11.05 我引以為豪的數學,被娃用新加坡數學打敗了

在那篇文章裡,我為大家介紹了新加坡數學裡的“Model Drawing”建模方法,這裡我先簡單總結一下,之前沒讀過的同學就不用回翻了。

建模可以說是新加坡數學的核心精髓。

不過大家不用把它想成我們高中大學時參加的數學建模競賽,沒那麼複雜,但思想是類似的,就是想辦法用固定的、規整的模型來描述一個現實問題,這樣,對現實問題的思考就轉化成對這個模型的研究。最常用的建模方法是Bar Model,就是下面這種方框圖,我們看兩個用建模方法來解應用題的簡單例子:

Grant 有345個水果派,Ken比Grant多230個,問Ken有多少個水果派?

我引以為豪的數學,被娃用新加坡數學打敗了

Amanda和Nancy一共有60塊錢,Amanda的錢比Nancy多10塊,問她們各有多少錢?

我引以為豪的數學,被娃用新加坡數學打敗了

方法很簡單,就一個關鍵點,用不同長度的方框表示數量,畫的時候儘量符合比例,這樣孩子在用建模方法解答的過程中,對數量的大小,數量之間的關係就會有很直觀的感受。

很多孩子覺得數學困難,往往是因為從具體到抽象這關過不好,剛開始數學啟蒙時可以掰手指,數積木塊,這時的數學是具象的,在生活中可見的。但後面一上到抽象的數字符號,運算公式時,數學就變成一門看不見摸不著的學科了,不適應的孩子很容易產生畏懼心理。

而建模用的方框圖,就相當於從具體實物到抽象符號中間的橋樑。新加坡數學把這種方法稱為“CPA教學法”,最早是美國心理學家傑羅姆 · 布魯納提出來的,他經過長期的研究觀察發現,孩子學習要經歷三個階段:C - Concrete 具象化、P - Pictorial 形象化、A - Abstract 抽象化。

我引以為豪的數學,被娃用新加坡數學打敗了

對應地,從具體實物(積木塊),到抽象的數學算式(2+1=3),中間需要有一個“形象化”的過渡,就是建模。

看起來很簡單對吧?

但後來我發現,建模的意義還遠不僅在於幫助孩子從具體過渡到抽象,更關鍵的是,經常練習、懂得熟練運用的話,它能讓孩子養成“把複雜問題形象化、簡化”的思維習慣

今天要分享的就是一次我被逃逃用建模“打敗”的經歷。

我家陪娃做數學作業(需要陪的也幾乎都是我們自己課外給他佈置的)時有個特點,無論是我陪還是逃爸陪,都喜歡跟逃逃一起做同樣的題,一來一起做題他就特來勁兒,常常上綱上線地要跟我們比比速度、正確率啥的,很有正向激勵作用;二來我們跟著做熟悉一下題型思路,如果他有什麼搞不懂的,也能馬上輔導得上。當然我們也是自恃當年數學還不錯,對一些需要動點腦筋,有些挑戰的數學題也很感興趣。

這是我和逃逃一起做的一道題:

我引以為豪的數學,被娃用新加坡數學打敗了

我先翻譯並簡化一下:

一人叫C,一人叫P,他們手上都有些卡片。一開始C的卡片數是P的5倍。然後,C把自己的1/4給了P,P收下之後又把自己目前總擁有的1/3給了C。現在,C的卡片比P多96張。問一開始C有多少張卡片?

咋一看挺複雜,卡片給過來給過去的,有點兒頭大。我知道用一元一次方程肯定能解出來,但直覺應該有更好的方法,正在思考中發現逃逃已經刷刷刷地在草稿紙上塗塗寫寫了。我心想不能落後,索性就用方程吧,反正他在準備AMC8的數學競賽裡也接觸過方程了,應該不會覺得我耍賴~

於是我開始按部就班地算,假設一開始P的卡片數量是p的話,那麼,他們倆初始卡片數量分別是,

我引以為豪的數學,被娃用新加坡數學打敗了

C把自己的1/4給了P之後,他們的卡片數量變成,

我引以為豪的數學,被娃用新加坡數學打敗了

P收下之後又把自己目前總擁有的1/3給C,所以這時他們的卡片數量就變成,

我引以為豪的數學,被娃用新加坡數學打敗了

現在C的卡片比P多36張,也就是說,

我引以為豪的數學,被娃用新加坡數學打敗了

好長的算式,但肯定是可以算出來的嘛,於是我就繼續一步一步往下走。還沒算到一半的時候,逃逃在旁邊喊“Done”(搞定!)。

我心想,哼,讓你圖快,一會兒看誰算得對。

我於是飛快地計算,然後和他對答案,我倆的答案一樣,都是160。

逃逃看了看我的草稿紙,搖搖頭“對是對的,不過這方法有點兒笨啊”,然後得意洋洋得給我秀他的方法:

我引以為豪的數學,被娃用新加坡數學打敗了

啊,對呀!用建模圖,我怎麼沒想到?!

我一下恍然大悟,為了讓他攢足成就感,我開始作虛心聽講狀(對了,這招很管用,跟孩子認慫,讓他給你講講,他講的過程也是他再次理清思路的過程,不過這次我是真慫,不是故意的~)

然後逃逃就開講,他講得還挺細緻的(為了讓大家看得比較清楚,以下我重新用電腦畫圖來說明一下過程):

1. 一開始他們倆擁有的卡片數量是1:5,C的數量是P的5倍,可以這麼表示:

我引以為豪的數學,被娃用新加坡數學打敗了

2. C把自己的1/4給P,但是C現在被分成5份,怎麼取1/4呢?沒關係,把每一份都分成4小格,每一份中取一小格出來,就是1/4了。相應的,我們也把P分成4小格:

我引以為豪的數學,被娃用新加坡數學打敗了

3. C把1/4,也就是上面標黃的5個小格給了P後,他們倆的數量就是這樣:

我引以為豪的數學,被娃用新加坡數學打敗了

4. P再把自己的1/3給C,就變成了這樣:

我引以為豪的數學,被娃用新加坡數學打敗了

到這裡就很清楚了,C比P多了12小格,這12小格是96張,所以每一小格是96/12=8張。那麼C一開始是有20小格的,所以一開始Cathy擁有的卡片數量就是8*20=160張。

哇,是挺簡捷的!

但我依然有點不服氣,說他算是走運,因為到最後一步P有9小格,而剛好是要分1/3,如果要分1/4不就壞菜了嗎?逃逃說沒關係啊,你就再繼續分格子啊,每小格分四份,和第2步的方法一樣啊……想想的確可行,而且小學數學重在培養思維,人家題目也不會特意在數值上搞得太複雜,我也不再鑽牛角尖了。

而且,兩種方法的對比中,我發現很關鍵的一點,在用建模畫圖時,孩子心中是一直有數量的概念在的,C和P之間的數量對比關係,是怎麼交互、變化的,一清二楚,這對培養孩子的數感很有幫助,能讓孩子養成把複雜問題形象化、簡化的思維習慣。

不過,這種習慣要靠長期的練習,因為逃逃長期在用新加坡數學的練習冊,我發現它有個特點,很多重要的知識點和方法是循環遞進地訓練,比如這個建模方法,每個年級都會練,但難度逐年往上走一點點。

比如學前班階段會藉助實物教具:

我引以為豪的數學,被娃用新加坡數學打敗了

到了1、2年級,從實物過渡到建模圖:

我引以為豪的數學,被娃用新加坡數學打敗了

開始解決簡單的問題:

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而3、4年級之後,會用建模來解決更復雜的問題:

我引以為豪的數學,被娃用新加坡數學打敗了

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即便是到了學方程,依然會用建模來輔助理解,比如下面這個簡單的二元一次方程:

x+y=7

x+2y=11

用建模圖來表示如下,能非常清楚地看到兩個式子的比較關係,是不是對x和y的數量理解更形象了?

我引以為豪的數學,被娃用新加坡數學打敗了

我發現,這個“Model Drawing”建模方法之所以威名遠揚,被稱之為新加坡數學的核心精髓,不僅在於方法本身,更重要的是,它還被細化到每個年級,循環遞進,成為一整套輔助和幫助孩子掌握、理解、靈活運用的訓練體系,這個非常有價值

畢竟搞明白是一回事,而能否熟練運用,養成一種把複雜問題形象化、簡化的思維習慣又是另一碼事了,這之間的gap就是要多練,而且是循環遞進,有針對性的練習。

雖敗,但很服氣!


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