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数学是一场游戏!

数学是一场游戏!

作者: 相亚男 | 来源:发表于2020-01-10 10:38 被阅读0次

    每到年末时节,各种年终总结就扎推袭来,有扎心,也有精彩,更多的还是感慨。2019年,各位老师还是关关难过关关过,教育的路上,免不了焦虑,也收获了成长,偶念过往,无畏将来。

                数学是一场游戏。

    数学到底学什么?我们为什么要学数学?数学真的跟现实生活息息相关吗?我们学数学到底学的是什么?

    大家都说中国的数学课程比国外的难很多,中国的基础教育扎实,中国学生的数学可以碾压国外学生。我反思的结论是: 我们数学课的问题不在于难度,而在于我们的数学课堂上压根就没有数学。

    为什么国外学校可以容忍我们认为的特别低级的运算无能,但是他们却依然能够培养出那么多优秀的数学家?我们学数学究竟是学一种运算技巧,还是学一种数学思维?我反思的结论就是: 数学是一场游戏。

    因为数学是可以脱离现实生活,在完全想象的世界里进行逻辑运算的东西,数学最大的骄傲,就是可以与现实生活完全无关。我们现在把数学公式都背得很熟练,把几何的原理背得很熟了,然后用不断地做各种各样的题。

    这就相当于我们玩游戏的时候,我不让你体验游戏的过程,我只告诉你,摁前进,摁五下,然后跳,往左边走,然后打,最后到了关卡,你记住上上下下,左右左右,ABBA,你把这些都记住,然后一遍一遍去训练,就可以完成任务。

    大家觉得这样的游戏还有意思吗?这还是游戏吗?游戏的目的不是结果,而我们看到的所有的公式,其实就是游戏的结果,运用得再熟练,也无助于我们体验游戏的精髓。

    我们需要具备的,是独立的思考、有创造力的思考,我们最不需要的就是“被训练”。就如高斯所说: 我们需要的是想法,而不是符号。

    数学的学习方式就像我们看电影或是看书一样,比如:我们看《西游记》,我不告诉你唐僧为什么取经,他经历了什么事情,我就告诉你唐僧经过了九九八十一难,最后取回了真经,你要记住这八十一难都是什么,这个顺序还不能乱,最后考试的时候你要把每一难的名字答上去就算通过了。

    大家觉得这样的阅读是正确的吗?如果大家觉得这样看书是不对的,为什么这样学数学就是对的呢?其实数学和所有的文学、艺术、影视作品一样,都是人类为了娱乐自己创造出来的。

    而且它比我们所有的游戏,比如足球、篮球、和我们看到的所有电影都更自由。因为这些游戏非常依赖于我们这个现实世界的物理性质,而数学是可以完全天马行空的创造出一个世界来,那个世界的规则完全可以由你来决定。

    你只要把你想要解答的题目的条件带入,使用一种严谨的推理,找出答案就可以了。这就是一个更加自由、更加考验创造力的游戏。

    02

    数学训练一种数学思维。

    我们数学最大的问题,我们每个人都“隐约”记得一些公式和定义,但清晰记得我们对它们的“憎恨”!我说数学其实就是一种游戏,你可以在你想象的世界里去制定规则,考验你的创造力。

    我们举一道“鸡兔同笼”题,相信所有的孩子都被考过这道题: 笼子里有鸡和兔若干只, 笼子里有 25 个头和 70 只脚,问兔子和鸡各有多少只?

    我不知道大家是怎么做的题,我就记得我学这道题时,是在第一次学一元一次方程式,老师告诉我标准答案是——我们假设兔的数量是 X:

    4X+2×(25-X)=70

    X=10

    兔子=10(只)

    鸡=25-10=15(只)

    这么做对不对呢?肯定是对的。那这道题这么做好玩吗?肯定不好玩。“鸡兔同笼”其实有特别多的证法,我给大家举一个特别好玩的例子:

    你想象一个世界,这一笼子的兔子和鸡就在这个想象的世界里,你站在这个笼子前面,一声令下,所有的动物都抬起一只脚,这个时候还有多少只动物站着?70-25=45 只,还有 45 只脚站着。

    你再一声令下,所有动物又都抬起一直脚站着,这时候还有45-25=20 只脚站着,但是鸡已经一屁股坐地上了,因为鸡只有两只脚全抬起来了,那站着的全是兔子,这 20 只脚全是兔子的,所以兔子有 10 只,鸡就是 15 只。

    这样解这道题就好玩,这道题还有很多种解法:

    假设鸡也有四只脚,因为我们没有把它的翅膀算做脚,我们假设所有的鸡也有四只脚,那 25 个动物里面应该有 100 只脚,那为什么只有 70 只脚呢?

    因为有 30 个(100-70=30)翅膀没有算做脚嘛!那 30 个翅膀肯定就是鸡的了,所以就是 15 只鸡。 

    我们再举个例子: 长方形里面有一个三角形,问这个绿色的三角形面积和旁边蓝色三角形面积的比是多少? 正常来说我们的标准答案是:

    三角形的面积=1/2×底×高

    矩形面积=底×高

    数学是一场游戏!

    这么一算矩形内三角形内和三角形外的面积比是 1︰1。这么解对不对呢?肯定对!那这么解好不好玩呢?肯定不好玩。我们来说另外一种解法,还是放到我们想象的世界里:

    把它想象成一张纸,我们从三角形顶点向下画一条线,把它撕开,它变成了两个方形,每一个方形都被对角线分割成了一模一样的两个部分,也就是每一个方形里面绿色和蓝色部分的面积都是一样的,他们合起来的面积也是一样的,也是 1︰1。 

                  什么是数学思维

    思维是人的一种高级的心理活动形式。数学思维也就是人们通常所指的数学思维能力,即能够用数学的观点去思考问题和解决问题的能力。

    数学思维给你的是重新看世界的一双眼睛,看这个世界的另外一种眼光。有的时候它可能跟我们对这个世界的直觉理解会比较大的的区别,举个例子: 大家觉得,自然数、偶数和奇数这三种数哪个数的数目多?

    1,2,3,4,5,6,7,8,9,10,11,12 ……自然数

    2,4,6,8,10,12,14,16,18,20 ……偶数

    1,3,5,7,9,11,13,15,17,19 ……奇数

    我们从直觉上感觉偶数和奇数组合成了自然数,自然数自然比它们多。但是从数学角度来说它们三个数是一样多的,因为他们三个的数目都是无穷。

    我再举个例子:减肥,从某种数学的角度来说,减肥这个事是不可能的。因为想要减掉 10 斤,首先得减掉 5 斤,那想减掉 5 斤,就得先减掉 2.5 斤,想要减掉 2.5 斤,就先得减掉 1.25 斤。这个是无穷的对折,但人无法减掉一个无穷的数,所以减肥是不可能的。

    就像龟兔赛跑。只要乌龟先跑,兔子就永远都追不上。为什么?因为兔子永远要到达乌龟之前到达的那一个点,那兔子只要到达那一个点,那乌龟就又往前移动了,所以兔子永远都无法追上乌龟。

    我们知道这个在现实生活中是不可能的,但是大家想想,这一个一个的著名“悖论”,就是数学家在玩的一个一个游戏。

    那应该要怎样锻炼数学思维?我觉得要把每一个数字都看成游戏中的一个元素。忘掉所有的公式和定理,用自己愿意、喜欢的方法去求证问题,然后不断试错。

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