6-99岁同学请留意,我安利一部BBC学数学的电视剧
Part.1
儿子上学期的几何,在学“相似三角形”。
“相似三角形”就是下面这个样子,三角形们的角度一样,但是边长却互不相同。
儿子那时候接触了一堆的几何概念,光是三角形,就有等腰三角形、等边三角形、直角三角形、相似三角形、全等三角形等等一堆概念。
“烦,真的好烦!”,有时憨憨搞不清的时候,他就会抱怨,“为什么要学这么多三角形啊?有什么用?”
这个问题问得我一时语塞,我想告诉他这些数学概念很重要,但是除了能证明对考试的意义之外,我一时也想不到更好的方法……
Part.2
有一天,我给儿子读了一本DK的数学书,里面提了一个问题——如何测量金字塔的高度呢?
我把这个问题抛给了儿子,“如果你生活在古代,没有先进的工具,你怎么测量金字塔高度?”
儿子想了半天,摇摇头。
于是,我就给他看古人是怎么做的。
原来古人发现,在某个时刻,影子的长度会和人的高度相等。那么他们就在那个时刻测量金字塔影子的长度,这样通过类比,就能得到金字塔的高度!
儿子恍然大悟,不住地拍案叫绝。
于是,我特地把把图中那两个三角形给画了出来。
左边的红色三角形,表示人和影子。
而右边的蓝色三角形,表示金字塔和影子。
这里用到的就是“相似三角形”,“等腰三角形”,以及“直角三角形”的原理。
那次活动给娃的印象特别深刻,他第一次发现,原来数学可以这么酷,能解决好多平时没法搞定的问题。从而学数学的乐趣也随之大增!
Part.3
自从发现儿子的这一转变后,我开始意识到,平时多给孩子看一些这类数学故事,进行数学通识教育,能帮他们提高学数学的乐趣。
因此我也开始下意识地物色这方面的数学资源。
我昨天推荐的《DK了不起的数学思维》是这类书籍,我今天再推荐一个资源,是BBC出品的《The Story of Maths》(数学的故事),这是一部专门讲解数学发展史的纪录片,也是特别的有趣。
这部纪录片拍摄于2008年,在豆瓣上评分仍高达9.0。
它带着孩子们追随历史上伟大数学家的足迹,到古人的世界进行游历,帮助孩子们了解数学发展史,感受数学之美。
1 古代文明在数学上的成就
借用数学家庞加莱的一句话:“如果想预知数学的未来,就应当先学习历史,并了解科学的现状。”
纪录片一共有4集,分别是宇宙语言,东方奇才,空间边界,和超越无限。
这短短的四集里,介绍了从古代到现代,从西方到东方,前人通过不断地思考和知识积累探索出来的伟大成果。
比如第一集是讲的埃及金字塔。
在形貌上,为了使金字塔和建筑呈现完美的直角,古埃及人利用带结的绳子来度量三角形三边的长度。
他们发现,如果让三角形的三边分别为三个、四个、五个绳结,就能保证得到一个完美的直角。这就是著名的毕达哥拉斯定理(即勾股定理)。
而在金字塔的建造过程中,建筑师和工程师迫切需要一个公式,来计算修建建筑时所需要的材料。
他们发现,三个顶点在位于底面某个角上的直四棱柱可以拼成一个长方体,所以这座斜金字塔的体积是长方体的三分之一,即“长*宽*高/3”。
同时,又发现可以将金字塔的体积转化为直四棱锥的体积。将金字塔切成无穷多的薄片,每一片移到角上去,体积是不变的。
这就是工程中微积分的最早雏形!
2 数学在生活中的作用
数学的高度抽象性和概括性,帮助我们解决了大量的问题。那些抽象的数学基本概念,被人类的智慧巧妙地运用到了生活当中。
1、方程思维
里面有一集专门讲了中国的《九章算术》,其中谈到数学一个重要主题:如何解方程。
这里举了一个关于秤砣和重物的日常例子:
1个李子,3个桃子,重15g。
而2个李子,1个桃子重10g。
根据这些信息,如何推断出李子和桃子分别的重量是多少呢?
这其实就是等量代换的解题思路,也是方程的雏形。
2、几何学中的拓扑原理
还有一集来到哥尼斯堡,这里是著名七桥问题的发源地。
在18世纪的哥尼斯堡城,有一条河穿过,河上有两座小岛,有七座桥把两个岛和河岸联系在了一起。
有人提出了问题:一个步行者怎么样才能不重复,不遗漏地一次走完七座桥,最后回到起点呢?
这其实是几何学中的拓扑问题。
通过拓扑概念的引入,七桥问题就被简化成了如下一笔画问题,
Part.4
自从发现了这个宝藏后,我给身边的朋友都在安利这部纪录片。
结果有一天,朋友突然给我发了一条信息:
What?皇帝15天和121个老婆同房?这也能用数学?我们这帮理工男顿时来了兴致……
原来,里面有一集在讲皇宫里的数学应用。
传说,在月圆之夜,女性的阴气最盛,正好可以调和皇帝的阳气。
因此在月圆之夜的15个晚上时间里,为了延续龙脉,皇帝必须和121名嫔妃同房。
这里面包含了1位皇后,3位夫人,9位嫔妃,27位世妇,81位御妻。
如何进行合理安排呢,这可完全难不倒我们的数学家。
他们将这些不同等级的嫔妃拆分成了5组数列,每一组人数是前面一组人数的3倍,即1、3、9、27、81。
根据这个数列,数学家很快就安排出了15天轮班表。
第一天自然是和皇后,第二天和3位夫人,接下来是9位嫔妃,4-6天是27位世妇,最后,在剩下的9个晚上,81位御妻分成9人一组与皇帝同房。
看到这里,不得不佩服古人的数学应用能力。不过,我也真为皇帝的身体担心。
连续15天的啪啪啪,这得需要多大的斗志和毅力……
最后再叨叨几句,
这部纪录片的观看年龄,我感觉6岁以上为宜,因为里面涉及的一些数学知识点还是需要点基础的,比如得明白加减乘除。