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清华学神奶爸在我看来数学是世界上最美的学科

放大字体  缩小字体 2019-10-25 17:44:11  阅读:1607+ 作者:责任编辑NO。郑子龙0371

阅览阅览在我看来,

数学是国际上最美的学科。

没有之一。

数学之美,在于它仅用最少的条件,以谨慎的逻辑推导,得到精妙绝伦的定论。

最典型的比如莫过于欧几里得几许系统,仅仅用五条公设,就得到了从勾股定理到梅涅劳斯定理等等许多精彩的平面几许定理。

欧几里得(前325年—前265年),古希腊数学家,被称为“几许之父”

就比如闻名的应县木塔,远看恢宏强大、近看结构精巧、细心调查还会发现其间的卯榫交织、严丝合缝。

数学这座大厦相同经得起重复赏识、来回揣摩,最终发现实在是美不胜收。

应县木塔

可是我也十分清楚,有太多的学生乃至成年人,将数学看作祸不单行,闻之色变。有许多人对我说:

“你学得好,当然觉得风趣;我怎样学都学欠好,必定觉得数学可怕啊。”

我以为恰恰相反,只需发现数学之美、数学之趣的人,才干把数学学好。

可是怎样才干发现数学之美呢?

数学启蒙教师

很重要

启蒙教师,便是最早系统化地给孩子教学数学的人。曾经通常是由小学教师担任,可是跟着对教育的注重,现在扮演这个人物的通常是家长或许早教组织。启蒙教师用怎样的办法为孩子敞开数学国际的大门,显得尤为重要。

例如,在介绍数字的时分,有的人会把1、2、3……8、9、10作为前面十个数,让孩子用点数的办法操练,重复数到滚瓜烂熟,可是却只字不提为什么“9”后边的“10”变成了两个数字;然后将11、12……20这些数添加进去,用相同的办法让孩子操练,骄傲地宣扬孩子的数学才干“从10以内进步到20以内”,却疏忽了一切天然数其实是用一套编码规则编成的。

更有甚者,将核算等同于数学,以为会加减乘除便是数学学得好,送孩子去一些“核算操练组织”学习快速核算的技巧。要知道这些速算往往是抛去了运算中的代数含义,而改用机械化的办法去处理运算。这样培育出来的孩子,数感会落后一大截,而核算上的抢先却偏偏掩盖了这个缺陷。

除了代数以外,几许方面也存在这样的问题。有的人满意于让孩子辨认不同的图形,只需分得清正方形和三角形,圆形和椭圆形,就当是学到常识。可是圆形和椭圆形,它们之间有什么相关呢?两个三角形可以拼成长方形、平行四边形、大三角形,别离又有什么条件,该怎样拼?这些在根底常识中延伸出去的考虑,却是协助孩子们在未来的数学学习中日新月异的要害。

上面所说的这些过错的数学启蒙办法,有这样的共同点:

将数学当作一门回忆的学识、一门经历的学科

由于把常识点僵硬地切割成碎片,而疏忽常识点之间的衍生、推导、深化等联络,更没有用到调查、假定、概括、演绎等科学的考虑办法,使得学生的数学大厦修建在一片沙滩之上,天然会在中学的数学课上表现出听不懂、做不出、跟不上等种种问题。

例如,在一元二次函数这个章节里,函数的参数a、b、c别离对函数起到什么效果?这个常识点,原本可以经过代数和几许的结合来了解,从而将对称轴、极值等公式也一同推演出来。可是习气了“回忆式学习”数学的学生,不只要靠背诵讲义的定论来解题,面临“绕一下”的难题更是束手无策。

我教过不少的学生,深刻地体会到数学根底不结实关于后续学习的丧命影响;而这儿说的根底,绝不是指加减乘除的运算速度,也不是指将长方形的周长面积公式背得滚瓜烂熟。

这是需求从小培育的

数学化的思想办法

所以,我从女儿2岁起,就开端为她选择数学启蒙绘本。今时今日的数学绘本品类现已十分丰厚,远超于我小时分那个时代。这说明有许多有水平、有才干的人,投身于儿童数学教育之中去,是一件让人欢喜的事。可是种类尽管繁复,质量却仍然良莠不齐。

例如有的绘本,仅仅是经过动物之口,将小学讲义的内容照猫画虎讲一遍,就成了启蒙读物;有的尽管用了生动的童话故事来表达,却缺少对常识的考虑和联络。

在买了许多套数学绘本之后,我总算找到了一套在内容编列、常识点切入、思想引导方面都可以满意我等待的书——《汉声数学图画书》

《汉声数学图画书》

(41本精装书+1本《妈妈手册》)

《汉声数学》原是由一支美国一流的数学家、科普作家部队在上世纪六十时代写成的数学系列绘本。欧美数学专业人士给它注入的数学基因,让它在许多的同类书本中出类拔萃。

1989年,台湾汉声出版社取得这套书的版权,从此这套书就以《汉声数学》这个姓名享誉我国亲子范畴。除了精心翻译以外,汉声还做了许多的本土化改动,例如将原本运用的钱币替换成本地钱银,将用英文字母等作为比如的内容替换成汉字等。

一同,汉声还撰写了一本十分具体的《妈妈手册》,用于协助家长更好地运用这套书。这本手册再一次突显出这套书的特别之处:它绝不像一般绘本相同,读完其间文字就够了;怎样可以了解数学家们编写时的思想,让孩子跟从大师的思路散步游历数学国际,是需求花一点功夫的。

《汉声数学图画书·妈妈手册》封面

私以为,《汉声数学》这套书,有以下几大特征:

注重概念,并侧重概念的来历

概念是数学之本,没有明晰精确的概念,学习数学只能是水月镜像。可是许多数学绘本的作者,或许是忧虑低龄幼儿的承受才干有限,介绍概念时往往犹抱琵琶半遮面。《汉声数学》则否则,它不只把每一册中的要点概念讲得十分明晰,并且将概念背面发生的逻辑娓娓道来。

就拿第一册——知道数字来说,其他一套经典绘本侧重介绍1-9这些阿拉伯数字是指代多少东西(数量对应)、数字之间的次第(序数)。尽管常识点是传达到位了,可是读者却知其然不知其所以然。《汉声数学》的《数是怎样来的?》通篇在讲这样的一个道理:先有数数的需求,后有数字的运用;国际上有各种的办法给下面这个数量命名(可以叫“7”,可以叫“七”,可以叫“VII”,可以叫“seven”),但代表的是同一个数量,它都比另一个代表“6”的数多1,比代表“8”的数少1。

《汉声数学图画书·数是怎样来的?》封面

图片选自《汉声数学图画书·数是怎样来的?》

这样去解说数字这个概念,乍一看如同舍近求远,细心揣摩才干感触到其间的奥妙之处:

一方面可以带着孩子感触数学之中的发明之美,而不是简略被动地承受数字有关的这一点点常识;二来从更高的视点为孩子打下根基,就比如油画大师教徒,从思想和意境动身,而不是从颜色线条下手;第三可以引导孩子自行考虑,例如一个最简略却常考倒家长的问题——“为什么1+1=2”,就可以有自己的答案了。

又例如,《长短、高矮和宽窄》这一册,讲的是长度丈量的概念。可是全书前三分之二的篇幅,都没有呈现任何一个长度单位:厘米、米、英寸、码,一个都没有。它从长度丈量在生活中的实践需求讲起,传达这样的概念:长度丈量本质上便是用共同的规范去衡量不同长短的东西。这个规范可以是你的一指长,可以是一只鞋长,可以是国王的手掌长。最终话锋一转:可是上面这些办法都不行便利,所以咱们有了公制丈量系统。给我女儿读本书的时分,她刚刚4岁。她听完后,让我躺在床上不动,拿来一个枕头,一段接一段地量起来,然后告诉我:你身高3个枕头。听完这句话,我知道她现已了解这本书了,这便是《汉声数学》的美妙之处。

《汉声数学图画书·长短、高矮和宽窄》封面

图片选自《汉声数学图画书·长短、高矮和宽窄》

多视点、多层次了解概念

研讨数学,是一个从特别到一般的概括与提炼进程。假如仅仅是学习一大堆的数学常识点,就比如一向用放大镜去看《蒙娜丽莎》,只会觉得累,难以看出美,主意也难以进步。《汉声数学》正是用大师的眼光来审视这些初级数学概念,才干协助孩子跳出本来思想的枷锁。

例如在《奇数和偶数》一书里,开篇不像其他书那样奉告孩子“1、3、5、7……是奇数,0、2、4、6……是偶数”,而是花了很长篇幅介绍分类——人可以分红两类,动物可以分红两类,那数字假如要分红两类,该怎样分呢?经过调查,发现假如抓一把筷子,要刚好分完给咱们,数量是2、4、6等等;其他一些数,包含1、3、5等等,就无法分红整对的数。由此,咱们把数字分红了“能不能刚好变成整对的”两类,别离起名为“奇数”和“偶数”。

《汉声数学图画书·奇数和偶数》封面

图片选自《汉声数学图画书·奇数和偶数》

看,这便是《汉声数学》视角的共同之处。奇偶之分,可以以为是将整数分红2类的其间一种办法。那还有没有其他分红2类的办法呢?有没有分红3类的办法呢?许多数学的新思想正是用这种延展的考虑办法发现的。

又例如在《多多少少,谈丈量》里,开篇提出的问题是:怎样丈量你有多喜爱吃某种点心呢?可以做一个表,找十种食物,排好次第。今后再来相同新的食物,就可以用来做丈量,例如:今日吃的巧克力,我有5级喜爱,便是和酸奶差不多。相同,假如要丈量一杯水的冷热,咱们也需求一个丈量东西和一些规范,那便是温度计。温度计和“点心丈量表”的差异在哪里呢?在不同当地,不一同间,两次的冷热程度相同,温度计测出来的温度应该就相同。可是好吃程度可不必定,不同人测的成果不相同,同一个人心境不同或许也不相同。

《汉声数学图画书·多多少少,谈丈量》封面

图片选自《汉声数学图画书·多多少少,谈丈量》

所以,尽管“丈量”这个概念很广,可是被丈量的东西分红两种——像心境、感触等等是不行定量的,长度、分量、温度是可定量的。

这个定论好像太明显,除了《汉声数学》以外,还没有谁在数学启蒙时如此去侧重。可是不要小看了它:温度的可定量性由热力学第零规律确认下来;爱因斯坦的相对论乃至还推翻了惯例含义下的长度、质量的可定量性呢。怎样从多视点去看待一个简略概念,怎样从看似明显的当地提炼出思想,需求绵长的培育进程。

与实践联络严密,许多着手操作内容

数学是一门笼统的学科,可是数学学习的进程却离不开具象物体的辅佐。这种具象与笼统的联络才干,是数学学习进程中一道极高的门槛。

例如,在解代数应用题时,能不能用线段图表达出来;解几许题时,能不能幻想出其间的图形旋转、翻转后成了什么姿态。缺少这些才干的孩子,数学成果很难进步。

《汉声数学》里着手操作的内容十分十分多。

例如在《分量与平衡》里,具体介绍了天平的制造办法,然后就可以自己用天平进行各种丈量,了解分量、密度的概念;《美妙的三角形》里,凭借纸笔尺子剪刀等根本东西,一会儿将角平分线、垂直平分线、中线、心里、外心等概念,不露神色地让孩子自己折、画出来,可以感触到数学的美妙之处;还有像《直线、平行线、垂线》里用国际象棋棋盘、《椭圆》里用玻璃杯等生活用品来辅佐了解概念;更不用说《折纸的几许》《猜一猜,算一算》根本便是一本试验书。

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图片选自《汉声数学图画书·美妙的三角形》

操作性的内容有三个优点:

一是进步阅览的趣味性;二是在操作中感触领会数学概念;三便是进步笼统和具象的联络才干。

对话式、发问式规划,侧重自主考虑

《汉声数学》系列自成一派的风格特别激烈,使得它即便翻开节选恣意一页,也很简略在一众同类书本中被辨认出来。这种特征一方面来历于特其他画风,另一方面来历于平实的对话式言语。

简直一切的儿童绘本都用故事的办法来呈现,但《汉声数学》系列却一个故事都没用,而是用第二人称的对话办法来呈现。这样的呈现办法,可以躲避单线进行的故事对概念论述的限制,才干够像前面所说,多层次、多维度铺展开来。

而在对话之中,包含了十分多具有启发性的设问。这些问题里,一部分是有仅有确认答案的,归于“操练型问题”;也有一部分没有确认答案,归于“考虑型问题”。

例如在《三维求体积,二维算面积,一维量长度》中,就提了一个问题:“找两个空的纸箱,你知道哪一个比较大吗?”《分数是分出来的》里边,对6个小朋友分红两半的办法,现已提出了2种分法,最终再留下开放性的问题:“能不能再用其他办法呢?”这种发问式的学习办法,关于数学这门了解型的学科十分重要。

《汉声数学图画书·三维求体积,二维算面积,一维量长度》封面

图片选自《汉声数学图画书·三维求体积,二维算面积,一维量长度》

选题丰厚,浅显易懂,广泛触及现代数学新范畴

在一套面向低龄儿童的数学绘本里,呈现了概率、函数、二进制之类的概念和内容,必定有人疑问不解;假如连一些适当细分的范畴,例如拓扑、图论、博弈论,都放了进去,必定让大部分人以为匪夷所思。

可是《汉声数学》便是这么做的。大部分其他数学启蒙书系不触及这些内容,原因是清楚明了的:

一来考纲没有,二来这些常识点游离在既有的常识系统之外,显得可有可无。

可是把它们归入进来的含义也是清楚明了的:比如让小学生阅览国际名著,并不是盼望他们可以立刻了解、仿照乃至运用;而是陶冶情操,埋下种子,等待某一天可以发芽开花。

这些选题绝不是哗众取宠:当下最需求数学支撑的几个范畴,例如人工智能和量化金融,正是高度依赖于拓扑和概率论。这不得不让人赞赏,这套五十年前选编的经典,其选题居然一点点没有褪色。

这些内容也绝不是生搬硬套。

例如《一人,两人玩的数学游戏》里,用几个简略的双人游戏,引出博弈思想;《概率知多少》顶用的骰子和硬币,关于孩子来说也不难了解;作为拓扑学入门的《橡皮筋、棒球、甜甜圈——拓扑》,也做到了循循善诱。

正是由于有《汉声数学》的作者——一群数学功底深沉的数学家和教育家们——作为引路人,小读者们可以早早地了解到数学国际之大、之奇、之美,说不定能因而也成为一名数学家呢。

总结

《汉声数学图画书》作为一套启蒙级其他数学绘本,实在是特立独行,特色明显。

关于许多家长来说,假如用曾经习气的办法,翻开就给孩子逐字逐句地阅览,或许会被里边天马行空的内容所劝退;即便硬着头皮读完,大部分孩子或许由于无法吸收而失掉爱好。因而,关于这套书,主张家长们不要作为第一套、乃至仅有一套给孩子的启蒙读物。

孩子对数学有了开始概念今后,家长在做好备课作业,吃透了每一册的编写思路的前提下,逐渐与孩子一同阅览,渐渐揣摩,必定能获益匪浅。

信任在大陆引进这套书后,小读者集体中必定会涌现出一批酷爱数学、拿手数学的优秀人才。

笔者结业于清华大学物理系,曾取得全国高中数学联赛一等奖、全国高中物理比赛一等奖、华罗庚杯一等奖、希望杯金牌、泛珠三角联合物理比赛一等奖、广州市高中力学比赛一等奖、广州市初中化学比赛一等奖等奖项

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