数学启蒙中那些重要的数学思想方法
在传统的观念里,数学启蒙就等同于认识数字和数数,然后再做个加减法。这不能说不对,但是太狭隘。
因为要给豆豆启蒙数学,我也开始关心各种信息,琢磨着怎么启蒙才能让豆豆喜欢上数学,并且能够走得更远一些。
回想自己的学生时代,数学一直是豆豆妈咪最好的一门功课。本科阶段,豆豆妈咪选择的专业是数学的一个分支—统计学,研究生阶段,虽然不再学习纯数学理论,但也是将统计学工具应用到具体学科中去,所以这样算下来,豆豆妈咪和数学打了20年交道。
平心而论,大学以前的数学,对思辨性要求并不高。是的,我想说的是,大学以前的数学并不难。但是,初等和中等数学同样有很多分枝,有的人学习起来觉得知识点好多,又散又乱,碰到一些综合题就不知如何下手,豆豆妈咪想说的是,那只是因为这些同学还没“开窍”,而窍门的要诀,就在于一些贯穿始终的数学思想方法。这些数学思想方法,就像几根线,将所有看似散乱的知识内容紧紧关联,并且随意串联。
数学启蒙的内容虽然浅显,但背后蕴含的思想方法和中等数学是一脉相承的。豆豆妈咪觉得,在启蒙的时候就牢牢把握这些思想方法,并且有意识地去教给小孩子,对往后的学习是大有裨益的。
当然,数学的学习是一个从具体到抽象,到再抽象的过程。数学思想方法属于比较抽象的内容,因此本篇写给孩子的爸爸妈妈,启蒙的人有这些意识了,便能看清方向;对小孩子来说,数学启蒙必须从生活中的内容开始,从“1,2,3”的数学符号,甚至从书面的刷题开始,都不是特别好的方法,如何将数学与生活结合在一起,豆豆妈咪讲在下篇中和大家交流具体的实例。
大学以前,一些比较重要的数学思想方法包括:
1数形结合
数学除了代数,还有非常重要的一部分内容是几何,包括平面几何、立体几何。这两者并不是相互独立的,而是经常结合在一起。比如,几何图形经常需要计算它的面积体积;而看到函数,画出它的图像,看看它有什么特点,通常是解题的重要方法之一。
对应到我们的数学启蒙,教会孩子认识数字和数数是一个方面,教会孩子认识三角形、正方形、圆形是另一个方面,而把它们结合起来,又是一个方面。比如豆豆妈咪,会经常让豆豆玩形状拼版,有的时候让他随意发挥想象,有的时候让他按照图纸或者我的要求搭,有的时候让他数,田字里面有多少正方形。这些,都是要培养他对形状和数字的感觉。
2集合和映射
豆豆妈咪自己学习的时候,一直没明白为什么要学习集合和映射这组概念,一直到很后面,某一天我才突然悟到,其实所有的函数(指数函数、对数函数、幂函数、三角函数、复合函数等等),以及函数的各种分解和变换,它们的本质都是集合和映射啊!
那么对应到我们的数学启蒙,“找出每一组中和大家不一样的东西”、“把(颜色、形状、大小、名称、功能)相同的划为一组”等等,其实背后体现的就是集合的思想,而一个集合中的元素和另一个集合中的元素相对,具体说来就是“连线”那一类的,背后体现的思想就是映射。
3分类
分类讨论的思想是高中数学中非常重要一种思想方法。一般用来解决比较复杂的问题,可以把问题所涉及的对象的全体划分为若干两两不相交的部分,然后分别求解或论证,最后综合各类结果得到整个问题的解决。其实这个方法,在咨询公司估计某产品的市场规模的实际问题中,也常常被用到。
在数学启蒙中,其实也有分类思想的身影。比如我给豆豆启蒙的时候,有一个例子就是让豆豆帮我们鞋柜上的鞋子分类,豆豆自己分的时候,是按照爸爸的鞋子、妈妈的鞋子和豆豆的鞋子来分,这很正确。然后我还会启发,如果按照皮鞋、跑鞋和拖鞋来分呢?于是豆豆再尝试新的分类方法。如果按照男孩子的鞋子和女孩子的鞋子来分呢?如果按照大人的鞋子和小孩的鞋子来分呢?按照系鞋带的和不系鞋带的来分呢?按照有蝴蝶结的和没有蝴蝶结的来分呢?这些是要告诉豆豆,同样一组东西,按照不同标准可以有不同的分类方法。而帮助豆豆探索尽可能多的分类方法,往大了讲,是让小孩子更仔细的观察事物,也有助于发散性思维,而功利地说,往后解题,或者实践中估计市场规模这种问题,某一种分类方法很可能走不通,这就需要换一种分类方法。
4归纳和演绎
归纳就是从个别到一般,演绎则是从一般到个别。小学奥数里面,要求数2*2,3*3,4*4的正方形里面有多少个正方形,如果用一类一类数:1*1的有几个、2*2的有几个、3*3的有几个、4*4的有几个,然后加总,那么这是分类的思想,但对这类问题来说不够高级,10*10了怎么办?所以终极解决方法,是归纳出通项式,这是归纳的思想方法,然后你说一个具体的大小,比如5*5,我把5代入通项式就得到答案了,就是演绎。
归纳和演绎的基础,是仔细观察,发现规律。对应到数学启蒙中,找到排序规律,并预测下一个或者空缺位置上的内容,就是一个很好的例子。
数学启蒙的内容虽然浅显,但同样领域宽广、内涵丰富,这其中涉及的不仅仅是知识,还有思想方法和能力的培养。豆豆妈咪上面提到的这些思想方法,当年都是高中学习的内容,其实我自己学习的时候,也是琢磨了好一阵子。但事实上,这些思想方法从数学启蒙阶段就可以有意识地培养和训练。
再多讲一句,大学以前的数学都属于相对“具体”的范畴,高等数学中,数学就变成一项越来越抽象的思维运动,到后面数字都不怎么看到了,接触的基本都是希腊字母。豆豆妈咪作为一个女生,在四年高等数学的学习下还可以应付从容,非常重要的一点是,豆豆妈咪从大一开始便喜欢看哲学类书籍。所以,从长远来看,希望真正学好数学的,多看一些课外书吧,天文地理历史文化,知识面广,思维便灵动。
豆豆妈咪,毕业于复旦大学,职场妈妈。
愿意给予孩子最用心的陪伴,
也愿意和大家一起分享陪伴孩子过程中的感悟和思考。
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