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我在美國當數學老師(57)

(2015-02-11 18:46:11) 下一個

這天,我和幾個轉班學生討論四則運算與幾何計算的邏輯關係。

我要求他們思考這個運算的幾何轉換:5 + 5 + 5 + 5。

通常,我們為了提高重複地加一堆相同的數的運算速度,我們就有了乘法的概念,求這“4”個“5”相加的“和”就轉換成5 × 4來運算。

有了乘法的概念,我們就會有幾何麵積的計算,也就是乘法可以轉化為一個幾何圖形的麵積,這就是長方形的麵積計算公式“長 × 寬”,這表示每行總共有多少個“1”,總共有多少行。也就是說,麵積是“一堆數相加的和”。

根據這個原理,我們不但可以把兩個數相乘轉化為計算一個長方形的麵積,而且我們還可以把複雜一些的運算轉化為其它圖形的麵積,使計算變得直觀而容易理解。

實際上,我們是可以把很多計算轉化為各種形狀圖形的麵積的計算。

例如,1 + 2 + 3 + 4 + 5 + 6 + 7 + 8 + 9 + 10。

我要他們想想看,這將會是個什麽樣的圖形的麵積呢?

他們想來想去,沒有人能夠得出答案。

我啟發他們,這是個等差數列的和,所以我們可以用一個公式S = n (n + 1) / 2

把它計算出來:

10 ×(10 + 1)/2

我們把順序換一下,以方便分析:

(1 + 10)× 10 ÷ 2 = 55

我問:“這看起來像哪種圖形的麵積計算公式呢?”

一個學生說:“像梯形的麵積計算公式,(上底 + 下底)× 高 ÷ 2,但這個運算怎麽會轉化為一個梯形的麵積?”

我說:“梯形的猜想是完全正確的。如果我們把很多根圓柱木頭堆起來,而且要穩固而不向外滑動,將會堆成這個樣子,最底層有10根木頭,然後每一層少1根,一直堆到頂部。”

當我把圖形畫出來之後,他們說:“這是三角形,不是梯形。”

我說:“這既是三角形,也是梯形,看你怎麽理解。”

我繼續解釋:

如果你把最上麵一層看作是“1”,那就是梯形,也就是上底是“1”,下底是“10”,高是“10”,麵積為 (1 + 10 ) × 10 ÷ 2 = 55。

如果你把最上麵一層看作是“0”,那就是三角形,也就是底邊為“10”,高為“11”,因為多了一層虛層,所以高是“11”,麵積為“底x 高 ÷ 2”,10 × 11 ÷ 2 = 55。

算出來的結果是一樣的。

學生們聽得很興奮,問我:“哪本書有這方麵的分析?”

“應該沒有哪本書有這樣的分析,我沒見過任何一本書這樣解釋過。”

他們問:“那你怎麽知道可以這樣做?”

“是我自己想出來的。”

說實話,我真的從來沒有見過有哪一本書有類似的分析,網上我也沒見過。可能會有,但目前為止,我還沒找到,說到底,我也沒有刻意去找。

我說:“其實,你們也可以自己想出一些邏輯分析來。數學就是這樣一門科學,要用邏輯思維去分析數的關係,而不是死記公式,死記公式是記不住的。例如,借助圖形來分析,也是理解公式的一個有效方法。”

這樣,我每天都給他們講一些數學邏輯方麵的東西,完全像閑談一樣,而幾乎沒有教他們書本上任何的習題,對他們一點壓力都沒有。

至於他們做不做作業,我也對他們放任自流,隨他們自己,高興就自己做,不想做也就罷了。但實際上,他們是會自覺做的,他們既然堅決要求轉班,這就說明他們是很想學習的,並不是吊兒郎當的那種學生。

直到快要考試了,我才給他們一些複習題做,但並不幫他們批改,除非他們要求我批改。做得對不對,隻有他們自己知道。我是不想給他們有預先熟悉考試氣氛的機會,使他們真的考試時就不能熟練應對了。

考試這一天,我提醒他們去考試室考試。臨走時,他們都對我說,這一次他們都很有信心考出好成績。我雖然鼓勵他們說有信心就好,但我並不相信他們的“自我感覺良好”。

考試回來,他們果然全部都及格了,而且全都考到了600分以上。這完全出乎我的意料,這回我真的估計錯誤,輕看他們了。

我問他們:“你們為什麽考得這麽好,有沒有作弊?”

他們告訴我:“我們絕對沒有作弊,都是我們的真實成績,這次考試題比以前容易多了。”

艾薩斯還說:“以前幾次考試我覺得每道題都很難,這次考試我突然覺得都很容易。”

我說:“當你弄懂了基本的原理,你自然就覺得容易了。”

實際上,四則運算的基本計算方法他們早就懂了,以前幾次考試都不及格,是因為他們不會解應用題,而且他們一看到應用題就心煩意亂,就亂猜答案。這段時間,我教了他們很多邏輯思維的方法,漸漸地,在不知不覺中,他們在做應用題時的思路就變得開闊了,對這麽簡單的應用題,自然就感到很容易,一種水到渠成的感覺。

我突然醒悟過來,原來是我歪打正著,課堂上邏輯思維的討論,無意中大大地提高了他們分析應用題的能力。這也使我在以後的教學中找到另外一種有效的方法。

他們馬上去肥仔主任那裏,報告他們的好成績,還去比特老師那裏,炫耀一番。我沒有為比特老師挽回麵子,我從內心希望他不要太介意,我實在沒有料到考試結果會是這樣。我突然覺得,數學上的概率真的不能相信的,百分之九十九的概率可能實際上是零發生,而百分之一的概率可能實際上卻是必然發生。

通過了考試,這三個學生就完成了這門課。艾薩斯很不想離開,她說她要繼續留在我的班裏。

我問她:“每個同學都巴不得馬上離開這煩悶的數學課堂,你為什麽反而要留下來?”

她說:“我真的很喜歡你教的數學邏輯的方法,我真心地想多學一些東西,將來我打算去考大學。”

她去找肥仔主任,要求繼續留下來,準備下次考出更好的成績,而肥仔主任馬上就答應了她的要求。

肥仔主任來跟我解釋,現在學生越來越少,這樣對我很不利,他要盡量多安排一些學生給我,以致裁員時不會第一個裁掉我,如果把我裁掉了,那將會是我們學校的一個損失。


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評論
6651 回複 悄悄話 回複 'Panggz' 的評論 :
說的是
Panggz 回複 悄悄話 回複 '6651' 的評論 : 是啊,年年加薪,還加得不少,福利也好吧?比私企強多啦!
6651 回複 悄悄話 回複 'JohnLocke' 的評論 :
其實年年可以加薪是很不錯的了,比很多私人企業的打工一族好很多。這主要是有工會。
6651 回複 悄悄話 回複 'caihong66' 的評論 :
這對真才實學的真博士很不公平。
6651 回複 悄悄話 回複 '小胖廚子' 的評論 :
有的時候也很無奈。
Maples 回複 悄悄話 回複 'caihong66' 的評論 : 那也不能絕對說文憑是衡量知識的唯一標準,數學大家華羅庚先生最高不就職業初中的文憑啊!這絲毫沒有影響華羅庚先生成為偉大的科學家!
JohnLocke 回複 悄悄話 單純為兩年加薪7.3%頂一下。我工作的地方也馬馬虎虎算是一個州政府下屬的部門吧。金融危機之前,每年小領導可以自主決定的加薪幅度是7%,如果要加的更多就要層層上報,由上麵的大頭審批,但也不是不可能的(我自己就被加過10%)。自金融危機以來,起初幾年先是凍結加薪以及雇人(我們倒沒有裁員),最近這幾年開始每年最多加2%。去年大頭歡欣鼓舞的昭告天下加薪最高可以到3%啦。。。看來有工會還是好啊。
caihong66 回複 悄悄話 我就看到有一初中畢業,卻擁有博士頭銜的人經常在電視裏出現。一張口說話就暴露無遺。
小胖廚子 回複 悄悄話 是呀,想想我們有哪一天沒有說過謊呢。而且很多時候我們說了謊,自己卻意識不到,反而要為謊言貼上各種冠冕堂皇的標簽。性質雖有不同,但謊言已不可避免地成為了我們生活的一部分。要生活,要吃飯,都是人啊!
cycycycy 回複 悄悄話 無奈的謊言
金碧輝煌 回複 悄悄話 地板
小胖廚子 回複 悄悄話 板凳
reflower 回複 悄悄話 sf
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