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[關(guān)鍵詞]模糊系統(tǒng) 神經(jīng)網(wǎng)絡(luò) 模糊推理神經(jīng)網(wǎng)絡(luò) 威脅 評估
一、引言
威脅評估就是根據(jù)戰(zhàn)場敵我雙方的態(tài)勢推斷敵方對我方的威脅程度,是防空指揮自動化系統(tǒng)的一個重要組成部分,是火力分配和戰(zhàn)術(shù)決策的前提,對指揮員準(zhǔn)確地判斷敵情、正確部署、調(diào)整和使用兵力有著舉足輕重的作用。目前常用的威脅評估方法主要有:層次分析法、多屬性決策法、專家系統(tǒng)方法、模糊理論、神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)方法等。
本文將模糊理論和神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)融合,取長補短,提出了基于模糊推理網(wǎng)絡(luò)的目標(biāo)威脅評估方法。該方法利用神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)來實現(xiàn)模糊邏輯推理,使神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)沒有明確物理含義的權(quán)值被賦予了模糊邏輯中推理參數(shù)的含義,并且系統(tǒng)具有自學(xué)習(xí)能力。實驗表明,新方法保留了模糊理論和神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)各自的優(yōu)勢,較好地解決了各自存在的問題,能有效地評估目標(biāo)的威脅程度。
二、影響目標(biāo)威脅程度的因素
在防空作戰(zhàn)中,往往需要用多個因素刻畫空襲目標(biāo)的本質(zhì)與特征。對地空導(dǎo)彈武器系統(tǒng)而言,影響目標(biāo)威脅程度的主要因素有:
(1)目標(biāo)的航路捷徑P。指對武器部署點或保衛(wèi)要地的航路捷徑。
(2)目標(biāo)類型C??找u兵器的類型不同,其飛行速度和攻擊能力也不同,對要地或地域的威脅程度也不同。
(3)機動特性M。主要考慮高度上的機動。當(dāng)發(fā)現(xiàn)目標(biāo)機動,說明其攻擊意圖明確,威脅程度大。
(4)到達(dá)發(fā)射區(qū)近界的時間T。
(5)電子干擾E。
三、模糊推理神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)
一個多輸入多輸出的模糊推理網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)(FNNS),它由五層組成,可直接完成模糊化、模糊推理、模糊運算、去模糊化等操作。
1.網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)
FNNS各層的內(nèi)部結(jié)構(gòu)如下:
2.學(xué)習(xí)算法
FNNS的自組織學(xué)習(xí)過程和監(jiān)督學(xué)習(xí)過程如下:
四、實驗與分析
在一次保衛(wèi)要地的防空作戰(zhàn)中,某地空導(dǎo)彈營的探測雷達(dá)發(fā)現(xiàn)空中有4批敵對目標(biāo)對我保衛(wèi)要地構(gòu)成了威脅。已識別出4批目標(biāo)的類型C分別為戰(zhàn)術(shù)彈道導(dǎo)彈、巡航導(dǎo)彈、殲擊轟炸機、武裝直升機,且已測得各批目標(biāo)當(dāng)前時刻的航路捷徑P、到達(dá)發(fā)射區(qū)近界的時間T、電子干擾能力E(已歸一化)。各個目標(biāo)的數(shù)據(jù)如表1所示。
表1 4批目標(biāo)的數(shù)據(jù)
根據(jù)上述數(shù)據(jù),分別構(gòu)建一個含4個輸入節(jié)點、1個輸出節(jié)點的神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)(3層BP網(wǎng))和模糊推理網(wǎng)絡(luò)(5層),并進(jìn)行訓(xùn)練。將得到目標(biāo)威脅程度W的評估結(jié)果如下:
(1)模糊推理網(wǎng)絡(luò):W3=0.92 > W1=0.63 > W2=0.59 > W4=0.57。即,目標(biāo)3的威脅程度是最大的,目標(biāo)4的威脅程度是最小的。
(2)神經(jīng)網(wǎng)絡(luò):W3=0.89 > W1=0.64 > W2=0.59 > W4=0.58。
可見,評估結(jié)果與模糊推理網(wǎng)絡(luò)的相同,只是具體數(shù)據(jù)有所差異。
五、結(jié)論
本文將模糊理論與神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)相結(jié)合,使用模糊推理神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)評估目標(biāo)的威脅程度。該方法利用神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)來實現(xiàn)模糊邏輯推理,使神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)沒有明確物理含義的權(quán)值被賦予了模糊邏輯中推理參數(shù)的含義,使得規(guī)則容易抽取出來,并且系統(tǒng)具有自學(xué)習(xí)能力。仿真結(jié)果表明新方法能有效地評估目標(biāo)的威脅程度。
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關(guān)鍵詞:初中 數(shù)學(xué)教學(xué) 邏輯推理
推理是人類所特有的一種高級心理活動,是大腦反映客觀事物的一般特性及其相互關(guān)系的一種過程。概括地說,推理就是人們對客觀事物間接的概括的認(rèn)識過程。所謂邏輯推理,是一種確定的、前后一貫的、有條理的、有根有據(jù)的思維,是人類正確認(rèn)識事物必不可少的手段?!毒拍炅x務(wù)教育全日制初級中學(xué)數(shù)學(xué)教學(xué)大綱》明確提出展邏輯思維能力和邏輯推理能力,并能夠運用所學(xué)知識解決簡單的實際問題”。邏輯推理能力是與數(shù)學(xué)密切相關(guān)的特殊能力,培養(yǎng)這種特殊能力的最終的著眼點,是要使學(xué)生能夠運用所學(xué)知識解決簡單的實際問題。培養(yǎng)學(xué)生邏輯推理能力的首要關(guān)鍵是教師必須熟練地掌握各種不同的推理方法.而其根本途徑是通過發(fā)掘教材內(nèi)部的邏輯推理因素,考慮教材特點以及學(xué)生年齡特征結(jié)合數(shù)學(xué)來進(jìn)行,既要做到有意融,叉必須潛移默化。任何離開教材另搞一套的做法都是不必要的。晚離學(xué)生實際,片面追求邏輯上的完整、嚴(yán)謹(jǐn),提出過高過急的要求也是難以收到良好效果的.培養(yǎng)和發(fā)展學(xué)生的邏輯推理能力,是中學(xué)數(shù)學(xué)的重要教學(xué)目的之一。當(dāng)然教師首先本身應(yīng)該研究邏輯學(xué),掌握一定的邏輯知識,在課堂教學(xué)中,應(yīng)當(dāng)充分體現(xiàn)出教材本身邏輯系統(tǒng)的要求,充分揭示教材的矛盾和學(xué)生認(rèn)識過程的矛盾。通過設(shè)計一系列逐步深化的問題引導(dǎo)學(xué)生由淺人深地進(jìn)行思考。
一、在加深對基本概念的透徹理解的過程中發(fā)展學(xué)生的邏輯推理能力
培養(yǎng)和發(fā)展學(xué)生的邏輯思維能力,是中學(xué)數(shù)學(xué)教學(xué)的目的之一,中學(xué)數(shù)學(xué)教材從始至終都包含著豐富的邏輯因素,體現(xiàn)了邏輯規(guī)律和邏輯形式.在教學(xué)中,要不斷地揭示出教材的內(nèi)在邏輯性,以培養(yǎng)學(xué)生的邏輯思維能力。常常碰到有的學(xué)生在解答數(shù)學(xué)習(xí)題的時候,只重視公式定理的記憶,熱衷于難題的求解,卻不重視對數(shù)學(xué)概念的透徹理解,因而常有偷換概念等錯誤出現(xiàn)。
例如,在求解汽船往返甲、乙兩碼頭之間順?biāo)俣葹?0千米/小時,逆水速度為30千米/小時,往返一次的平均速度時,學(xué)生錯解為平均速度是(30+60)×1/2=45(千米/小時)。這里對“平均速度”概念的理解是錯誤的,把它和兩個數(shù)的算術(shù)平均數(shù)混淆起來了。違反了思維的基本規(guī)律,因而得出的結(jié)論是錯誤的。
正確的解法是:設(shè)兩碼頭相距s公里,則往返一次的距離為2S,順?biāo)玫臅r間為未小時,逆水時間為S/60小時,故平均速度為V=2S/(S/60+S/30)(千米/小時)。從這個例子可以看到如能運用邏輯推理方法去理解平均速度,也就可以加深平均速度這概念的理解。在教學(xué)中如果教師掌握了這一規(guī)律也就能強調(diào)對這概念的具體理解和使用,培養(yǎng)學(xué)生的邏輯推理能力。
二、從特殊到一般,再從一般到特殊,在掌握知識和運用知識的過程中,培養(yǎng)學(xué)生的邏輯推理能力
初中數(shù)學(xué)中的概念、命題(公理、定理、公式)、推理、論證等都屬于思維形式的范疇,這些思維形式都要遵循一定的思維規(guī)律。例如,在設(shè)計同底數(shù)冪的乘法法則推導(dǎo)時,先引導(dǎo)學(xué)生以特殊的例子103×l02=(10×10×10) ×(10×10)(乘方的意義)=10×10×10×10×l0(乘法的結(jié)合律)=105(乘方的意義)。
得出:103×l02=103+2。
然后用同理可得23×24=23+4;(1/2)2×(1/2)4=(1/2)2+4;說明不同的底數(shù)有相同的規(guī)律再舉出a3·a2得a3·a2=a3+2,從而提出問題引導(dǎo)學(xué)生思考am·an=?,由學(xué)生分析并歸納出am·an=am+n從而得到一般地如果m、n都是正整數(shù),那么am·an=am+n,這就是一個由特殊到一般的思維過程。這樣訓(xùn)練,既使學(xué)生搞清公式、法則的來龍去脈,又加強了學(xué)生邏輯推理能力的培養(yǎng)。
三、在更正學(xué)生練習(xí)或作業(yè)的錯誤中,培養(yǎng)學(xué)生的邏輯推理能力
例如,含鹽12%的鹽水4千克,需加人多少克鹽,才能達(dá)到含鹽20%的鹽水
解:設(shè)需加入戈克鹽,根據(jù)題意,可得方程:
4×12/100+x=202(4+x)×20/100解得:x=0.4克
這個根在檢驗時,可能不難發(fā)現(xiàn)不合題意。如能遵循邏輯思維基本規(guī)律,在同一運算過程中,保持同一運算單位,就不會錯在單位不統(tǒng)一上,而造成列錯方程了。
正確方程應(yīng)為: 4000×12/100+ x =(4000+ x) ×20/100
從上面解題中可以看出:在列方程解應(yīng)用題時,最容易忽略單位的統(tǒng)一而列錯了方程。如果你能運用邏輯思維基本規(guī)律檢查一下你所列出的方程,就可能會發(fā)現(xiàn)問題,從而得到一個正確的方程。因此,在更正學(xué)生的練習(xí)或作業(yè)時,要加強對知識的理解和掌握,根據(jù)邏輯推理迅速、準(zhǔn)確的解答問題,論證自己的論斷,以及嚴(yán)謹(jǐn)而前后一貫地敘述自己的思想,從而培養(yǎng)學(xué)生的邏輯推理能力。
總之,邏輯推理能力,是正確、合理地進(jìn)行思考的能力,它在能力培養(yǎng)中起到核心的作用。初中數(shù)學(xué)教學(xué)中,發(fā)展學(xué)生的邏輯推理能力,主要是逐步培養(yǎng)學(xué)生會觀察、比較、分析、綜合、抽象和概括,會用歸納、演繹和類比進(jìn)行推理,會準(zhǔn)確地闡述自己的思想和觀點,形成良好的思維品質(zhì)。只有培養(yǎng)學(xué)生的邏輯思維能力,并在發(fā)展的過程中,不斷地修正錯誤,認(rèn)識真理,使他們獲得越來越豐富的科學(xué)知識,這尤其是在初中起點年級更為重要。
參考文獻(xiàn):
關(guān)鍵詞:法律邏輯學(xué);法律思維能力;培養(yǎng)策略
法律邏輯學(xué)是一門與推理和論證相關(guān)的法律類工具學(xué)科,其主要的任務(wù)是讓學(xué)生能夠厘清各種邏輯理論的具體內(nèi)涵,以及靈活地運用各種邏輯方法于司法實踐當(dāng)中。而法律思維是指按照法律的邏輯來認(rèn)真地觀察和分析各種法律案件的思維方式,其與法律邏輯學(xué)的主要任務(wù)具有相關(guān)性,所以法律邏輯學(xué)對于培養(yǎng)學(xué)生的法律思維能力也具有非常重要的意義。
一、法律邏輯學(xué)可以培養(yǎng)法律思維能力
法律是社會公眾的行為規(guī)范準(zhǔn)則,其承擔(dān)保障社會正常運作的職能,同時人們還要依靠法律來保證自身的權(quán)益不受侵犯,同時懲治社會犯罪行為。所以法律的嚴(yán)謹(jǐn)性和準(zhǔn)確性非常重要,否則法律的權(quán)威性就會受到質(zhì)疑,這也就要求法律的各個環(huán)節(jié)都必須具有嚴(yán)密的邏輯。但是在現(xiàn)實生活中,我們很難完全依據(jù)傳統(tǒng)的邏輯方法來解決生活中的實際問題。而法律邏輯學(xué)就是為了解決這一狀況而產(chǎn)生的,其主要的教學(xué)內(nèi)容是法律推理和法律論證,分別是法律邏輯的基本規(guī)律、基本概念、邏輯推理、邏輯論證、案例論證和反駁等知識,學(xué)生通過學(xué)習(xí)法律邏輯學(xué)能夠掌握普通的邏輯分析方法,同時形成較強的法律思維能力。
法律思維能力是指以法律的邏輯來觀察、分析、解決法律問題的職業(yè)思維方式,主要表現(xiàn)為觀察、分析法律事實的能力,搜集和判斷法律證據(jù)的能力,歸納、概括案件爭執(zhí)焦點的能力,判定案件性質(zhì)和認(rèn)定案件事實的能力,正確闡釋法理和適用法條的能力,嚴(yán)謹(jǐn)進(jìn)行法律推理和論證的能力。一般來說,法律思維能力必須要經(jīng)過長期的司法實踐才能形成,但是學(xué)生通過學(xué)習(xí)法律邏輯學(xué),可以初步形成法律思維能力。
二、法律邏輯教學(xué)的開展策略
法律邏輯學(xué)的主要教學(xué)目的就是讓學(xué)生能夠?qū)⒎蛇壿嫷闹R轉(zhuǎn)化為實際的法律思維能力,所以學(xué)生必須要掌握將邏輯理論知識轉(zhuǎn)化為法律思維的技能和方法。但是從當(dāng)前的法律邏輯學(xué)來看,其教學(xué)內(nèi)容普遍以“形式邏輯原理”+“法律實例”的形式展開,但是從實質(zhì)上來看,這種教學(xué)模式并沒有脫離形式邏輯的范疇,并沒有有效地將法律邏輯理論與司法實踐結(jié)合在一起。筆者結(jié)合多年的工作經(jīng)驗,現(xiàn)重點探究法律邏輯教學(xué)的具體開展策略,希望能夠切實達(dá)到培養(yǎng)學(xué)生法律思維能力的目的。
1.將形式邏輯和辯證邏輯方法有效地結(jié)合在一起
法律邏輯學(xué)包含的教學(xué)內(nèi)容非常豐富,比如法律推理的標(biāo)準(zhǔn),法律推理的技術(shù)準(zhǔn)則,演繹、歸納、類比推理的形式推理方法等。其中形式邏輯推理是法律中最基本的、普適性最高的推理方法,但是在實際的案件當(dāng)中,單純運用法律形式推理的案件幾乎不存在。辯證邏輯推理是對法律形式推理的必要補充,學(xué)生通過學(xué)習(xí)辯證邏輯推理,能夠有效地拓展法律職業(yè)思維的廣度和加深法律職業(yè)思維的深度,進(jìn)而保證法律思維的邏輯嚴(yán)密性。所以教師在教學(xué)過程當(dāng)中,也應(yīng)當(dāng)將形式邏輯方法與辯證邏輯方法結(jié)合在一起,使得學(xué)生能夠靈活地運用這兩類方法開展法律推理。
2.強化批判性思維訓(xùn)練
批判性思維是指在理性思維基礎(chǔ)上產(chǎn)生的一種帶有懷疑性質(zhì)的、創(chuàng)新的思維,其存在的目的就是通過分析和推理已有的認(rèn)知和事實,而形成一種與別與常理的見解,從而達(dá)到探求真理的目的。批判性思維屬于創(chuàng)新性思維的核心內(nèi)容,其既具備強的邏輯分析性,又具有高度的辯證性,所以強化學(xué)生的批判性思維訓(xùn)練,就是強化學(xué)生對于多種思維方法和思維方式綜合運用的熟練程度。
在法律邏輯學(xué)的教學(xué)當(dāng)中,教師應(yīng)當(dāng)有意識地滲透批判性思維,讓學(xué)生能夠養(yǎng)成自由思考的習(xí)慣,通過長期自覺理性的判斷,使得學(xué)生不會盲目迷信“標(biāo)準(zhǔn)答案”,走出傳統(tǒng)的思維定勢的局限。在課堂上,教師可以經(jīng)常出一些存在錯誤的案例,讓學(xué)生主動地糾正其中存在的法律邏輯錯誤,從而讓學(xué)生形成辯證的法律邏輯思維形式,增強學(xué)生法律邏輯思維的準(zhǔn)確性和嚴(yán)謹(jǐn)性。另外,教師還要讓學(xué)生學(xué)會提出恰當(dāng)?shù)膯栴},學(xué)會對所列示的證據(jù)材料提出合理的質(zhì)疑,能夠及時地識別其中存在的錯誤,并且用可靠的證據(jù)進(jìn)行論證,最終得出合理的、具有說服力的結(jié)論。
3.培養(yǎng)學(xué)生的法律思維能力
法律邏輯學(xué)的教學(xué)內(nèi)容主要包括形式邏輯訓(xùn)練和法律思維能力的培養(yǎng),所以教師在教學(xué)過程當(dāng)中應(yīng)當(dāng)重視這兩方面內(nèi)容的講解。在培養(yǎng)學(xué)生的法律思維能力方面,教師首先要開展生活化教學(xué),選擇實際生活中出現(xiàn)的真實案例與教材的文字知識結(jié)合起來,在課堂上為同學(xué)們詳細(xì)地分析一些現(xiàn)實中發(fā)生的事情、社會熱點問題及有趣的邏輯典故。這樣一方面可以使得書面知識直觀化,使得法律邏輯學(xué)教學(xué)更加靈活、更加具有實用性;另一方面,也便于學(xué)生將抽象化的理論知識轉(zhuǎn)化為實際的理性認(rèn)識,提高學(xué)生的知識實踐運用能力。其次是采用案例教學(xué)法,教師要選擇一些案例來開展法律邏輯教學(xué),選擇的案例必須具有法律專業(yè)性、真實性以及可討論性,能夠引發(fā)學(xué)生產(chǎn)生不同的觀點。只有教師在課堂上引用具有可討論性的案例,才能使得學(xué)生之間產(chǎn)生不同的思維碰撞,以此來對學(xué)生進(jìn)行邏輯思維訓(xùn)練,培養(yǎng)學(xué)生的批判性思維和法律實踐能力。最后是運用論辯教學(xué)法,即引導(dǎo)學(xué)生針對某個具體的理論、實際的事例進(jìn)行辯駁與爭論,以此充分鍛煉學(xué)生的法律職業(yè)能力。教師在采用論辯教學(xué)法的過程中,必須要給予學(xué)生充分的時間獨立地思考問題,并且讓學(xué)生能夠在課堂上充分地表達(dá)個人的思考和理解。教師要鼓勵學(xué)生大膽地思考和分析,通過課堂所學(xué)的知識去發(fā)現(xiàn)其中的規(guī)律和方法,最終得出合理的結(jié)論。這樣的論辯過程,可以很好地考察學(xué)生對知識的掌握程度、邏輯分析的能力、語言表達(dá)的能力、思維的敏銳程度,能夠很好地提高學(xué)生運用所學(xué)法律知識論證個人論點或反駁他人觀點的能力,同時對于培養(yǎng)和提高學(xué)生的綜合思維能力也具有非常重要的意義。
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小學(xué)科學(xué)教材中有許多屬于解暗箱的課題,例如:《火山》、《地震》、《地球內(nèi)部有什么》、《食物到哪里去了》、《潛望鏡的秘密》等。這些課題通過引導(dǎo)學(xué)生反復(fù)感知那些可感知的事物的外部情況,研究有關(guān)事實,抓住推理的突破口,間接推斷出事物的本質(zhì)和特征,探索其內(nèi)部奧秘。實質(zhì)上解暗箱是由表及里進(jìn)行探究的科學(xué)方法,運用的是一種邏輯思維方法,從另一個角度為人們提供了一條認(rèn)識事物的重要途徑。前不久我市推出了小學(xué)科學(xué)“解暗箱”課堂教學(xué)策略,在對策略的實踐和應(yīng)用的過程中,我注重對學(xué)生邏輯思維能力的發(fā)展,培養(yǎng)學(xué)生的邏輯推理能力。下面淺談一下在教學(xué)中的一些做法:
一、在“創(chuàng)設(shè)情境、發(fā)現(xiàn)暗箱”的教學(xué)中,加強兒童對學(xué)習(xí)材料的充分理解。使學(xué)生對于要探究的內(nèi)容有全面的了解,在頭腦中形成初步的表象
暗箱是指那些不能打開或不能從外部直接觀察其內(nèi)部狀態(tài)的系統(tǒng)?!鞍迪洹眱?nèi)容是不能直接感知的,但根據(jù)一定的可感知的的外部情況,可以間接推斷出來,這一過程即是“解暗箱”的過程?!敖獍迪洹钡恼n題通過引導(dǎo)學(xué)生反復(fù)感知那些可感知的事物的外部情況,研究有關(guān)事實,抓住推理的突破口,間接推斷出事物的本質(zhì)和特征,探索其內(nèi)部奧秘。
學(xué)生的事實儲備,是學(xué)生進(jìn)行推理活動的“物質(zhì)基礎(chǔ)”。所以在進(jìn)行邏輯推理之前,要讓學(xué)生擁有大量的相關(guān)客觀事實。客觀事實是分析、推理、判斷的前提和基礎(chǔ),除教材提供的事實外,還要啟發(fā)學(xué)生根據(jù)已有的知識和經(jīng)驗來獲取更多的事實發(fā)現(xiàn),為下一步的推理活動提供更為充分的事實。所以在教學(xué)中我引導(dǎo)學(xué)生對于生活中的事實進(jìn)行充分的分析,讓學(xué)生對實際生活中的事實得到充分感知。例:在教學(xué)《蘋果為什么落地》中我通過學(xué)生發(fā)現(xiàn)生活中大量的物體落地的事實,以及教師出示的各種物體落地的圖片,讓學(xué)生在此環(huán)節(jié)初步感受生活中的“蘋果落地的現(xiàn)象”。
通過大量物體落地的事實,喚醒學(xué)生的生活經(jīng)驗。在此基礎(chǔ)上引導(dǎo)學(xué)生從不同角度、不同層面進(jìn)行思考,提出本節(jié)課研究的問題,發(fā)現(xiàn)本節(jié)課的“暗箱”即:蘋果為什么落地??陀^事實是分析、推理、判斷的前提和基礎(chǔ),除教材提供的事實外,還要啟發(fā)學(xué)生根據(jù)已有的知識和經(jīng)驗來獲取更多的事實發(fā)現(xiàn),為下一步的推理活動提供更為充分的事實。
二、在“依據(jù)事實,猜測暗箱”的教學(xué)過程中,滲透邏輯推理方法,培養(yǎng)學(xué)生的邏輯推理能力
“依據(jù)事實,猜測暗箱”是“解暗箱”課型教學(xué)的主體部分,也是發(fā)展學(xué)生邏輯思維、培養(yǎng)學(xué)生邏輯推理能力的最好時機。在教學(xué)中,我以生活事實為依據(jù),以教材為具體實施內(nèi)容,對學(xué)生進(jìn)行邏輯推理能力的培養(yǎng)。例如:我執(zhí)教的《果實是怎樣形成的》一課中,在自然界中有各種各樣的果實,它們是是怎樣形成的呢?你認(rèn)為可能與什么有關(guān)?
學(xué)生依據(jù)事實“在生活中,我們總是看到花謝了就會長出果實來”進(jìn)行猜想,認(rèn)為“可能與花有關(guān)”,然后出示花的構(gòu)造圖,引導(dǎo)學(xué)生猜想究竟是花的哪一部分發(fā)育成了果實?依據(jù)生活經(jīng)驗,學(xué)生在生活中經(jīng)歷過花謝的情景:花瓣凋落了不可能發(fā)育成果實;仔細(xì)觀察凋落的花瓣中還有一些雄蕊,所以雄蕊也不可能發(fā)育成果實;萼片只是一片小葉子形狀不可能發(fā)育成果實;由此經(jīng)過生活事實的證明和層層的推理,只有雌蕊有可能發(fā)育成果實。教學(xué)中我依據(jù)學(xué)生已有的生活經(jīng)驗和知識經(jīng)驗,推理果實的形成原因。
三、在“模擬驗證、揭示暗箱”的教學(xué)中,注重學(xué)生的自主交流,充分發(fā)揮語言對于邏輯推理的促進(jìn)作用
語言是人們交際的手段,同時又是人們思維的工具。發(fā)展學(xué)生的邏輯思維、提高學(xué)生的邏輯推理能力離不開語言這個載體。在教學(xué)中,我以語言為載體,鼓勵學(xué)生大膽發(fā)言,用語言表達(dá)其邏輯思維的過程和結(jié)果。教學(xué)中我讓學(xué)生針對要研究的問題,結(jié)合對暗箱外部信息的了解和內(nèi)部成因的假設(shè),制訂方案。制訂方案時,一方面發(fā)揮教師引導(dǎo)、幫助、點拔的作用,另一方面引導(dǎo)學(xué)生用語言清晰的表達(dá)自己的方案。在表達(dá)過程中要求學(xué)生做到語言科學(xué)、規(guī)范、簡練,讓學(xué)生用語言敘述思維過程。展示交流是揭示暗箱的重要一環(huán),要引導(dǎo)學(xué)生對獲得的感性認(rèn)識進(jìn)行去粗取精、去偽存真、由表及里的整理加工,并能與前面的猜想與假設(shè)進(jìn)行比較驗證,從而得出理性的結(jié)論。
首先,要樹立起立體觀念,培養(yǎng)自己的空間想象能力,做到能想象出空間圖形并把它畫在一個平面上,還要能根據(jù)畫在平面上的“立體”圖形想象出原來空間圖形的真實形狀。為了培養(yǎng)學(xué)生的空間想象能力,剛開始學(xué)習(xí)立體幾何時,要讓他們動手做一些實物模型,如直線、平面、正方形、長方形等等。通過對模型中點、直線和平面之間位置關(guān)系的觀察,逐步培養(yǎng)自己對空間圖形的想象能力和識別能力,想象這些空間圖形畫在紙上是什么模樣;同時要掌握畫直觀圖的規(guī)則,掌握實線、虛線的使用方法,為正確地畫圖打好基礎(chǔ)。培養(yǎng)自己的畫圖能力,可從簡單的圖形如直線和平面的各種位置關(guān)系,簡單的幾何體畫起,由對照模型畫圖逐步過渡到?jīng)]有模型也能正確畫出空間圖形的直觀圖,而且能由直觀圖想象出空間圖形,在這個“想圖、畫圖、識圖”的過程中,不僅空間想象能力得到提高,抽象思維能力也可以得到很大提高。
其次,立體幾何的研究方法與平面幾何的研究方法類似,即依據(jù)公理,運用邏輯推理方法,這就要求初學(xué)立體幾何的學(xué)生要重視邏輯推理能力的培養(yǎng)。在教學(xué)中發(fā)現(xiàn)學(xué)生在立體幾何證明的過程中,常常出現(xiàn)以下兩種錯誤:一個是由學(xué)生邏輯推理能力差而導(dǎo)致證題思路上的錯誤,另一個是由學(xué)生語言表達(dá)能力差而導(dǎo)致的證題書寫上的錯誤。由此不難看出,要學(xué)好立體幾何的基礎(chǔ)知識,必須重邏輯推理能力的培養(yǎng)。為此,初學(xué)立體幾何的學(xué)生要重視看起來簡單的那些基本概念、公理和定理,不僅要理解它們,還要熟練地記憶它們,掌握它們之間的聯(lián)系。同時對基礎(chǔ)的題目必須從一開始就認(rèn)真地書寫證明過程,包括已知、求證、證明、作圖等,證明過程要特別注意所運用的公理,定理的條件要擺夠、擺準(zhǔn)。另外,對課本上定理的證明必須熟記,掌握定理證明的邏輯推理過程及其滲透的教學(xué)方法。
第三,要學(xué)好立體幾何的基礎(chǔ)知識,還要充分運用“化歸”這種數(shù)學(xué)思想,要明確在轉(zhuǎn)化過程中什么變了,什么不變,有什么聯(lián)系。比如三垂線定理可以把平面內(nèi)兩條直線垂直轉(zhuǎn)化為空間的兩條直線垂直,而三垂線定理的逆定理可以把空間的兩條直線垂直轉(zhuǎn)化為平面內(nèi)的兩條直線垂直。再如異面直線的距離可以轉(zhuǎn)化為直線和與它平行的平面間的距離,也可以轉(zhuǎn)化為兩平行平面的距離,即異面直線的距離與線面距、面面距三者之間互相轉(zhuǎn)化。又如異面直線可由平面幾何中的平行直線轉(zhuǎn)化而得。只要把兩條平行直線中的一條旋轉(zhuǎn)使它與原平行線確定的平面相交即可。異面直線還可由平面幾何中的相交直線平移而得。只須把兩條相交直線中的一條從原相交直線確定的平面中平行地拉出來,這個過程涉及到一個距離問題。事實上,整個平面幾何所研究的點和直線之間的三種位置關(guān)系都可以用角和距離描述,當(dāng)平面圖形由于多加了一個“面”而轉(zhuǎn)化為立體圖形,出現(xiàn)點、直線、平面之間的六種位置關(guān)系時,不難發(fā)現(xiàn),我們?nèi)匀豢梢杂媒呛途嚯x來描述。
由于平面幾何是立體幾何的一部分,空間的點、線、面都在同一平面內(nèi),平面幾何中的結(jié)論仍然成立。反過來,平面幾何中的正確命題在立體幾何中是否依然正確呢?當(dāng)然不一定正確。如有三個直角的平面四邊形一定是矩形,但有三個直角的空間四邊形一定不是矩形,所以提醒初學(xué)立體幾何的學(xué)生,要在學(xué)習(xí)過程中注意平面幾何與立體幾何及立體幾何本身各元素的位置關(guān)系的區(qū)別和聯(lián)系,及時進(jìn)行對比和總結(jié),掌握轉(zhuǎn)化的規(guī)律。