直观实验对创新起了主要作用。但是认真考虑它。你会发现故事背后隐含了逻辑思维对创新所起的关键作用。实际上物体下落是无数人司空见惯的现象，由它引发重大发现的关键，在于牛顿在观察现象之后进行了合乎逻辑的思考：为什么物体会垂直下落？因为有向下的力作用于它；地球上各处的物体为什么都有这种性质？因为它们都受到指向地球中心的力

6、；这些力是谁给的？是地球……一系列因果关系的思考，导致进一步的实验检验，又引发更深层的思考……终于产生了新的科学成果。　　几何学培养逻辑思维能力的过程，是逐步深入地引导学生合乎逻辑地思考的过程。科学的思考方法和习惯，使人能更好地透过现象抓住本质，提高思维效率。这些有利于创新能力的培养。逻辑思维能力强的人考虑问题的思路应更清晰、更合理、更简洁，这不会成为条条框框而妨碍创新，反而有助于创新。反之，缺乏科学的思考方法和习惯，逻辑性不强，会影响创新。当然，在创新的过程中人们是逐步探索的，并不是一步就彻底解决问题的；但是，这样的

7、探索与逻辑思维并不矛盾。培养学生探究式学习能力，并非让他们“自由发散”，而是引导他们“科学发散”，即有目的地用科学的思维方法进行探究。因此不必担心逻辑推理会限制学生的创新精神。“　　数学的创造性不能没有逻辑思维，学习数学可以帮助养成理性思考的习惯。数学并不是公式的堆垒，也不是图形的汇集，数学有逻辑性很强的体系。数学不是只强调计算与规则的课程，而是讲道理的课程。培养与运用逻辑思维，并不是不顾及学生的可接受性一味地片面强调推理的严密和体系的完整，而是既要体现逻辑推理的作用，又不片面夸大它。几何的教学体系有别于几何的科学体系

8、，在几何教学中，讲道理并完全不等同于纯粹的形式证明，几何教学培养逻辑思维能力同样要有的放矢，循序渐进，从直观到抽象，从简单到复杂……　　人民教育出版社出版的初中数学课标实验教科书对于培养逻辑推理能力，作了认真的考虑和精心的设计，把推理证明作为学生观察、实验、探究得出结论的自然延续。整套教科书按照“说点儿理”“说理”“简单推理”“符