上一篇講述了思考的方向敛滋,這讓我們?cè)诿鎸?duì)數(shù)學(xué)問題的時(shí)候寸爆,有了很好的思考的切入點(diǎn),能夠在很大程度上幫助我們解決問題衩辟。往往能夠做出數(shù)學(xué)題是孩子們?cè)趯W(xué)數(shù)學(xué)時(shí)的最終目的螟炫,不過對(duì)于思考模式學(xué)數(shù)學(xué)的孩子而言,學(xué)數(shù)學(xué)則有著更多的目的和更美的結(jié)果艺晴,這個(gè)更美的結(jié)果就是規(guī)律昼钻。
案例一:乘法小九九
無論是用人教版的教材掸屡、還是北師大版、蘇教版等然评,學(xué)校里教的乘法小九九都是以加法算式作為引入仅财,以熟練背誦小九九并應(yīng)用作為結(jié)束的⊥胩剩可以說盏求,這種學(xué)習(xí)方法和目標(biāo)導(dǎo)向,最終使得乘法小九九僅僅淪為乘法計(jì)算和乘法口算的一個(gè)工具亿眠。
其實(shí)這種學(xué)習(xí)就為將來十多年的記憶模式或模仿模式學(xué)數(shù)學(xué)奠定了基調(diào)碎罚。接下來說一下我們對(duì)乘法的想法,以及關(guān)于乘法究竟能發(fā)現(xiàn)哪些規(guī)律纳像。
無論是按照課本從加法算式入手認(rèn)識(shí)乘法荆烈、還是從生活實(shí)際入手認(rèn)識(shí)乘法,孩子了解之后就都可以進(jìn)行乘法的計(jì)算了爹耗,于是開始嘗試計(jì)算耙考,這里以“×4”為例:
1×4=4
2×4=8
3×4=12
4×4=16
5×4=20
6×4=24
……
規(guī)律1:乘積之間差相等(等差數(shù)列)
8比4多4、12比8多4潭兽、16比8多4倦始,這是多么美的規(guī)律,但可能就由老師直接告訴給孩子了山卦,這個(gè)規(guī)律的原因也是非常簡(jiǎn)單鞋邑,多加一個(gè)4,結(jié)果肯定會(huì)多4账蓉。
但別小看這個(gè)規(guī)律枚碗,一個(gè)是因?yàn)閿?shù)學(xué)中存在著太多等差的規(guī)律,另一個(gè)是因?yàn)檫@個(gè)規(guī)律能解決更難的問題铸本。
比如11×9肮雨,我們的孩子可能要學(xué)會(huì)列乘法豎式的時(shí)候才會(huì)做,但其實(shí)不用箱玷,因?yàn)橹懒?×9=81之后怨规,11×9無非就是81加上9再加上9,就是99锡足,就靠這個(gè)規(guī)律完全可以做出來的波丰!
規(guī)律2:乘法分配律
一個(gè)乘數(shù)4不變,另一個(gè)乘數(shù)多幾舶得,乘積就多了幾個(gè)4掰烟,這不就正是乘法分配律嗎?把乘法轉(zhuǎn)化成加法也就非常好理解了。
規(guī)律3:×10的規(guī)律
把算式再多試些纫骑,試到10×4=40之后蝎亚,就能發(fā)現(xiàn)這個(gè)非常美的算式了,10個(gè)4相加居然就是40惧磺,再試試10個(gè)3相加颖对、10個(gè)2相加捻撑、10個(gè)5相加磨隘,分別是30、20顾患、50(試10個(gè)5相加的過程還能有其它規(guī)律發(fā)現(xiàn))番捂,這個(gè)規(guī)律的發(fā)現(xiàn)足以讓孩子興奮起來。而原因也不難理解江解,因?yàn)?0×4不僅可以是10個(gè)4相加设预,還可以是4個(gè)10相加。
規(guī)律4:無論多少乘以4犁河,乘積個(gè)位都只能是雙數(shù)
孩子稍微觀察下鳖枕,這個(gè)規(guī)律也完全可能被發(fā)現(xiàn)。其實(shí)還可以有更驚人的發(fā)現(xiàn):乘積個(gè)位是0桨螺、4宾符、8的時(shí)候,十位都是偶數(shù)灭翔;乘積個(gè)位是2魏烫、6的時(shí)候,十位都是奇數(shù)肝箱。而這個(gè)規(guī)律足以當(dāng)做4的整除特征了:灏(筆者在小學(xué)時(shí)發(fā)現(xiàn)的規(guī)律,至今記憶猶新)
比如8×4=32煌张,乘積個(gè)位是2呐赡,十位是奇數(shù)3。
比如11×4=44骏融,乘積個(gè)位是4链嘀,十位是偶數(shù)4。
怎么試绎谦,4的倍數(shù)都符合這個(gè)規(guī)律管闷。
我們教孩子往往都直接告訴孩子:4的整除特征是末兩位能被4整除。殊不知一個(gè)兩位數(shù)窃肠,也能不通過試除包个,就判斷出是否為4的倍數(shù)!更不知孩子本身就有能夠發(fā)現(xiàn)整除特征的能力啊碧囊!
規(guī)律5:乘法交換律
筆者上學(xué)的時(shí)候還有“被乘數(shù)”和“乘數(shù)”的區(qū)分树灶,這讓乘法交換律有了非常重要的意義。現(xiàn)在沒了糯而,3×4和4×3表達(dá)的是一樣的了天通,這個(gè)規(guī)律也就相當(dāng)于老師直接告訴了。但讓我們摸不清頭腦的是:3×4和4×3已經(jīng)是同一個(gè)事了熄驼,乘法交換律還有什么存在的意義呢像寒?為什么到了四年級(jí)又要學(xué)一遍?這件事情讓我們覺得很不合邏輯瓜贾。
如果仍存在“被乘數(shù)”和“乘數(shù)”的區(qū)分诺祸,那么乘法交換律的發(fā)現(xiàn)將是特別的美好,而且這種相等的規(guī)律是很容易發(fā)現(xiàn)的祭芦,比如算一下3×4筷笨、又算一下4×3,真的一樣龟劲,這其實(shí)意味著3個(gè)4相加與4個(gè)3相加和一樣胃夏,多么美好的發(fā)現(xiàn)啊。
還有各種各樣可能發(fā)現(xiàn)的一般的或是特殊的規(guī)律昌跌,當(dāng)然這些孩子們可能都體會(huì)不到了仰禀,因?yàn)橐?guī)律都是由老師直接告訴的,他們很難給孩子探索的鼓勵(lì)和引導(dǎo)甚至是連探索的機(jī)會(huì)都不給避矢。最后學(xué)習(xí)的乘法小九九依舊只是計(jì)算工具悼瘾。
案例二:雞兔同籠,一共有25個(gè)頭审胸,有64條腿亥宿,問雞和兔各多少只。
這道題目是一道最基礎(chǔ)的雞兔同籠問題砂沛,每個(gè)奧數(shù)老師幾乎都會(huì)有好幾種辦法來解決烫扼。不過孩子一旦用記憶或模仿的辦法來做這道題,那么收獲的也僅僅是問題的答案和做題的經(jīng)驗(yàn)碍庵,那么如果用思考模式來學(xué)映企,會(huì)有什么結(jié)果呢?
我們就采用上一講“實(shí)踐”的方法來入手思考這道題静浴,以“一共25個(gè)頭”為嘗試點(diǎn)堰氓,進(jìn)行逐次嘗試:
若雞有1只,那么兔子有24只苹享,則腿共有98條双絮,矛盾;
若雞有2只,那么兔子有23只囤攀,則腿共有96條软免,矛盾;
若雞有3只焚挠,那么兔子有22只膏萧,則腿共有94條,矛盾蝌衔。
我們?cè)嚵巳伍环海m然都離64條腿偏差太遠(yuǎn),卻能夠容易發(fā)現(xiàn)一個(gè)規(guī)律:雞每多1只胚委,腿數(shù)就少2挟鸠。為了避免是巧合,再實(shí)驗(yàn)兩個(gè):
若雞有4只亩冬,那么兔子有21只,則腿共有92條硼身,比94少2硅急;
若雞有5只,那么兔子有20只佳遂,則腿共有90條营袜,比92少2。
這說明發(fā)現(xiàn)的規(guī)律是很可靠的丑罪,那么雞的只數(shù)每多1荚板,總腿數(shù)就少2。而64比90少了26吩屹,也就是少了13個(gè)2跪另,雞就應(yīng)該再多13只,于是雞的只數(shù)就是13+5=18煤搜。
把所想規(guī)律列出綜合算式就是:(90-64)÷2+5=18免绿。如果覺得+5太別扭,就可以再調(diào)整擦盾,若最初嘗試沒有雞嘲驾,后面的+5也就沒有了。
于是嘗試:
若雞有0只迹卢,那么兔子有25只辽故,則腿共有100條,也剛好比98多2腐碱,規(guī)律還存在誊垢。
此時(shí)算式就變?yōu)椋海?00-64)÷2=18,求出來也是雞的只數(shù)。
這時(shí)可以再思考一步:為什么雞的只數(shù)多1彤枢,腿數(shù)就要減2呢狰晚?其實(shí)這個(gè)不難想到,是因?yàn)椋憾?只雞缴啡,多2條腿壁晒,但同時(shí)少1只兔,又少了4條腿业栅,合起來是少了2條腿的秒咐。
這樣這道雞兔同籠題的思考就可以告一段落了,期間我們經(jīng)歷了:嘗試碘裕、發(fā)現(xiàn)規(guī)律携取、驗(yàn)證規(guī)律、解決問題帮孔、想出規(guī)律的原因這樣5個(gè)階段雷滋。而這5個(gè)階段之后還能得到一個(gè)大規(guī)律,就是得到這類問題的一個(gè)經(jīng)典公式:雞只數(shù)=(4倍頭數(shù)-腿數(shù))÷(4-2)文兢。
可以說晤斩,從推理的角度,雞兔同籠的假設(shè)法是一個(gè)非常難想出來的辦法姆坚,幾乎所有的老師和孩子都難以靠自己來想出這個(gè)經(jīng)典的做法澳泵,這主要還是因?yàn)橛洃浐湍7抡紦?jù)了我們學(xué)數(shù)學(xué)的過程。如果我們?cè)跀?shù)學(xué)學(xué)習(xí)中充滿思考兼呵,引導(dǎo)孩子會(huì)“實(shí)踐”思考兔辅,鼓勵(lì)孩子自己發(fā)現(xiàn)規(guī)律,我們發(fā)現(xiàn)這個(gè)假設(shè)法其實(shí)自己想出來也是可以的击喂。
案例三:3年級(jí)孩子發(fā)現(xiàn)平方差公式
這個(gè)案例可以分為三個(gè)階段维苔。
1、有所發(fā)現(xiàn)
健康數(shù)學(xué)設(shè)計(jì)的講義里有一道這樣的題:觀察下圖中各個(gè)點(diǎn)群茫负,第10個(gè)點(diǎn)群比第9個(gè)點(diǎn)群多了______個(gè)點(diǎn)蕉鸳。
3年級(jí)的小朋友,用“10×10-9×9”算得答案是19之后忍法,說了一句話:“哎潮尝,19正好是10加9啊”。
我就說:“這是巧合嗎饿序?”(講這道題時(shí)聽到孩子說這句話勉失,我很高興,證明孩子喜歡去觀察發(fā)現(xiàn)原探。數(shù)學(xué)中能有各種發(fā)現(xiàn)乱凿,有的是巧合顽素,有的是規(guī)律,所以我問了這句話徒蟆,想看孩子如何應(yīng)對(duì)胁出。)
孩子自己開始嘗試9×9-8×8,發(fā)現(xiàn)17就等于9+8段审;又嘗試8×8-7×7全蝶,發(fā)現(xiàn)15就等于8+7,然后很自信得說:“不是巧合”寺枉。
嚴(yán)謹(jǐn)?shù)恼f抑淫,3次的嘗試也不能說明不是巧合,但是對(duì)于3年級(jí)的孩子而言知道嘗試3次已經(jīng)很不錯(cuò)了姥闪。
2始苇、了解原因
緊接著我給他出了道題:“100×100-99×99”,看一下他是否知道使用這個(gè)規(guī)律筐喳。他很快就知道用100+99來算得答案是199催式,這證明他可以把這條自己總結(jié)的規(guī)律進(jìn)行應(yīng)用了。
接下來我問:“你能想出來為什么會(huì)有這個(gè)規(guī)律嗎疏唾?”
他進(jìn)入思考蓄氧,但最終沒有想出來。于是我出題:6×6-5×6槐脏。
他通過計(jì)算算得等于6之后,我就問:“這道題非要用乘法來算嗎撇寞?”
在我提示他“學(xué)校里最初學(xué)乘法是用加法理解的時(shí)候”之后顿天,他就明白了6×6可以理解為比5×6多加了一個(gè)6,又經(jīng)過幾個(gè)例子后他就能夠用算式推理明白10×10-9×9為什么可以等于10+9了蔑担。
3牌废、發(fā)現(xiàn)平方差公式
我這時(shí)想到一個(gè)問題,他很可能會(huì)將規(guī)律誤用啤握,于是我出了道題:11×11-9×9鸟缕。
不出我所料,他很快就說等于20排抬,我讓他用乘法算一遍懂从,他最后發(fā)現(xiàn)結(jié)果是40,也就是用錯(cuò)了蹲蒲。
但出乎我意料的事情又出現(xiàn)了番甩,他說:“40是20的兩倍,而11-9就是2啊”届搁。我本來想讓他長(zhǎng)教訓(xùn)缘薛,發(fā)現(xiàn)的規(guī)律不能亂用窍育,結(jié)果他又有了新發(fā)現(xiàn)。
這時(shí)我又說:“那這次是巧合嗎宴胧?”
他又自己試了12×12-10×10和13×13-11×11后說道:“不是巧合”漱抓。
至此,我覺得時(shí)機(jī)成熟了恕齐,跟他說:“是否巧合不僅僅是這個(gè)2倍的規(guī)律乞娄,而是乘數(shù)差2就乘2,那差3檐迟、差4呢补胚?”
于是,他開始自己嘗試追迟,試幾個(gè)之后他發(fā)現(xiàn)都沒問題溶其,其實(shí)這就完全掌握了平方差公式的規(guī)律。
最后給他隨便出道題:“27×27-24×24”敦间,他直接寫上:“=(27+24)×3”瓶逃。
我在最后告訴他,你發(fā)現(xiàn)的這個(gè)規(guī)律廓块,奧數(shù)課上一般五年級(jí)或六年級(jí)才會(huì)教厢绝,學(xué)校里初中才會(huì)學(xué)到。我們相信他通過這段思考能夠獲得更多的樂趣带猴、自信和成就感昔汉。我也通過這件事更加堅(jiān)定了我們的授課理念和授課風(fēng)格:千萬不要束縛孩子的獨(dú)立思考、一定要以孩子為課堂的主體拴清。
我建議他把發(fā)現(xiàn)的規(guī)律記錄下來靶病,因?yàn)楣P者自己在做題過程中也有過很多的發(fā)現(xiàn),不過大多因?yàn)闆]有記錄下來而遺忘在歷史長(zhǎng)河中口予,包括通過一道別人問我的普林斯頓題獨(dú)自想出來“歐拉函數(shù)”的規(guī)律娄周,不過那是一道什么樣的題目我一點(diǎn)都不記得了。
我覺得沪停,第二階段(了解原因)的意義不是太大煤辨,這個(gè)環(huán)節(jié)的出現(xiàn)更多是出于讓孩子知道“規(guī)律都是有原因的”。如果孩子自己去想規(guī)律存在的原因木张,可能我就不會(huì)去引導(dǎo)告訴他究竟原因是什么了众辨,因?yàn)楠?dú)自探索原因可能比獨(dú)自發(fā)現(xiàn)規(guī)律更有樂趣。
這三個(gè)案例依次代表了:課內(nèi)數(shù)學(xué)發(fā)現(xiàn)規(guī)律窟哺、課外數(shù)學(xué)發(fā)現(xiàn)規(guī)律泻轰、數(shù)學(xué)思考課上孩子發(fā)現(xiàn)規(guī)律。我們一直認(rèn)為:數(shù)學(xué)的樂趣在于探索問題的過程且轨,數(shù)學(xué)的成就感在于發(fā)現(xiàn)規(guī)律浮声,而數(shù)學(xué)的能力往小了說就是探索問題和發(fā)現(xiàn)規(guī)律的能力虚婿。
至此,若把思考模式比作一棵大樹泳挥,那么樹根(邏輯)然痊、樹干(思考)、樹枝(實(shí)踐)屉符、樹葉(規(guī)律)就都齊全了剧浸。可以說矗钟,樹葉雖然最美唆香,但對(duì)于一棵大樹而言,卻是最可有可無的吨艇,即使把一棵樹的樹葉全部摘下躬它,它依舊可以再次長(zhǎng)滿。
這和數(shù)學(xué)實(shí)在太像了东涡,數(shù)學(xué)中冯吓,各種公式、方法疮跑、技巧等規(guī)律都是最可有可無的组贺,因?yàn)榧词惯@些都沒有,通過邏輯祖娘、思考失尖、實(shí)踐,依舊可以得到各種各樣的規(guī)律渐苏,甚至發(fā)現(xiàn)的規(guī)律和已有的這些可能會(huì)很不一樣雹仿。
但我們的數(shù)學(xué)教育,往往忽視了樹根整以、禁錮了樹干、砍斷了樹枝峻仇。我們可以清楚的發(fā)現(xiàn):我們的數(shù)學(xué)教育就相當(dāng)于只把樹葉摘下公黑,一片片告訴你這些樹葉的樣子,可能還會(huì)跟你說看這片葉子多么美摄咆。這種情況下凡蚜,孩子們?cè)趺纯赡苷J(rèn)清楚數(shù)學(xué)的樣子,怎么可能具備數(shù)學(xué)的能力吭从,怎么可能領(lǐng)會(huì)數(shù)學(xué)的文化朝蜘,怎么可能從數(shù)學(xué)的學(xué)習(xí)中獲取追求、發(fā)現(xiàn)涩金、驗(yàn)證真理的鑰匙谱醇。
關(guān)于思考模式學(xué)習(xí)數(shù)學(xué)的架構(gòu)就介紹完了暇仲,而思考模式不僅有具體的架構(gòu),思考有著自己的基因副渴,或者說我們每個(gè)人都有著思考的基因奈附,敬請(qǐng)期待本刊下一篇《思考模式的基因》。