鄢青云+張弦
摘 要 從印度乘法口訣的教育中得到啟發(fā),再結(jié)合本人從教三十多年的經(jīng)歷,覺得簡化數(shù)學(xué)教育,對于非數(shù)學(xué)專業(yè)的學(xué)生來說,是當(dāng)務(wù)之急,他們沒必要花大量的時(shí)間用在“為什么”上,而是需要懂得“怎么用”“如何用”。
關(guān)鍵詞 創(chuàng)新 簡易 直觀 易懂
中圖分類號:G623.5 文獻(xiàn)標(biāo)識碼:A
一個(gè)偶然,看到關(guān)于印度人教乘法的方法,大概的意思是:1919以內(nèi)的乘法問題,可以分解為四步走。舉個(gè)例子,問:1716=?,為了算出它的結(jié)果,第一步:17+6=23;第二步:2310=230;第三步:7+6=13;第四步:230+13=243,這就是最終結(jié)果。表面上,一個(gè)乘法問題分解為四步做變復(fù)雜了,實(shí)際上,它是把高級運(yùn)算轉(zhuǎn)化為低級運(yùn)算,而人類擅長的是低級運(yùn)算,從而使人們可以進(jìn)行口算。這種方法的使用,不僅可以口算1919以內(nèi)的乘法,而且可以推廣。比如:1234=?
從上面的圖示讀者不難看出,1234=408,這樣的運(yùn)算很神奇。再比如:9897=?
顯然,9897=9506,這兩個(gè)乘法問題都滲透了加減運(yùn)算,為什么可以將乘法轉(zhuǎn)化為加、減法來做?它是有數(shù)學(xué)上的理論依據(jù)的,它的依據(jù)就是巧妙地利用公式(a+b)(c+d)=ac+ad+bc+bd,盡可能地將乘法問題轉(zhuǎn)化為加、減法,從而達(dá)到口算的目的。
其實(shí),數(shù)學(xué)上有許多趣題,不用傳統(tǒng)的數(shù)學(xué)方法,而是將它回歸到生活中,用一種解說的方式找到正確答案。比如:“雞兔同籠”問題,說的是在一個(gè)籠子里住著100只兔子和雞,告訴你共有320條腿,問兔子有多少只?雞有多少只?這個(gè)數(shù)學(xué)問題,用方程來解,可以解出結(jié)果,但是有點(diǎn)繁瑣。有種方法直接、簡單,而且還很生活。其解題思路是從上往下思索,100個(gè)頭下都是4條腿的一定是兔子,這樣應(yīng)該有400條腿,而事實(shí)上,只有320條腿,多算了400-320=80條腿,這多出來的80條腿,是把雞當(dāng)成兔子來算,這時(shí)我們就要卸掉2條腿,每卸一次,就把兔子轉(zhuǎn)化為雞,卸幾次,就有幾只雞,于是,雞有802=40只,兔子有100-40=60只。
上述解說,讀者可能認(rèn)為有道理,也算是簡易解法了。沒有最好,只有更好,同樣的問題,不同的思路,決定著解題的難易程度。還是上面的“雞兔同籠”問題,我們來個(gè)從下往上思索,看效果如何?想像一下,你面前站著100只雞和兔子,你手上拿著一把神奇的刀,砍下去對動(dòng)物沒有生命威脅,這時(shí),你對每只動(dòng)物砍掉兩條腿,雞全部趴下了,而兔子依然還可以站著(4條腿的兔子拿掉2條腿,還有2條腿撐著),于是,兔子有:(320-2100)2=60只,雞有100-60=40只。
印度人在進(jìn)行小學(xué)生乘法口訣的教育上,應(yīng)用的是初中才能學(xué)到的乘法運(yùn)算法則,而他高明的地方就在于,拋棄理論,并將理論直接轉(zhuǎn)化為方法。而我國小學(xué)生的乘法口訣定格在九九乘法表上,豎式、進(jìn)位求乘法,雖然一本萬利,但嚴(yán)重阻礙了學(xué)生的計(jì)算能力,這種教育上的差距不是一般的大呀。
再來看看極限概念的定義,純數(shù)學(xué)理論習(xí)慣于用“€%^-€%]”語言來描述,但對于大部分非數(shù)學(xué)專業(yè)的學(xué)生來說,他們不需要知道“為什么?”,他們需要的是如何方便快捷地“怎么用?”。印度人教乘法的方法值得我們借鑒。實(shí)際上,數(shù)學(xué)上的許多知識,我們是可以做些轉(zhuǎn)換的。
“極限”的概念”語言晦澀難懂,對某個(gè)函數(shù)來說,如果當(dāng)自變量變化的時(shí)候,因變量呈現(xiàn)“無限逼近某一個(gè)常數(shù)”的特征,那么我們就說該函數(shù)存在極限。這種形象化的語言,學(xué)生更容易接受,如果再配上圖形,效果更佳。
顯然,由圖1知: arctanx=,arctanx=,arctanx不存在;而圖2顯示,當(dāng)自變量x→∞時(shí),函數(shù)→0,于是有=0,這樣借助圖形理解極限概念,簡單直觀得多。當(dāng)然,計(jì)算極限值,我們有一整套的理論體系,總結(jié)起來,大體有五條路可行:第一條路,f(x)=f(x0),這條路有兩個(gè)缺陷,一是x必須趨近于某個(gè)實(shí)數(shù)x0;二是x0必須是f(x)定義域里的點(diǎn),假如不是,進(jìn)入第二條路:x0代入到f(x)中,造成分母為0,這時(shí)就看分子,分子的結(jié)果不外乎兩種情形0或非0,為了敘述方便起見,我把它記著型或(A≠0)型,對于型,可用洛必達(dá)法則、無窮小的等價(jià)代換等方法,而(A≠0)型的結(jié)果只有一個(gè),那就是無窮大。第三條路是專門針對x→∞的情形,當(dāng)x→∞時(shí)前兩條路都行不通。這時(shí)使用洛必達(dá)法則是很有效的,或者盡可能制造(€%Z>0),再配合極限的四則運(yùn)算法則來完成,效果奇佳。第四條路使用公式:(1+)x=e或(1+x)=e,該公式的特點(diǎn)是底與指數(shù)都是關(guān)于x的表達(dá)式。第五條路依據(jù)“有界函數(shù)與無窮小的積是無窮小”,此法不需要解題過程直接寫出結(jié)果,如:x2cos=0,計(jì)算極限問題,有了這五條路做為行動(dòng)方向,紛繁復(fù)雜的極限問題變得明朗了許多。我想,這就是教育工作者常應(yīng)思索的問題。
數(shù)學(xué)有許多定理,死記硬背不可取,理解的基礎(chǔ)上記憶,效果好。如果再滲入方式方法的應(yīng)用,那將是根深蒂固的。在刻畫曲線凹凸問題時(shí),有個(gè)判斷定理:設(shè)函數(shù)y=f(x)在[a,b]上連續(xù),在(a,b)內(nèi)有一階和二階導(dǎo)數(shù),則若在(a,b)內(nèi)y''>0,則曲線y=f(x)在[a,b]上的圖形是凹的;若在(a,b)內(nèi)y''<0,則曲線y=f(x)在[a,b]上的圖形是凸的。文字很長,看下面兩圖的嘴型,便一目了然。
兩張臉譜,就能表達(dá)一個(gè)數(shù)學(xué)定理的核心思想,我就在想,我們可以進(jìn)行大膽創(chuàng)新,將幾千年的數(shù)學(xué)文化變得直觀、簡易、好懂。與時(shí)俱進(jìn),共同創(chuàng)造高效、有趣的生活。讓數(shù)學(xué)更接地氣,讓人們不再覺得數(shù)學(xué)高不可攀。