Методика изучения теорем и их доказательств (2)

Доказательство теоремы – процесс установления связи условия теоремы и её заключения. Доказательство – это цепочка предложений о математических объектах, включенных в теорему, каждое из предложений либо фиксирует ранее установленный математический факт, выполненное преобразование, либо вытекает из предыдущих по определенному логическому правилу вывода.

В доказательстве теоремы также выделяются содержательная часть и логическая. Содержательная фиксирует математические объекты, используемые в теореме, математические понятия, факты, проводимые преобразования объектов. Многие из предложений содержательной части сопровождаются выполнением учащимися определенных действий, преобразований, имеют наглядный характер.

Однако доказательство обязательно предполагает построение умозаключений – вывода новых предложений из совокупности предыдущих по определенному правилу логического вывода — т.е. логическую сторону.

В качестве наиболее часто встречающихся правил вывода в математических доказательств выступают

 

 

 

  • — правило заключения
  • — правило отрицания
  • — правило силлогизма
  • — правило контропозации
  • — введение конъюнкции
  • — удаление конъюнкции

Ни одно из правил вывода явно учащимися не задано, его усвоение осуществляется на интуитивном уровне в содержании конкретного вывода.

Пример. Если треугольник АВС равнобедренный, то медиана треугольника совпадает с высотой. В треугольнике АВС его медиана не совпадает с высотой. Значит, треугольник АВС не равнобедренный (правило отрицания).

Wide Image

5. На начальном этапе доказательства учащемуся не заданы ни предложения содержательного плана, ни процедуры построения умозаключений, ни тот план их чередования, который приводит к справедливости заключений для теоремы.

Сложность построения последовательности предложений доказательства теоремы обосновывает важность в методике обучения математике термина «обучение доказательствам».

З.И. Слепкань под обучением доказательствам понимает обучение учащихся готовым доказательствам, предлагаемым учителем или учебником и обучение самостоятельному поиску доказательства.

Г.И. Саранцев под обучением доказательству понимает обучение учащихся анализу готовых доказательств, их воспроизведению, самостоятельному открытию фактов, поиску и конструированию доказательств, а также опровержению готовых доказательств.

Воспроизведение доказательства, как один из важнейших этапов обучения доказательству содержит в себе ряд важных моментов:

  • осмысление исходных данных и требований теоремы;
  • осмысление основной идеи и системы развертывания доказательства;
  • понимание метода, которым осуществляется доказательство;
  • выделение основных этапов доказательства.

В методике обучения доказательству значительное внимание уделяется формированию структуры доказательства: выделять основную идею, раскрывать метод доказательства, давать краткую его схему, фиксировать ссылки на используемые факты, описывать дополнительные построения и преобразования.

Не менее значимую роль в обучении доказательству играют и последующие этапы: конструирования доказательства по аналогии, по указанной структуре, по указанному методу, по указанной идее.

В психологии обучения установлено, что обучение доказательству, его успешность в значительной степени определяется сформированностью у учащихся определенных структур мышления: анализа, синтеза, абстрагирования, обобщения, аналогии. Этот факт требует целенаправленного использования учащимися каждой из логических операций в процессе доказательства.

 

Wide Image