自2019年9月23日推出第一篇思维方法系列文章以来,公众号连续推出了:观察、比较、联想、想象、推理、分析综合、分类、问题提出、问题解决、抽象概括、类比、空间认知、辨证思维、故事创作、发散思维、突破定势、重组、科学探究、创意设计这19种思维方法的介绍。 而今天,我们以“臻美思维”作为思维方法系列的最后一篇,也寓意着该系列的完美收官。 首先需要提出的是,臻美思维不是简单的美景、美言、美人!而在其提出之始,就和科学探索与发现息息相关。
因为热爱,所以追求;因为热爱完美,所以追求完美。孜孜不倦,废寝忘食,乃至奉献自己的一生。从古至今,科学家们追求真理的过程,既是臻于完美的过程,也是在臻美思维的指引下。
我们感受大自然的美:太阳的东升西落、雪花的冰晶结构、万物的自由生长、物体的自由落地,对这些美的事物的理论解释也是美的!
哥白尼在提出太阳中心模型时,如此深情地表述 :“中央就是太阳。在这华美的殿堂里,为了能同时照亮一切,我们还能把这个发光体放到更好的位置上吗?太阳堪称为宇宙之灯,宇宙之头脑,宇宙之主宰……”
微观世界对DNA的发现与模型建构,不仅精确地刻画了遗传分子的结构与复制规律,而且体现了科学意义上的美和真的统一。两位发现者开始建立这个美妙结构的时候,对自己的这个模型还持怀疑态度,“有时,在刹那之间,我会发生恐惧,生怕这种想法太巧妙,可能有错误”。但是他们经过一再严谨求证,互相告慰说,“如此美妙的结构一定存在”。
其他科学家们赞赏说:“一看到这个模型,就喜欢它。”而先进技术让我们走进微观世界,看到它们精妙无比的结构,发出“堪称完美”的赞叹。
近现代的一些科学家在关于宇宙的形成和发展的问题上,为了更好地研究和阐述宇宙的各种情况,形象地引进了“宇宙弦”的概念。正如爱因斯坦所指出的那样:一个物理理论的正确必须是“外在的事实证明”和“内在的完美”的统一。
不论这些理论是否准确无误地解释了这个万千世界,但我们体会到:科学家在科学探索中对“美”的感受和追求。这就是我们今天要讲的“臻美思维”。
臻美思维是在研究问题的过程中,按照美的规律对尚不完美的概念、规律、假说、模型、理论等进行加工、修改以至重构的思维方法。
这一方法的最大特点是把对美的追求放在思维的首位,通过对概念、规律、假说、模型、理论等的审美处理,探索解决问题的新方向。臻美思维给科学的发展指明了方向,也是评价科学理论的重要手段。对称、和谐、简洁、统一,这不仅是“美”的体现,也是其“判断标准”。
看完“臻美思维”的定义,是不是有点“突破定势”的感觉呢?
原来科学家并不都是一个个板着脸孔的“逻辑控”,他们对一些理论的判断可能不是严密的逻辑证明,而仅仅是:这看起来不是很美!
翻开科学类课程的教材,我们会看到许多远比文科教材多的图像。这表明,科学不只用抽象思维,还常常受形象思维的引导,惯用图像来表述理论模型。
▲【数字分形花】-意大利女艺术家silvia cordedda利用分形创造出的绝美
同样被冠以“科学之美”的是数学。伯特兰·罗素以下列文字形容他心中的数学之美: 数学,正确看待时,不仅具有真理,还具有至高的美-一种冷而严峻的美,一种屹立不摇的美,如雕塑一般,一种不为我们软弱天性所动摇的美。
也不像绘画或音乐有富丽堂皇的装饰,而是纯粹地崇高、绝对地完美,是最伟大的艺术。 所以,下次有说到一种雕塑时,你需要想到的答案除了各种体现完美比例的艺术雕像之外,还有一个答案就是:数学!
单从数学的语言来看,我们可以明确的是:到今天为止,没有任何一条严谨的物理学理论敢用除了数学语言之外的其他语言进行描述。
E=mc² 爱因斯坦著名的质能方程式,你能用更简洁严谨的语言来描述吗?
▲曼德博集合
说起曼德博集合(一种在复平面上组成分形的点的集合),我们都不懂,但看到这个迷人的图形—它的轮廓是一个几何花边,或许可以理解:数学美的和谐性和精确性。
数字π无疑是最著名、最迷人的数学常数,它的小数点展开是无限的:3.14159265358979……根据吉尼斯世界纪录,圆周率现在能精确到十万亿位了。据说,每个人都可以在π的数字中找到自己的生日。这是不是一种“自有天定”的惊喜呢?
“=”是表示等量关系的符号。但在古典数学中却用文字表述,直到16 世纪法国数学家维叶特用'=’表示两个量的差别。
可是英国牛津大学数学、修辞学教授列考尔德觉得 :用两条平行又相等的直线来表示两数相等最合适不过了。于是符号'=’就从1540 年开始使用起来”,到“17 世纪,德国莱布尼茨已广泛使用'=’号”。一个小小的符号,其被发明出来到最后被大家广泛采用,都历经了长期的臻美历史。
从以上的介绍中你能感受到: 臻美思维不是单纯的求知或一味的求美,而是恰到好处地体现了求知和求美的统一。
臻美思维不是单一的抽象思维或单一的形象思维,而是抽象思维和形象思维融合的一种科学的、创造性的思维方法。 虽然臻美思维显得有点“阳春白雪”,但作为一种重要的创造性思维方法,《“学思维”活动课程》也选择孩子们能理解的视角,进行了专门的训练提高。
因为,真实这样的美并非“曲高和寡”,而是我们太“忙”,孩子们忙着长高、忙着学知识、忙着长技能……成人们忙着赚钱、忙着焦虑、忙着“为孩子做准备”……而忘记了“美就在身边”!
▲学思维活动课程-臻美思维
如:四年级《发现数学的美》就可以让孩子们从平时的“题海”中解脱出来,从“美”的角度了审视这门学科。如:肃省庆阳市实验小学武丽娟老师,请同学们发现数学的“符号美”。同学们说的就有点“科学家”的味道哦! ☆ 我觉得“+”号这样横竖叠加起来,就是“加”的意思,看到这个符号就知道是“加”;
☆ “−”号,有双重身份,既表示减,也表示负号.我想,一定是先有减号,根据减号的意思,又增加了“负号”的意思;
☆ 6和9就像颠倒的世界,它们合起来就是8,我觉得数字的写法很有意思.而且其他国家的数也这样写,我觉得很神奇;
☆ 从10开始就是两位数.以后的两位数、三位数等,都是0-9这些数字组成的.这样就是很简洁,能用这10个数字表示所有的数;
☆ 我觉得“÷”号,就像分数,分子和分母,一看到它,就能想到“除法”; …… 像这样的“1的金字塔”也让同学们在猜测与探索中,去发现数学的对称、统一的美。 ☆我发现这些算式是有规律的。第一个1×1=1,11×11=121,111×111=12321。三个1相乘,最中间的数是3,两边分别是12和21。
☆ 老师,我想补充。中间的数确定后,左边依次增大,右边依次减小。比如三个1相乘,左边就是12,右边就是21。
☆ 我发现是几个1相乘,你就从1数到几,然后倒着数。 …… 从“对称美”的角度,同学们很快猜到了答案!
对称、和谐、简洁、统一,这样的美当然也适用于艺术、文学和社会等领域。例如,我国传统对联中的回文联,也有这样的效果。
用数字来描述规律就是:1234321。这样数学与人文贯通的美,你还可以在生活中去发现哦!
至于社会中的对称、和谐、简洁、统一,只要你仔细一想,便能茅塞顿开!
无一不是在提醒我们:从“美”的角度去成为最好的自己,从“美”的角度去结识这样志同道合的人。臻美思维,既是认识世界的方法也是评价世界的方法。当你在为眼角皱纹而烦恼时,臻美思维告诉你:这只是说明笑容在这里呆过!
如果一个人接受了十几年教育,结果却是既对未知世界不感兴趣,也对美好事物无动于衷,那么这我们不得不提出严重的思考:教育的意义何在?
所以,臻美思维,看起来有点高级、看起来有点没用,看起来有点飘渺,而这正是我们的接受教育、经历人生的归宿。
发现“美”!享受“美”!创造“美”!
张蕾 《“学思维”活动课程》副主编,现代教学技术教育部重点实验室思维型教学基地教学总监、学优双创教育研究院STEAM+教学专家。2017年被授予全国第二届“课改优秀校长”。 在教育教学和日常生活中,有任何感悟和案例都可以向我们投稿,
若经录用,我们会给予适当的报酬与奖励。 我们期待思维的碰撞。
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