2022年1-2,2-2第二章:推理与证明教材分析与教学建议 .pdf
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1、1-2,2-2 第二章:“推理与证明”教材分析与教学建议一、地位与作用“推理与证明”是数学的基本思维过程,也是人们学习和生活中经常使用的思维方式。推理一般包括合情推理与演绎推理。在解决问题的过程中,合情推理具有猜测和发现结论、探索和提供思路的作用,有利于创新意识的培养。证明通常包括逻辑证明和实验、实践证明,演绎推理和逻辑证明能力的培养是高中数学课程的重要目标。本章学习,有利于发展学生思给能力,提高学生数学素养,让学生感受逻辑证明在数学及日常生活中的作用,从而架起数学与生活的桥梁,形成严谨的理性思维和科学精神。二、内容说明“推理与证明”是新课标新增内容(选修 1-2 第二章,选修2-2 第二章)
2、,主要包括合情推理与演绎推理、直接证明与间接证明、数学归纳法三个部分(其中数学归纳法文科数学不作要求)“推理与证明”是数学的基本思维过程,也是人们学习和生活中经常使用的思维方式本章内容是各知识模块中常用推理方法和论证方法的总结,推理方法与证明方法是从思维活动中抽象出来的,是由数学思维过程凝缩而成的,是高中数学的重要基础,在高中数学中占有极其重要的地位和作用三、课标要求1合情推理与演绎推理(1)结合已学过的数学实例和生活中的实例,了解合情推理的含义,能利用归纳和类比进行简单的推理,体会并认识合情推理在数学发现中的作用(2)结合已学过的数学实例和生活中的实例,体会演绎推理的重要性,掌握演绎推理的基
3、本模式,并能运用它们进行一些简单推理(3)通过具体实例,了解合情推理和演绎推理之间的联系和差异2直接证明与间接证明(1)结合已经学过的数学实例,了解直接证明的两种基本方法分析法和综合法;了解分析法和综合法的思考过程、特点(2)结合已经学过的数学实例,了解间接证明的一种基本方法反证法;了解反证法的思考过程、特点3数学归纳法(文科不做要求)了解数学归纳法的原理,能用数学归纳法证明一些简单的数学命题四、本章重点与难点1重点:(1)合情推理、演绎推理;(2)直接证明与间接证明。2难点:(1)演绎推理和反证法;(2)对数学归纳法的理解(只限理科)。五、教学内容及课时安排1理科课时安排(合情推理与演绎推理
4、3 课时,直接证明与间接证明2 课时,数学归纳法2 课时,小结1课时,共8课时)节次内容课时21 合情推理和演绎推理3 211 合情推理1 212 演绎推理2 22 直接证明与间接证明2 221 分析法与综合法1 222 反证法1 23 数学归纳法2 本章小结1 2文课时安排(合情推理与演绎推理4 课时,直接证明与间接证明4 课时,小结2 课时,共计10 课时)节次内容课时21 合情推理和演绎推理4 211 合情推理2 212 演绎推理2 22 直接证明与间接证明4 221 分析法与综合法2 222 反证法2 本章小结2 六、教材分析教学建议本章结合生活实例和学生已学过的数学实例,介绍两种基本
5、的推理-合情推理与演绎推理、两类基本的证明-直接证明与间接证明、一种特殊的方法-数学归纳法本章的内容属于数学思维方法的范畴,把过去渗透在具体数学内容中的思维方法,以集中的、显性的形式呈现出来,使学生更加明确这些方法,并能有意识地使用它们,以培养言之有理、论证有据的习惯(一)合情推理与演绎推理1教学重点与难点教学重点:了解合情推理的含义,能利用归纳和类比等进行简单的推理;了解演绎推理的含义,能利用“三段论”进行一些简单推理教学难点:用归纳和类比进行推理,做出猜想;用“三段论”证明问题2教材分析合情推理和演绎推理是数学推理的两种基本推理形式(1)“合情推理”是高中数学课程标准的亮点之一从解放后首次
6、制定(1952 年)中小学数学教学大纲开始,关于数学能力主要以三大能力为具体内容;1978 年增加了“培养学生分析问题与解决问题的能力”,而对核心逻辑思维能力中推理的理解,仅局限在演绎和归纳两个方面,并且不论是教材的呈现方式,还是教师的教学、考试都是以演绎推理和严格的证明为主,归纳推理没有引起足够的重视,类比推理更难寻其踪影 2001 年 7 月全日制义务教育数学课程标准(实验稿)中,提出让“学生经历观察、实验、猜想、证明等数学活动过程,发展合情推理能力和初步的演绎推理,能有条理地、清晰地阐述自己的观点”合情推理首次进入国家纲领性文件,这标志着我国数学教育观念的一次转变,标志着合情推理得到了应
7、有的重视 2003 年颁布的普通高中数学课程标准(实验稿)中,强调在解决问题的过程中,合情推理具有猜测和发现结论的作用,而且在教材中专门设置了合情推理的内容(2)归纳推理和类比推理是合情推理的两种常用的思维方法归纳推理是由某类事物的部分对象具有某些特征,推出该类事物的全部对象都具有这些特征的推理,或者由个别事实概括出一般结论的推理由于归纳推理是由部分到整体、由个别到一般,所以结论不一定可靠,只能算是一种猜想类比推理是由两类对象具有某些类似特性和其中一类对象的某些已知特征,推出另一类对象也具有这些特征的推理其思维过程是从特殊到特殊,类比的基础是事物之间的相似性或某种特殊性由于类比推理是由特殊到特
8、殊的推理,因此结论不一定可靠,只能算是一种猜想合情推理具有两大功能:一是探索一般结论,二是发现解题思路(3)演绎推理是由一般到特殊的推理,“三段论”是演绎推理的一般模式三段论由三部分构成:(两个前提,一个结论)大前提-已知的一般原理;小前提-所研究的特殊情况;结论-根据一般原理,对特殊情况做出的判断三段论可用右边的格式来表示用集合观点就是:若集合M的所有元素都具有性质P,S是M的子集,则S中所有元素都具有性质P演绎推理只要前提正确,推理的形式正确,那么推理所得结论就一定是正确的但错误的前提会导致错误的结论(4)合情推理与演绎推理的联系与差异:从推理形式和推理所得结论的正确性上讲,二者有差异合情
9、推理是根据已有的事实,经过观察、分析、比较、联想,再进行归纳、类比,然后提出猜想的推理,是由部分到整体、由个别到一般、由特殊M 是 P,S是 MS是 P文档编码:CZ5H10H8W6B10 HO1A2G10Y9V10 ZZ1K2V1H4W7文档编码:CZ5H10H8W6B10 HO1A2G10Y9V10 ZZ1K2V1H4W7文档编码:CZ5H10H8W6B10 HO1A2G10Y9V10 ZZ1K2V1H4W7文档编码:CZ5H10H8W6B10 HO1A2G10Y9V10 ZZ1K2V1H4W7文档编码:CZ5H10H8W6B10 HO1A2G10Y9V10 ZZ1K2V1H4W7文档编码
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11、H4W7文档编码:CZ5H10H8W6B10 HO1A2G10Y9V10 ZZ1K2V1H4W7文档编码:CZ5H10H8W6B10 HO1A2G10Y9V10 ZZ1K2V1H4W7文档编码:CZ5H10H8W6B10 HO1A2G10Y9V10 ZZ1K2V1H4W7文档编码:CZ5H10H8W6B10 HO1A2G10Y9V10 ZZ1K2V1H4W7文档编码:CZ5H10H8W6B10 HO1A2G10Y9V10 ZZ1K2V1H4W7文档编码:CZ5H10H8W6B10 HO1A2G10Y9V10 ZZ1K2V1H4W7文档编码:CZ5H10H8W6B10 HO1A2G10Y9V10
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13、G10Y9V10 ZZ1K2V1H4W7文档编码:CZ5H10H8W6B10 HO1A2G10Y9V10 ZZ1K2V1H4W7文档编码:CZ5H10H8W6B10 HO1A2G10Y9V10 ZZ1K2V1H4W7文档编码:CZ5H10H8W6B10 HO1A2G10Y9V10 ZZ1K2V1H4W7文档编码:CZ5H10H8W6B10 HO1A2G10Y9V10 ZZ1K2V1H4W7文档编码:CZ5H10H8W6B10 HO1A2G10Y9V10 ZZ1K2V1H4W7文档编码:CZ5H10H8W6B10 HO1A2G10Y9V10 ZZ1K2V1H4W7文档编码:CZ5H10H8W6B
14、10 HO1A2G10Y9V10 ZZ1K2V1H4W7文档编码:CZ5H10H8W6B10 HO1A2G10Y9V10 ZZ1K2V1H4W7文档编码:CZ5H10H8W6B10 HO1A2G10Y9V10 ZZ1K2V1H4W7文档编码:CZ5H10H8W6B10 HO1A2G10Y9V10 ZZ1K2V1H4W7文档编码:CZ5H10H8W6B10 HO1A2G10Y9V10 ZZ1K2V1H4W7文档编码:CZ5H10H8W6B10 HO1A2G10Y9V10 ZZ1K2V1H4W7文档编码:CZ5H10H8W6B10 HO1A2G10Y9V10 ZZ1K2V1H4W7文档编码:CZ5
15、H10H8W6B10 HO1A2G10Y9V10 ZZ1K2V1H4W7文档编码:CZ5H10H8W6B10 HO1A2G10Y9V10 ZZ1K2V1H4W7文档编码:CZ5H10H8W6B10 HO1A2G10Y9V10 ZZ1K2V1H4W7文档编码:CZ5H10H8W6B10 HO1A2G10Y9V10 ZZ1K2V1H4W7文档编码:CZ5H10H8W6B10 HO1A2G10Y9V10 ZZ1K2V1H4W7文档编码:CZ5H10H8W6B10 HO1A2G10Y9V10 ZZ1K2V1H4W7文档编码:CZ5H10H8W6B10 HO1A2G10Y9V10 ZZ1K2V1H4W7
16、文档编码:CZ5H10H8W6B10 HO1A2G10Y9V10 ZZ1K2V1H4W7文档编码:CZ5H10H8W6B10 HO1A2G10Y9V10 ZZ1K2V1H4W7到特殊的推理,合情推理作出的结论未必可靠,有待于进一步证明或否定演绎推理是由一般到特殊的推理,只要前提正确,推理的形式正确,那么推理所得结论就一定是正确的正如波利亚所说:“论证推理(即演绎推理)是可靠的、无可置疑的和终决的合情推理是冒险的、有争议的和暂时的”从二者在认识事物的过程中所发挥的作用的角度上讲,它们又是紧密联系,相辅相成的合情推理的结论需要演绎推理的验证,而演绎推理的内容一般是通过合情推理获得的演绎推理回答如何
17、证明定理或命题的问题,是“论证”的手段,而合情推理回答如何发现定理或命题的问题,是发现的工具合情推理可以为演绎推理提供方向和思路,演绎推理可以验证合情推理的结论的正确性合情推理和演绎推理是数学推理的两种基本推理形式许多重要的科学结论(包括数学的定理、法则、公式等)的发现往往发端于对事物的观察、比较、归纳、类比等,即通过合情推理提出猜想,然后再通过演绎推理证明猜想正确或错误对于数学学习来说,既要学会证明,也要学会猜想3教学建议(1)要注意结合实际例子,使学生了解合情推理的含义;(2)要通过学生学过的简单的数学例子,让学生掌握归纳推理和类比推理的基本方法;(3)要通过数学史事,使学生认识合情推理在
18、数学发现中的作用;(4)要通过学生学过的简单的数学例子,让学生掌握演绎推理的基本模式-“三段论”推理模式;(5)要通过反例,让学生理解演绎推理的前提与结论之间的蕴涵关系;(6)要通过具体实例,帮助学生了解合情推理与演绎推理之间的联系与差异,让学生既学会猜想,又学会证明(二)直接证明与间接证明1教学重点与难点教学重点:结合已经学过的数学实例,了解直接证明的两种基本方法分析法和综合法,了解间接证明的一种基本方法反证法;了解分析法、综合法和反证法的思考过程、特点教学难点:根据问题的特点,结合分析法、综合法和反证法的思考过程、特点,选择适当的证明方法或使用不同的证明方法解决同一问题.2教材分析数学结论
19、的正确性必须通过逻辑推理的方式加以证明才能得到确认,这是数学区别于其他学科的显著特点.直接证明与间接证明是两类基本的数学证明方法(1)综合法的思维特征是:由因导果即由已知条件出发,利用已知的数学定理、性质和公式,推出结论的一种证明方法(2)分析法的思维特征是:执果索因即从结论入手进行反推,看看需要知道什么,最后推出一个已证的命题(定义、公理、定理、公式等)或已知条件,从而得到证明很多演绎推理的证明题都是采用这种方法进行思考的,有时也将综合法和分析法结合起来使用(3)反证法是间接证明的一种基本方法,任何一个问题都有正反两面,当直接证明有困难时,便可以考虑使用反证法反证法证题的步骤可归结为:反设归
20、谬结论3教学建议(1)先讲综合法,后讲分析法综合法和分析法,是直接证明中最基本的两种证明方法,也是解决数学问题时常用的思维方式综合法是学生使用较多、较为熟悉的一种方法分析法虽然在过去也经常使用,但学生在理解上显然不如综合法那样容易(2)要突破分析法这一教学难点分析法的主要困难有两点:一是学生对这种证明方法的思考过程不理解;二是学生对这种证明方法的表达方式不习惯突破难点的方法有两点:一是结合具体的数学实例,让学生感受分析法证明的可靠性,以及“要证只需证”这种表达的必要性;二是将分析法与综合法对比着进行讲解帮助学生加深对分析法思考过程及特点的理解(3)通过具体的数学实例,帮助学生形成既分析又综合的
21、思维方式,学会将分析法与综合法结合起来运用结合方式有两种:一是先用分析法探寻证题思路,再用综合法有条理地表述证明过程;二是将分析法与综合法结合起来,证明某些较复杂的数学问题(4)结合已经学过的数学实例,帮助学生了解间接证明的一种基本方法反证法,了解反证法的文档编码:CZ5H10H8W6B10 HO1A2G10Y9V10 ZZ1K2V1H4W7文档编码:CZ5H10H8W6B10 HO1A2G10Y9V10 ZZ1K2V1H4W7文档编码:CZ5H10H8W6B10 HO1A2G10Y9V10 ZZ1K2V1H4W7文档编码:CZ5H10H8W6B10 HO1A2G10Y9V10 ZZ1K2V1
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