科学分类法
对于任何一个计算机系毕业的IT狗来说,二叉树都不是容易的理解的知识点。但是它又是计算机的核心课程《数据结构》里最重要的一块。所以,能不能理解二叉树,就成了能不能学好《数据结构》的核心和关键。而数据结构学的好不好,也决定了能不能做一只IT好狗。
虽然我上学的时候很努力地学习数据结构,以及考研的时候疯狂准备算法考试,自己觉得算是学会了。我仍然完全不明白为什么要有二叉树,为什么要遍历二叉树!@#¥%……&*(的存在。
直到今天一个有意思的示范,把我彻底震撼到了,彻底理解了二叉树存在的意义。当然,这个示范也不是为孩子们理解二叉树而设计的,而是有更为宏大的设计目标。
这个示范应该不是AMI的标准示范,但是却是非常非常好玩的示范。Elise在给孩子介绍生物学的科学分类法的教具之前会做这个示范。
传统AMI蒙小教室里的科学分类法教具有两个,分别叫做动物界和植物界。顾名思义,就是分别介绍动物和植物的科学分类的教具。简单来说,就是给孩子展示什么是门、纲、目、科、属、种的教具。这也是为什么我们常说蒙小的生物学确确实实地涵盖了初中生物的内容和水平。我个人认为可能还要更深入一些,因为整个生物示范体系非常清晰地展示了生命的演化进程。
关于这套动物界和植物界的教具,单单介绍就要用满满一篇的篇幅,而我还没做完,也还没有在教室里给孩子里启用,这里就先不说了。
我就简单介绍一下蒙氏是如何用简单、明了又好玩的方式让孩子们轻松理解“科学分类法”这么抽象专业的内容吧。
首先,我们教室里每个人贡献一只鞋子,可以是左脚,也可以是右脚。然后,好戏就登场了。我们开始讨论,如何把这些鞋子分成两堆。孩子们开始逐一仔细端详起鞋子,然后七嘴八舌地讨论起来,很快就达成了统一。
图:仔细端详鞋子,没人嫌臭啊!
第一个标准就让我大跌眼镜。我开始以为他们会按照左脚、右脚这种常规分法来分。但是他们的第一个区分标准是:有洞还是没洞。我也开始照例做记录员,忠实地画下第一个分支。
分好两堆以后,我们再对其中一堆鞋再进行分类,还是分成两堆。孩子们再经过一轮端详鞋子,他们这一次的标准是:有魔术扣还是没有魔术扣。我们就这样不断地深入分类,一直分到不能再分了,只剩下一只鞋为止。于是,我们就画出了这样一个二叉树:
图:把鞋子分类标准画成了一个二叉树
全分好了以后,沿着这棵树从下往上念一遍会非常有意思:
“后面蓝的、大的、没有魔术扣、有洞的鞋……” “佐佐的!”孩子们齐声喊道
“后面橙的、大的、没有魔术扣、有洞的鞋……” “佑佑!”孩子们齐声喊道
“小的、没有魔术扣、有洞的鞋……” “米多!”
我们就这样,把每个人的鞋子的准确特征都抓住了。这也就是科学分类的精髓。我也瞬间明白了为什么二叉树和它的遍历算法对于IT狗来说这么重要了。数学模型当然都来源于生活!!!但是我们在学习的时候,却忽略了生活!直接是抽象,然后才学的如此痛苦不堪!
这个简单的示范到此就结束了,我以为可以散场了。谁知道孩子们一个个意犹未尽,还要再玩,我们就又分了一回衣服。更搞笑的是,我们又拿教室里所有的人来分一轮。
图:教室里所有的人的特点,你能猜出哪个是我么?
就这样,我们抓住了每个人的独一无二的特点,也按照不同的标准把教室里所有人都分了一遍。看到孩子们的分类标准,真是让人捧腹。但是,生物学的科学分类,的的确确就是按照这种思路来分类的呀!!
在最后的最后,我拿出动物界教具中犬属里的两种狼—灰狼和郊狼,对孩子们说:你们看,我们的生物科学家也是像我们一样对生物进行分类的:这个郊狼,它的特点是体重小于23公斤,屁股很窄。而灰狼,它的特点是体重在45公斤左右…….
孩子们惊呆了。我得意极了,哈哈哈。
我也相信,如果我们这些孩子里有哪个以后当了IT狗,在和二叉树亲密接触的时候,一定会从那些枯燥的数学定义中,回想起今天搞笑、热烈而温馨的一幕。也一定会秒get二叉树的原理。当然,我更相信他们能够更加扎实地理解为什么要分成门、纲、目、科、属、种,完全不会体验到我小时候这种生物死记硬背的崩溃感。
附:二叉树的定义:
图:百度百科——二叉树