跟愛因斯坦學數學是什麼樣的體驗?

2020-12-03 子勤悅讀

文/子勤

知乎上有個問題:孩子目前小學二年級,不喜歡數學,數學一直學得很吃力,沒有自信心。略微有點轉彎的題目就不知如何思考,需要提醒才想得到。考卷上不會做的題,反覆講解,再做還是不能獨立完成。想求教如何提高孩子的思考能力,有沒有從趣味性入手的一些書籍或者方法?

孩子對數學沒有興趣,相信這不但是許多家長的煩惱,更是孩子的苦惱。無論怎麼說,數學都是要學的,我們只能攻克,不能逃避。

在美國有位數學老師叫愛德華·佐卡羅,他也曾遇到了同樣的問題,因為沒有合適的教學資料,學生們對著枯燥無味的數學課本,根本提不起興趣,努力學習,成績也只是差強人意。

為了提起學生們對數學的學習熱情,打開學生們的數學思維,佐卡羅想,不如自己開發一套適合孩子們的教材。

1974年,碩士畢業於北艾奧瓦大學的佐卡羅,從事教師工作已有40餘年,後來主要教數學。

自從決定親自編教材後,他利用自己豐富的教學經驗,試編出一套教材,通過十多年來,學生們對新編教材試用實踐和反饋,不斷修訂,最終完善,成為體系。在這段教師生涯中,他也利用這套獨特的教學方法,先後教出了數百位數學天才生。

這套教材最終公開出版,就是大家熟悉的「跟愛因斯坦一起玩數學系列叢書」(Playing Math with Genius),美國教師專用這套教材培養數學特長生。

美國數學教育專家黛比.林克說:作者精心設計的這些題目不僅難度適宜,而且闖關的編排方式也獨具匠心,能在不知不覺間幫助讀者提高數學能力!書中這些漫畫人物真是超讚,我的學生們人手一冊!

這套書共5冊, 《跟愛因斯坦一起玩數學(初級篇)》,《跟愛因斯坦一起玩數學(進階篇)》,《跟愛因斯坦一起玩數學(方法篇)》,《跟愛因斯坦一起玩數學(故事篇)》,《跟愛因斯坦一起玩數學(挑戰篇)》,該書一經發行,便成為了美國的熱門暢銷書,更是曾榮登「亞洲好書榜」。

與其他教育類書籍「不太一樣」的地方,是這套書更注重數學思維的啟蒙。佐卡羅老師用有趣生動的講解,結合與生活相關的實例,讓孩子體會到數學的趣味性,激發他的探索鑽研興趣。

配套的練習冊,習題按照難度等級分為4關,第4關為天才關,留給學有餘力的孩子興趣闖關。

今天為大家介紹的這本是適合2-3年級學生使用的《跟愛因斯坦一起玩數學(初級篇)》。

01 與生活相關的有趣題目

第一章《下一個數字是什麼?》,開篇就是孩子們最關心的零花錢問題。

請看題:

瑪麗亞6歲了,現在她每周可以拿到2美元零花錢。媽媽給出兩種增加零花錢的方式讓她選擇。

第一種:零花錢每年都可以多4美元。也就是說,當瑪麗亞7歲時,她每周的零花錢有6美元;當她8歲時,每周的零花錢有10美元。

第二種:零花錢每年翻一倍。也就是說,當她7歲時,零花錢是每周4美元;等她8歲時,每周的零花錢是8美元。

你說瑪麗亞要選擇哪種方式呢?

如果孩子不多思考,選擇了第一種方式可能就錯失百萬了。

作者在書中讓瑪麗亞列出表格比較,發現如果零花錢每年翻倍,漲得驚人。

但是,瑪麗亞的媽媽也要想想,如果瑪麗亞選擇了第二種方式,她能不能給得起零花錢呢?

到了瑪麗亞14歲時,她一周給孩子512美元零花錢,那時候是不是該哭了?

這讓人想起國王與麥粒的故事。在古印度,有個叫錫塔的大臣,正是利用了數學翻倍的原理,讓全國的麥子都集中起來,也填不滿他一個小小的棋盤。

錫塔發明了一種棋子,國王百玩不厭,想重賞錫塔。

錫塔說:「陛下,我只要一點麥子。請您讓人將麥子放在我發明的棋盤的六十四個格子內,第一格放一粒,第二格放二粒,第三格放四粒,第四格放八粒,第五格放十六粒……照這樣放下去,每格比前一格多放一倍麥粒,直到把六十四個棋格放滿就行了。」

聽到錫塔的這個要求,不但國王聽了哈哈大笑,在場的每個人都認為錫塔太笨了,錯失了一個要重賞的機會,填滿一個棋盤的麥子,那還不是一小袋就可以了。

誰知,在糧食大臣開始一粒一粒地用麥子填棋盤後,才發現出問題了,在往第16個方格上放米粒時,就需要拿出1公斤的大米,而到了第20格時,則需要滿滿一手推車的米。

這時,大臣們和國王都驚詫得張大了嘴,大家開始算帳,如果繼續下去,到了第64個格子的時候,需要放的米粒數就是2的63次方,即9,223,372,036,854,780,000粒。

如果1000粒米有一克重,那麼折算一下,第64格就需要放9,223,372,036噸米。即使傾全國所有,也填不滿下一個格子。

這個數學故事與書中零花錢的算法如出一轍,結合第一章的題目是「下一個數字是什麼?」,把數學的奧妙和重要性變得生動,又發人深省,不能不佩服佐卡羅老師的良苦用心。

數學即是生活,你不能只看眼前的數字,還需要想想下一個數字是什麼,不同的算法,會有完全不同的結果。

02用有趣的換算機器揭示運算的原理

愛因斯坦被公認為是繼伽利略、牛頓以來最偉大的物理學家。

佐卡羅老師把愛因斯坦引入書中,與學生們一起去玩轉數學的原理,學習的過程,仿佛是在與愛因斯坦的對話和較量。

比如,如何讓孩子們理解百分數,佐卡羅老師讓愛因斯坦出馬,賣給孩子們一臺百分器。

小黃人問:你能告訴我100美元的5%怎麼算嗎?

愛因斯坦:你只要把數字放到百分器裡面,就能算出來了。百分器能把任何東西分成100等份。」

小黃人:我明白了。百分器把100美元分成100等份。每等份是1美元,所以100美元的1%就是1美元。如果1%是1美元,那5%就是5美元。有了百分器,問題果然簡單多了。

不單只是百分數,小學數學中的乘法、速度、方程、單位換算……

甚至高於小學水平的數學語言——代數、數列、概率,都是以這種簡單有趣的例子,一步步引導學生理解這些概念,繼而熟悉運用解決一些生活中可能遇到的難題。

03配套裸脊裝訂練習冊,分級闖關

數學作為一門研究數量、結構、變化、空間以及信息等概念的學科,再有趣的教學都不能只停留在輸入上,必須有一定量的練習,學生才能牢固掌握所學知識。

佐卡羅老師一定深知學生們刷題時苦惱。所以才會把配套的練習冊設計為裸脊裝訂。

厚厚的習題冊因為是採用裸脊的方式裝訂,所有非常方便打開平放,不需要用手壓住,而且即使是練習冊也是採用了大面積的答題空間,配上幽默的卡通圖片,不會讓人望而生畏。

習題的設計也是難度由淺入深,最後一關為天才關,學有餘力的孩子可以選擇繼續挑戰。

04總結

《跟愛因斯坦一起玩數學(初級篇)》適合二三年的學生,但是也涵蓋了小學高年級的基礎知識點,一共26章課程篇,26次大闖關,520道場景式數學題,近400幅精彩漫畫。

愛因斯坦曾說:「想像力遠比知識更重要,因為知識是有限的,而想像力概括著世界上的一切並推動著進步。想像才是知識進化的源泉。」

這也許就是佐卡羅老師用愛因斯坦的形象把學生們引入數學這扇奇妙之門的原因,在學習數學的過程中,讓孩子們打開思維的局限性,把知識理論融入生活,進行再創造,體會到其中的樂趣。

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