還記得去年因糾正奧數「亮燈開關問題」錯誤答案而備受關注的成都高新區西芯小學四年級學生羅弋嗎?今年寒假,這位9歲學生鑽研「開關水管問題」,「發明」了一種解題方式,這種方式是否能被稱作公式推廣應用?華西都市報-封面新聞記者向多位數學專家進行了求證。
研究一周「超綱」數學題
總結出解題「公式」
「一個水池裝有甲乙兩個水龍頭,單開甲2小時注滿空池,單開乙6小時排空水池。如果兩個水龍頭同時開,需要多長時間注滿空池?」拿到這道題,你會怎麼做?
9歲的羅弋今年上四年級,還沒有學過分數和設未知數。這個寒假,他偶然聽電視裡的主持人調侃奧數題,「『遊泳池注水管、出水管同時開』的數學題,不會造成資源浪費嗎?」聽者有心,羅弋來了興致:這是一道什麼題?羅弋的爸爸便出了上述一道題,小傢伙輾轉算出了正確答案3小時。
令媽媽陳群奇怪的是,羅弋在算出正確答案後並沒罷休,而是不斷帶入不同的數字找規律。「進排水時間是倍數關係、非倍數關係,或是公因數關係時,算法有什麼不同,答案有什麼規律呢?」
兒子在紙上寫寫畫畫,羅弋的爸爸湊過去仔細一看才發現,羅弋不是用常規的方法在解題。「解這道題的常規方法會用到分數或設未知數,但羅弋才四年級,這兩個知識點他都沒有學過。」經過一周的時間,羅弋總結出「傻瓜式」解題方法——注滿時間=排水時間*進水時間/(排水時間-進水時間)。他還帶入不同的數字反推驗證。例如前題算出的3小時,他帶入題目:如果單開甲水管2小時注滿水池,那麼3小時注滿1.5池(3/2=1.5);同理乙水管3小時放完0.5池;用注水數減去排水數剛好等於一池(1.5-0.5=1)。
「用這個傻瓜方法,半分鐘就可以算出正確答案。」羅弋說,家裡四口人,媽媽是最不會解題的那個。「傻瓜式」解題方法讓媽媽也能在短時間內得到正確答案,他很有成就感。一道苦思冥想算很久的題能快速算出正確答案,讓母親陳群又驚又喜:「這個方法除了不適用於小於1的數,分數、自然數都能得到正確答案,那它是不是一道公式、能得到推廣應用,讓更多孩子簡單算題呢?」
數學名師:正確但不是公式
善總結勤思考值得提倡
為了求證簡便方法是否是公式,2月8日,記者致電成都七中林蔭校區數學老師陳中根。經過反覆推導演算後,陳老師認可羅弋總結出的簡便方法,並指出這其實是此類型題的代數解法:「等他上初中學會設未知數,就會明白這個簡便方法是由設未知數的方法變形而成的代數式。」
話雖如此,但陳中根認為重要的並非是否發明公式本身,而在於羅弋這種善於總結、勤奮思考的數學學習習慣。「不就題論題,而是思考如何簡單解題,試圖發現題目背後的數學規律,正是現代教育需要的自我探究精神,這會促使他在今後解題時也不斷思考、總結。」
四川省數學學會成員、四川大學數學學院老師周德學指出,這道題的難度應該在小學六年級左右,羅弋能用自己的方法超綱完成,已經很難得。更難能可貴的是,這種試圖探究數學模型的學法更為靈活,會促使他跳脫出題目本身,去解決生活中的實際問題。「比如這類『開關水管問題』,其實可以用來解決火車站、地鐵站進出口設置多少驗票機的問題,這裡進出的人流,和同時注水、排水的原理是一樣的。」
4歲跑丟 他聰明「尋親」
遊泳池注水管、出水管同時開,真的會造成資源浪費嗎?羅弋舉例目前帶有循環消毒功能的遊泳池,「這種遊泳池就需要進水、出水功能同時進行,恰恰是循環利用水資源。」
「羅弋愛思考的習慣並非天生,」陳群說,從小她就不給羅弋讀童話故事,而是以童話中的情景為背景設置問題,引導他去動腦筋,「例如講狐狸和烏鴉的故事時,我就會問羅弋,『如果你是狐狸,看到烏鴉嘴裡有塊肉,你如何得到那塊肉?』同時鼓勵他的每一次思考。」
更有趣的是,4歲時,羅弋曾在中醫大省醫院4樓走丟。他並沒有慌張,而是跑去媽媽必經的1樓取藥處,挨著大人佯裝別人的小孩坐著玩。陳群找到他時又哭又笑,並問他為何沒有哭喊,兒子顯然進行了一系列思考:「我覺得自己一哭別人就知道我是走丟的孩子,更危險;我知道你一定會過來這裡,所以我只需要在這裡邊等邊留意你就行了。」
華西都市報-封面新聞記者楊曉蓓 圖片由家長提供