數學的美,請傳遞給孩子 升級我們的數學思維,給孩子多點耐心

開場白

先來個魔術作為開場白吧。數學的魔法師總會利用數學去創造巧合。

請從20~100之間任意默想一個數,依次減去這個數的個位數和十位數。然後,將差值的十位數和個位數相加,你得到數字幾呢?

答案是不是:9

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01

故事,教育孩子的法寶

孩子對故事永遠是不會抗拒的。故事對於孩子來說,有著特殊的吸引力。好的故事,孩子百聽不厭。人物形象塑造,生動的講述,使孩子增長了知識,發展了智力,並從中受到感染和教育。將數學知識巧妙的融合到孩子的數學啟蒙教育中,會有著意想不到的效果。比如,我們耳熟能詳的“數學王子”高斯的故事。

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1787年,年僅10歲的高斯進入了首次創辦的數學班。高斯的數學老師則是對其有著重要影響的布特納。有一天,老師布特納在黑板上寫下了將1到100的所有整數加起來的算術題。布特納本來想難為一下學生,不料,布特納剛敘述完題目,高斯就算出了正確答案。

藉助故事,可以給孩子引入1到100整數的加法,和等差數列的知識。這時候很多家長喜歡的是用數字的思想去傳達解答的方法。但是,對於孩子來說接受是不容易的。

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有的孩子為反覆多次的問:“看不懂,這是為什麼呢?”。簡單的重複解釋顯然不能滿足孩子的好奇心,之後就只能拋下一句狠話:“你記住就好了,就是這樣的”。

這樣被動的接受或許只會影響孩子對數學的興趣了吧。那麼,家長是不是應該升級一下自己的數學思維。提升自己呢?

02

"Triangular Numbers"三角數的美

統計小圓圈個數的方法一直是數學家很愛用的方法。比如,三角數對於數學的啟蒙就很有幫助。家長們可以用硬紙板剪出很多個大小相同的圓片,來和孩子們做遊戲。

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上圖就是三角數。是不是很神奇的發現:

1

1 + 2

1 + 2 + 3 這樣的形式呢。

那麼,怎麼通過三角數去解釋1~100整數和的問題呢?

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比方說需要求1+2+3的和?那麼,如果我們將兩個3個圓片的三角形組合在一起。這是不是一個3 *(3+1)的矩形呢?那麼,這個矩形裡應該有多少個小圓片呢?一共3*4=12個。由於,我們只需要知道黑色圓片的數量,那麼1 + 2 + 3 = 12/2=6。

那麼,可以多舉幾個例子。然後我們就可以引導孩子想1到100整數和的算法了。基於我們之前的歸納,是不是就是邊長分別為100和(100+1)的長方形面積的一半。

100 * (100 + 1)/ 2 = 5050

如果進一步引導計算1~n的整數和?是不是就是n * (n + 1)/2呢。

03

圖像記憶和遊戲式教育

圖像記憶永遠比文字或者公式記憶來的容易。而親子間的遊戲式教育更能激發孩子的學習熱情。

你以為三角數就只有這麼點能耐嗎?我們來拓展一下。

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黑色的圓有1個;

黑色加灰色的圓呢?1 + 3 = 4個;4是不是2的平方;

黑色加灰色加藍色的圓一共有1 + 3 + 5 = 9;是不是3的平方。以此類推,那麼奇數的和的公式是不是可以很容易的解釋。

1 + 3 + 5 + ...+(2n - 1)= n^2

你以為數圓片的方法只能做到這些嗎?數圓片的方法同樣可以解釋下面的等式:

連續整數的三次方的和等於整數和的平方

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仔細看一下,1^3 = 1^2 * 1(如上圖的黑圓片),2^3 = 2^2 * 2是不是就是灰色圓片的個數呢;在進一步,3^3 = 3^2 * 3,是不是很巧合,正好是更外層的3組圓片的和呢。而所有圓片的個數是不是邊長為(1+2+3)=6的正方形的面積呢?(1+2+3)^2。

有興趣的可以自行推導。

04

總結

數學的枯燥和難以理解知識方法的缺失。所以,為了孩子,我們先升級自己的數學系統吧。數學並不枯燥,數學的美是需要去挖掘的。

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如果你有想不通的數學概念,請留言,我會給出簡單易懂的方法。


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