论文部分内容阅读
摘要： 本文作者结合数学教学实践，探讨如何通过概念教学及揭示证题规律培养学生的逻辑思维能力。
关键词： 概念教学 证题规律 逻辑思维能力
在数学教学中，需要培养的能力有两类：一类是在很多活动中都能表现出来的观察力、记忆力、思维力、想象力等，是一般能力，即智力；另一类是结合数学知识的学习和运用所反映出来的运算能力、逻辑思维能力和空间想象能力，是特殊的能力，是学生应具备的三种基本能力。在数学教学中不但要培养学生的一般能力，更重要的是培养学生的三种基本能力。
多年的教育实践使我感到，刚刚跨入大学校门的学生，在数学学习过程中，表现出对一些需要计算和涉及空间图形的问题比较得心应手，经过一段时间的思考便可顺利地解决问题。而对于需要利用概念、性质、定理证明的问题却感到很困难，不知从何下手。这说明，他们经过中学阶段的学习和训练，已经基本具备了运算能力和空间想象能力。逻辑思维能力虽然也得到了一定的培养，但还很欠缺，还需要进一步的培养和提高。下面笔者结合教学实践对培养学生的逻辑思维能力谈一下自己的粗浅认识。
一、加强概念教学，培养学生的逻辑思维能力
概念是所研究的对象的本质属性在人的思维中的反映。在高等数学的学习中，概念是所有性质、定理及一些重要结论的基础和前提，每一个理论都是一些必要的概念和公理通过逻辑演算和推理发展而形成的。所以在高等数学的教学中，使学生真正理解和掌握有关概念，即理解和掌握概念的内涵和外延及其表达形式；了解有关概念之间的关系，形成系统的知识；运用概念进行正确的推理、分析和演算；形成运用概念的熟练技能，直接关系到学生的逻辑思维能力的培养。因此，让学生获得准确、清晰的概念是培养逻辑思维能力的前提。
有许多概念是根据数学发展和解决问题的需要而产生的。在概念教学时，要讲清概念的形成，同时抓住概念的本质特征进行剖析，引导学生思考，使学生明确概念的内涵和外延，不被表面现象所迷惑。
例如，在講解“线性空间”的概念之前，先给出一些学生比较熟悉的集合的例子：数域F上的多项式全体的集合；空间中从原点出发的向量全体的集合；数域F上的m×n矩阵全体的集合。在教学时，先指出这些例子所具有的共同属性：第一，都有两个集合，一个是数域，另一个是非空集合；第二，都有两种运算，一个叫做加法的运算，另一个叫做数乘的运算；第三，这两种运算具有封闭性，并且满足共同的八条运算规律。然后指出具有这些属性的数学对象相当广泛，为了对这类对象用统一的方法加以研究，把两种运算概括抽象出来，并要求具有第三种属性。通过这样高度的概括和抽象，便自然地引出了线性空间的概念。又如：n阶行列式、欧式空间等概念都是通过高度的概括和抽象而得出的。这样不仅可以帮助学生更好地理解和掌握概念，而且可以培养学生抽象、概括的能力，达到培养学生逻辑思维能力的目的。
二、揭示证题规律，发展学生的逻辑思维能力
在数学教学中，对于性质、定理、例题、习题等，能够恰当地揭示和使用证题规律，是进一步发展学生逻辑思维能力的有效手段，揭示规律的过程是培养学生的观察、分析、综合、归纳、概括等能力的过程。这些能力的形成，对学生今后的学习和工作都会产生深远的影响。
1.构造性证明的证题规律
在高等数学的证明问题中，经常会遇到证明存在性的问题。像这类问题的证明多采用构造性的证明，即要证明某事物的存在性，利用已知的条件和结论，构造出一个符合要求的事物。这种证明问题的规律在高等数学中经常被采用。揭示这一证题规律，可以进一步地发展学生的逻辑思维能力，使学生具有创造性的逻辑思维。例如，证明任意两个多项式都有最大公因式，这就是证明存在性的问题，具体证明方法是：先利用“辗转相除法”求出一个多项式，然后证明这个多项式就是这两个多项式的最大公因式。这样不仅给出了问题的证明，还给出了求两个多项式的最大公因式的一般方法——辗转相除法。
又如，证明n维线性空间V的任一子空间V1都有余子空间。为了证明这一问题，先利用子空间V1的基把它扩充为V的基，添加上的向量生成V的一个新的子空间记为V2，然后证明V2就是V1的余子空间。通过这样的构造性证明，不仅给出了求一个子空间的余子空间的具体方法，同时利用这一方法还可以得出一个结论：一个子空间的余子空间不唯一。
在教学中，遇到这类构造性的证明问题时，教师都需要把证明问题的规律和思路讲清，反复经过几次这样的证明问题的教学后，学生就会潜移默化地掌握这一证题规律和思路，达到发展学生逻辑思维能力的目的。
2.间接证法的证题规律
有些命题往往不易或不能从原命题直接得到证明，而是通过证明它的等价命题，间接地达到证明原命题的目的。这种证明问题的方法被称为间接证法。在教学时遇到这样的证题，要把这种证法的证题规律向学生交代清楚。如间接证法中的反证法的证题规律是：先假设待证论题的结论不成立，然后根据已知的条件和假定推出一个显示逻辑矛盾的结果，便可断定待证论题的结论成立。在高等数学的证明问题中，还经常遇到p→（q∨r）的命题，它的证题规律通常是：先假定结论q或r之一不成立，然后证明另一结论一定成立，达到证明原命题的目的。
例如：设p（x）是不可约多项式，如果p（x）|f（x）g（x），那么p（x）|f（x）或p（x）|g（x）。这一问题的证明就是采用先假定p（x）不能整除f（x），然后证明出p（x）|g（x）的间接证法，这样便可断定p（x）|f（x）或p（x）|g（x）。在教学时，要把各种证明问题的规律，通过实例揭示给学生，这样在培养学生证题能力的同时，又能培养学生的逻辑思维能力。
总之，在教学时，应注重对学生的逻辑思维能力的培养，加强概念的教学，讲清概念的形成、内涵、外延。在进行定理、性质、例题等推理证明的教学时，应通过讲解证题的思路，揭示出证题的规律。这样不仅可以帮助学生理解和掌握知识，还有利于培养学生的逻辑思维能力，掌握科学的思维方法。
关键词： 概念教学 证题规律 逻辑思维能力
在数学教学中，需要培养的能力有两类：一类是在很多活动中都能表现出来的观察力、记忆力、思维力、想象力等，是一般能力，即智力；另一类是结合数学知识的学习和运用所反映出来的运算能力、逻辑思维能力和空间想象能力，是特殊的能力，是学生应具备的三种基本能力。在数学教学中不但要培养学生的一般能力，更重要的是培养学生的三种基本能力。
多年的教育实践使我感到，刚刚跨入大学校门的学生，在数学学习过程中，表现出对一些需要计算和涉及空间图形的问题比较得心应手，经过一段时间的思考便可顺利地解决问题。而对于需要利用概念、性质、定理证明的问题却感到很困难，不知从何下手。这说明，他们经过中学阶段的学习和训练，已经基本具备了运算能力和空间想象能力。逻辑思维能力虽然也得到了一定的培养，但还很欠缺，还需要进一步的培养和提高。下面笔者结合教学实践对培养学生的逻辑思维能力谈一下自己的粗浅认识。
一、加强概念教学，培养学生的逻辑思维能力
概念是所研究的对象的本质属性在人的思维中的反映。在高等数学的学习中，概念是所有性质、定理及一些重要结论的基础和前提，每一个理论都是一些必要的概念和公理通过逻辑演算和推理发展而形成的。所以在高等数学的教学中，使学生真正理解和掌握有关概念，即理解和掌握概念的内涵和外延及其表达形式；了解有关概念之间的关系，形成系统的知识；运用概念进行正确的推理、分析和演算；形成运用概念的熟练技能，直接关系到学生的逻辑思维能力的培养。因此，让学生获得准确、清晰的概念是培养逻辑思维能力的前提。
有许多概念是根据数学发展和解决问题的需要而产生的。在概念教学时，要讲清概念的形成，同时抓住概念的本质特征进行剖析，引导学生思考，使学生明确概念的内涵和外延，不被表面现象所迷惑。
例如，在講解“线性空间”的概念之前，先给出一些学生比较熟悉的集合的例子：数域F上的多项式全体的集合；空间中从原点出发的向量全体的集合；数域F上的m×n矩阵全体的集合。在教学时，先指出这些例子所具有的共同属性：第一，都有两个集合，一个是数域，另一个是非空集合；第二，都有两种运算，一个叫做加法的运算，另一个叫做数乘的运算；第三，这两种运算具有封闭性，并且满足共同的八条运算规律。然后指出具有这些属性的数学对象相当广泛，为了对这类对象用统一的方法加以研究，把两种运算概括抽象出来，并要求具有第三种属性。通过这样高度的概括和抽象，便自然地引出了线性空间的概念。又如：n阶行列式、欧式空间等概念都是通过高度的概括和抽象而得出的。这样不仅可以帮助学生更好地理解和掌握概念，而且可以培养学生抽象、概括的能力，达到培养学生逻辑思维能力的目的。
二、揭示证题规律，发展学生的逻辑思维能力
在数学教学中，对于性质、定理、例题、习题等，能够恰当地揭示和使用证题规律，是进一步发展学生逻辑思维能力的有效手段，揭示规律的过程是培养学生的观察、分析、综合、归纳、概括等能力的过程。这些能力的形成，对学生今后的学习和工作都会产生深远的影响。
1.构造性证明的证题规律
在高等数学的证明问题中，经常会遇到证明存在性的问题。像这类问题的证明多采用构造性的证明，即要证明某事物的存在性，利用已知的条件和结论，构造出一个符合要求的事物。这种证明问题的规律在高等数学中经常被采用。揭示这一证题规律，可以进一步地发展学生的逻辑思维能力，使学生具有创造性的逻辑思维。例如，证明任意两个多项式都有最大公因式，这就是证明存在性的问题，具体证明方法是：先利用“辗转相除法”求出一个多项式，然后证明这个多项式就是这两个多项式的最大公因式。这样不仅给出了问题的证明，还给出了求两个多项式的最大公因式的一般方法——辗转相除法。
又如，证明n维线性空间V的任一子空间V1都有余子空间。为了证明这一问题，先利用子空间V1的基把它扩充为V的基，添加上的向量生成V的一个新的子空间记为V2，然后证明V2就是V1的余子空间。通过这样的构造性证明，不仅给出了求一个子空间的余子空间的具体方法，同时利用这一方法还可以得出一个结论：一个子空间的余子空间不唯一。
在教学中，遇到这类构造性的证明问题时，教师都需要把证明问题的规律和思路讲清，反复经过几次这样的证明问题的教学后，学生就会潜移默化地掌握这一证题规律和思路，达到发展学生逻辑思维能力的目的。
2.间接证法的证题规律
有些命题往往不易或不能从原命题直接得到证明，而是通过证明它的等价命题，间接地达到证明原命题的目的。这种证明问题的方法被称为间接证法。在教学时遇到这样的证题，要把这种证法的证题规律向学生交代清楚。如间接证法中的反证法的证题规律是：先假设待证论题的结论不成立，然后根据已知的条件和假定推出一个显示逻辑矛盾的结果，便可断定待证论题的结论成立。在高等数学的证明问题中，还经常遇到p→（q∨r）的命题，它的证题规律通常是：先假定结论q或r之一不成立，然后证明另一结论一定成立，达到证明原命题的目的。
例如：设p（x）是不可约多项式，如果p（x）|f（x）g（x），那么p（x）|f（x）或p（x）|g（x）。这一问题的证明就是采用先假定p（x）不能整除f（x），然后证明出p（x）|g（x）的间接证法，这样便可断定p（x）|f（x）或p（x）|g（x）。在教学时，要把各种证明问题的规律，通过实例揭示给学生，这样在培养学生证题能力的同时，又能培养学生的逻辑思维能力。
总之，在教学时，应注重对学生的逻辑思维能力的培养，加强概念的教学，讲清概念的形成、内涵、外延。在进行定理、性质、例题等推理证明的教学时，应通过讲解证题的思路，揭示出证题的规律。这样不仅可以帮助学生理解和掌握知识，还有利于培养学生的逻辑思维能力，掌握科学的思维方法。