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中科院脑科学博士创立
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文 / 大陆博士
斯坦福大学的数学系顾问教授基思德夫林,在他那本很有趣的著作《数学天赋--人人都是数学天才》里,提到过一个惊人的观点:4个月大的婴儿就能计算,猫、狗和鸟类都熟谙数学奥秘。
可能有人会觉得这是“哗众取宠”,只是吸引人眼球的说法,然而实际上,书中也分析了学校教育的不足,其对儿童造成的学习困难,不单纯是在基本的四则运算上,而是在这些计算步骤构建前和后的问题,即实际问题如何被转换成数字问题的过程。
听上去是不是很耳熟?这就是我们经常说的,孩子习得了计算技巧,死记硬背了很多方法,但是从来没有真正理解过:为什么要这样做。
这是一本很有趣的书,我推荐有兴趣的家长可以阅读一下。但同时,对于“不想深究这些问题,只希望有人告诉我如何解决这一困境”的家长来讲,《大陆博士教你数学》系列课程可以解决不同程度小朋友的问题。
我该选择报哪个阶段?
第一阶段数启蒙,可以让一个零基础的孩子,熟练掌握10以内加减法(或者20以内);
第二阶段运算原理,可以让一个熟练掌握10以内加减法的孩子,达到掌握四则运算以及对应的应用题;
第三阶段奥数预备班,可以让一个日校学习可以轻松应对(怎么样都是中等或偏上吧),对数学兴趣浓厚的孩子,可以达到具备奥数学习的思维模式,掌握举一反三、编写题目、多策略解题、建立心理意象等能力。
虽然我们已经明确给出了三个阶段课程的培养目标,但可能很多家长还是不清楚应该给自己孩子选择哪个阶段,我这里举几个例子:
昨天的那道题目(戳这里?小学二年级数学附加题,附三种解题策略),涉及到的知识点是有余数的除法,看似文字表述上有些拗口,如果小朋友对于除法原理以及余数原理的概念不清晰,而且也不擅长归纳演绎双重逻辑思维,那么解决这道题目就是有难度的。
以这道题目为例,如果孩子能够用自己的方法正确解答此题,那么就可以进入第三阶段奥数预备阶段,因为,无论孩子用什么方法,至少能够在这个多条件的复合性题目中搞清逻辑关系,能够同时考虑三个条件的情况下正确解题,说明孩子可以进阶了。
如果孩子不能自己解决这道题目,那么就需要在第二阶段好好训练四则运算相关的原理,对应的各种题型的应用题,以便从单因素到多因素的题目都能够掌握。这是一个过程,当儿童对概念不能够很熟练掌握的时候,题目一涉及到解决多条件的复合型题目就会较困难,因为每个概念都需要转换一下思维,多了就会乱。所以需要儿童退到单因素阶段,把概念一个个搞清楚,循序渐进加入新的概念,逐步掌握多条件解题的技巧思路。
再然后,如果我们用最原始的策略来解题的过程中,发现孩子对于基础概念,比如整体部分,还不能熟练应用的话,说明孩子不只是数学概念不清晰,更说明孩子在抽象思维层面还没达到这个高度,这种情况往往出现在,刚刚进入一年级,家长以为孩子会做算术就OK了,但实际上儿童还处于具象阶段,不能用纯粹抽象的方式理解数字以及运算,所以,就很难将题目中的情景“翻译”成数学关系。好比,昨日题目中,总共有多少苹果是“整体”,这个整体由两个“部分”构成:一个是9个孩子手里的苹果总数,一个是剩下来的苹果数量。如果孩子对于这一步都不能很好理解,那么真的需要补第一阶段数启蒙了。
一道高阶数学题的n种解法
现在家长可能对一阶段、二阶段有一定概念了,那么三阶段的难度是怎样的呢?有家长很好奇,昨天恰好又有一个家长问了我一道附加题,我一看这道题就笑了,终于有人抛了一道高级阶段的题目给我了。
题目如下
小思考:尚音学校准备栽种12棵风景树,若想栽成6行,每行4棵,且6行树所处位置连成线后组成精美的对称图案。请你试一试。
假如我们不深究“精美的对称图案”需要多么精美,也不管老师的标准是啥,这道题目的答案真的有好多好多种!我相信家长总归能辅导孩子“想”出那么一种两种的。但是,如果这道题目就是靠家长或孩子一点想象力这样凑出来的,那就真的不叫附加题,更不需要什么指导了,没有人能够指导别人的想象力。
这道题有一个关键的隐含条件,需要先推理出来:6行4棵,总共看上去应该24棵,但实际只有12棵,说明有“共用”的,以正方形为例,每个顶点一棵树,可以看成四行树,每行2棵,实际只有4棵,是因为四个顶点各共用了一棵,我们可以表示为:2*4-4=4(棵).
所以这道题我们可以这样推:6*4-12=12(棵),一共需要有12个共用点。
从这个点开始,我们可以先推理出几种模式:
第一种情况:最简单的情况,如果共用点是两行交叉的,那么一共有12个交叉点。而且图案又是对称的,我们可以把12分解为几种模式:
3+3+3+3(或6+6);
4+4+4;
看到3和4,我们就可以想到三角形和正方形;
三角形三条边,三个顶点,两个三角形就有6条边,6个顶点。如何变出12个交叉点呢?
当把4棵树画在6条边上,其实很快就能看出,两个等边三角形颠倒交叠就多形成了6个交叉点!
(图A▲)
那么正方形怎么变化呢?正方形已经有四条边,还差两条边,所以我们需要思考的是,再画两条直线与正方形交叉,会多形成8个交叉点,这样可能吗?
你会发现,正方形四条边已经有12棵树了,这时候要两根直线穿过多形成8个交叉点,说明一条线要穿越4个交叉点,是不可能的。但是其实正方形的四条边是可以移动,但不改变顶点和树的数量的,移动之后,再观察,就能看到斜向穿越,每条直线可以多形成4个交叉点,一共就多形成了8个交叉点!
(图B▲)
是不是除了这两种模式,就没有别的模式了呢?
如果根据图B的移动方法,将图A的图形中的“直线”进行移动,但是不改变交叉点数量,会产生什么结果呢?
(图C▲)
上面的方法都基于最初的数理推理“12个交叉点,每个交叉点由两根线交叉形成”,所以每个交叉点都共用了一棵树。那如果每个交叉点不止穿越两根线呢?
(图D▲)
这个图形就是两个正方形连接后,稍微变形了一下的图形。有7条边,每边2棵树的话,原本14棵树,但是由于有4个两根线交叉的点,以及2个三根线交叉的点,所以最后算出来是6棵树。
根据这个原理推,我们来假设有三根线交叉形成一个点,两组加起来就是6根线,其中三根线上都有额外的9个点,9这个数字也是很特别的,可以让你联想到很多,其中也包括“九宫格”,想象它们交叉会是怎样呢?如图,一共有11个交叉点,还少一棵,怎么办?很简单啊,把一个点裂变成两个,不交叉就行了!
(图D▲)
那么如果再移动一下这些直线(它们就像“火柴棍”一样)会怎么样呢?
好,我相信这个思路,已经可以提示家长们继续想下去了。这需要一点点想象力,但肯定不是凑。
这样的思路,不仅仅需要儿童会四则运算,会对应应用题,而且还需要儿童可以归纳抽提问题中隐藏的数学逻辑,以及可以逆向思考,不管是整合、拆分,还是策略迁移,都需要儿童在掌握一定数学策略的基础上,再进一步解构与统合。这就是三阶段。
当然,我们三阶段也并非一上来就做这样的题目,而是循序渐进,诸如这样的题目,也应当从引导儿童发现问题、发现冲突入手,逐步推进思维的深度和灵活性。
现在,相信家长们已经对《大陆博士教你数学》有了进一步的了解了,想知道更多课程奥秘,请加入我们的学习队伍,你只需要每天花20分钟,就可以大大提升你孩子的思维力哦!如果你愿意深入探究一下的话,还有助于你提升孩子其他学科的学习力~
终极选阶段攻略
还是不知道怎么选?最后再补充一个终极选阶段攻略,如下?
会做昨天那道题目的(戳这里?题目及解题策略),进入三阶段;
不会做昨天那道题目的,进入二阶段;
昨天那道题目的第一策略中整体部分搞不清楚的,进入一阶段;
今天这道题目的难度,是三阶段的(不是凑,是有逻辑地推理出的情况)。
一阶段:以具象思维为主,难以进行纯粹抽象思考。所以掰手指计算这种都属于第一阶段。不能灵活进行10以内加减法(包括加减法混合运算),对于应用题涉及到10以内加减法也搞不太清楚的小朋友,都建议上一阶段。
二阶段:可以进行纯粹抽象计算,不需要借助实物或动作,就能够理解加减法混合运算(我的要求只需要10以内即可),二阶段是打通四则运算计算原理,搞清各种题型逻辑关系,循序渐进将四则运算混合起来的阶段。
三阶段:已经完全掌握四则运算以及应用题的小朋友,很少出现计算错误,对于数学有较强兴趣,或日校学习轻松名列中等以上。注意,如果小朋友已经学奥数了,也不代表可以进三阶段。重点考察可以参考前文,或者我罗列出来的指标。
如果不确定到底哪个阶段,一般介于两个阶段之间,建议两个阶段都报。以低阶课程的家庭作业为主,高阶课程的家庭作业作为自测,我会告诉你做到什么样的程度的时候,可以转而以高阶为主,低阶为辅的。
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