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一听数学概念就头疼,需重新认识:“数学”是为了解决实际问题

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朋友比较爱唠叨,她说孩子初一开始不让提两个字“学习”,一提就急眼。她就想绕开这两个字还不容易,就改说「作业」、「期中」、「期末」等词替代,其实就是催促学习。

最后孩子暴怒,干脆锁门,门上贴上「请静音」,朋友憋了一肚子的苦水。

现在大人一想起「学习」,脑子里联想到的关键词就是“分数”、“升学”、“学区房”、“焦虑”......孩子们一想起「学习」,脑子里关联的感受就是“压力”、“痛苦”、“艰难”、“努力”......

再具体到学科上,家长一提起「数学」,就会口口相传这样的关联:数学是三大主科最难的、数学思维能力很重要、数学要从小学抓紧学好、学好数理化走遍天下都不怕......

然而,很少有家长给孩子解释什么是「数学」,因为这个概念自己也模糊不清,涉及到生活中的范围大而广,散而乱,该如何让孩子重新认识这一门学科呢?

借助《DK了不起的数学思维》一本图文并茂科普书,可以一起探索人类与数学的关系形成,我们不得不承认,孩子的很多问题就是人类最原始的问题,家长力所能及的也许就是和他们一起解开心中疑问。

一听数学概念,别头疼,是这么回事

最早在我们祖先时代,计时间、数量绝对是刚需,之后应运而生的「计数」。1960年在刚果发现的一根狒狒腿骨上布满了刻痕,而这有20000多年的历史了。

计数:用线条、还是用点来计数,各地也是爆发出不同的脑洞,像中国现在地方选举,在小黑板上还会用“正”字计5来统计数据。

负数:中国古代是使用负数最早的国家,商人用象牙或竹子制成算筹来记录交易,红色代表正数,黑色代表负数,后来印度和西方也开始尝试寻找负数方式。

0: 古巴比伦最早使用位值记数法,记录中0的地方空格,但会有一些混淆,例如101和1001。印度数学家婆罗摩笈提出我们现在所通用的0的运算规则。

%:在古罗马时代,为了给罗马帝国军队筹集资金,向不同收入人群征税时就按照百分比,将每个人拥有的硬币总数除以100,就可以得出1%的硬币数,这是相对公平的制度。

分数、小数介绍起来就很接近现代生活了,譬如分整块圆披萨,跑步比赛用时间具体秒数决胜负,这也是小学数学出题最多的方向。

未知数代数:代数方程开看作一架天平,保持天平平衡,用字母或其它自负代表未知数,利用所学数学规律求出代数的值。

这些数学的基本概念,人人熟悉,但从未想过它们出现时的意义,更无法讲明其出处和用途,DK图文并茂,化繁为简,让原本抽象的数学概念变得简单,深入浅出,层层递进,孩子很快就深度思考起古代人实际上在解决实际问题是逐步完善数学体系的建立。

几何学有什么用?

我们所了解的几何,包含二维、三维立体图形的形状、大小、空间等学问,求在学校考试经常涉及图形面积、体积的计算,但如果不做建筑和艺术类研究,会认为在生活中用到的概率很低。

但了解到古希腊数学家泰勒斯曾在埃及利用太阳以及他自己的影子,竟然算出金字塔的高度,还是令人大吃一惊。

即便是身在现代,站在金字塔下,在没有任何提示和测高工具的帮助下,利用泰勒斯金字塔影子,测出146.5米。这就是著名的胡夫金字塔公式。

所以,我们可以在有阳光的一天,量出楼影长度和我们自己影子长度,根据自己身高,可以测算出教学楼的高度,是不是很神奇?这个实际问题。

在古代测量耕地也是重要的实际问题,我们都知道中国古代是以“步”作为长度单位,荀子《劝学篇》“不积跬步,无以至千里。”意思是:如果不一步一步走,没法到达千里以外的地方。

历代“一步”的尺数不一。 《九章算术》、《海岛算经》、《张丘建算经》和《周髀算经》中的长度单位,根据中国古代“步尺法”的关系:1步=6尺,1里=180丈=1800尺=300步。

DK为我们讲述在古埃及时代,尼罗河两岸耕田经常被河水冲毁,他们想到的测量土地面积的方式,就是用绳子拉成直角三角形,每人扯一个角,然后记下每个家庭所拥有的三角形数量,为了增加精准度,绳子每个边增加了一些绳结,以此便可以知道三角形的面积:底乘以高,再除以2。

以此类推,矩形、平行四边形的面积也就推理出来。不规则图形,可以根据拆解为规则的图形,相加就可以测算出其面积。

然而最让人震惊的是在公元前240年前,一名叫做埃拉托色尼的学者,在阅读了一个本书的故事后,开始思考阳光以不同角度照射在不同的地方,只要掌握两个关键信息,就可以估算出地球的周长。

他特意等到夏至日左右,立一根长杆,等待中午阳光照射长杆会不会一点影子都没有?他发现无论如何还是有一点影子的,说明太阳光线还是以一定角度照射地面的。

他测量长杆的高度和影子长度,然后画一个三角形,得出太阳光线是7.2度。然而他又到距离此地800千米的地方,同样的方式测量。

埃拉托色尼知道地球是一个球体,圆周是有360度,他就计算两个地点的距离与周长的比例。360除以72=50,意味着两地周长是五十分之一,所以推算地球周长为40000千米。

随着科技的发展,当我们精确地球的圆周长为40076米时,真的要对两千多年前的这位学者肃然起敬!利用图形、影子、角度等小范围的推理计算,竟然计算出的地球圆周长误差极低。

人类的智慧发展高深莫测,从测量个人土地到测算出地球的周长,从二维空间想象推理出三维立体所在巨大球体的周长,不禁慨叹:古希腊数学家、物理学家阿基米德说过“给我一根杠杆我就能撬动地球”绝不是毫无边际的豪言壮志。

这些全世界优秀的古代数学家们的故事事迹,如果在学习数学中被广泛地倾听和理解,有利于孩子们在学习数学中,更广泛地理解数学帮助人类解决的问题,不仅仅在于建筑方面,甚至科学感知、天文地理、生活百思不得其解的思考都有所帮助。

科学的理论虽然被划分为无数个细小的科目,诺贝尔奖被各领域科学奇才分别获得,但归根结底,揭开人类探索银河系之谜,解开未知领域的一切好奇,都需要各科领域知识相关联,想促进。

正如埃拉托色尼的学者,你能想象吗?他最初只是图书馆馆长,偶然从图书馆的一本书中读到一则故事讲到每年夏至阳光会笔直地照进深井口,于是,他才决定在夏至,用一个长杆,在亚历山大城试验阳光是否会笔直,长杆是否会没有影子,于是一步步思考、测算出地球的圆周长。

DK的故事性与理论性的结合,严谨、完美地呈现出知识的丰富有趣性,让人看懂、理解、感兴趣,从而引发思考,不得不说这就是青少年科普类书籍所能达到的完美目标。

写在最后:

数学中的概念名词不胜繁多:圆周率,坐标系、数列、质数、概率......每一个名词对于不同人群都会有不同的感受。大多数不从事数学专业的家长,一听到这些词,便头大发愁,自然是联系起多年前上学时学而不解,死记硬背的枯燥刷题回忆。

但是随着科技发展迅速,在科普方面,全世界都在力图用简单、明了、引人入胜的方式去解释科学理论,尤其对于青少年的科普教育以火箭速度在不断更迭传播知识的方式,去迎合孩子们的阅读口味。

那么作为家长,也许我们并非饱读贤书,并非拥有愉快的学习经历,但至少我们可以为孩子做到打通一些人类对于学习的误解、隔阂,保护好孩子们如饥似渴对世界的好奇心,帮助他们找专业而有趣地解答的同时,有效刺激他们的学习原动力,谁敢保证我们中的哪一个“花朵”,不会是埃拉托色尼学者呢?

推荐《DK了不起的数学思维》,双减后,我们可以和孩子一起重新认识「数学」,重塑「数学」在我们头脑中的印象。

作者介绍:荣荣

每本书都认真读过,写书评,推荐好书!欢迎关注~@角度解读

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