分享

普娃刷奥数题的正确姿势

 圣龙领主 2023-06-27 发布于重庆
图片

我的答案是:校内特级教师的拓展课。
理由是:教研专业且纯粹。
这不最近我为了暑假奥数教学备课,看了大量的拓展课,受益匪浅。
比如昨天看的邵汉民老师的《挖掘“数列”的探究价值,促进学生的思维发展》,正好可以用到我的奥数课程里面。
图片
如图,这里面居然隐藏着立方数列求和的公式,你说数学多美妙。
试问各位,谁还记得立方数列求和公式?那么平方数列的求和公式呢?
大家有没有想过,为什么有些学霸,在高考十多年之后,再次面对数学压轴题,还是可以轻松破解?
他们靠的不是绝不是刷题,也不是数学知识,而是强大的数学思维能力
和学会了什么相比,我们应该更加看重孩子的思维能力。
同样两个孩子,一个可能提早学了很多知识,另一个没有学,只能靠自己的思维能力和逻辑推理解决那些难题
当然在早期考试中,很有可能前一个孩子会取得更好的成绩,但是着眼未来,后边那个孩子一定会更加出色。
因为他的学习是思维训练的过程,而不仅仅是机械的背公式。
所以提前学,不是提前学知识,而是加强孩子的思维训练。
就数学而言,咱们家长鸡娃的方法,为什么说很可能从根上就是错的?
因为我们上学时候,就极可能没有掌握正确的学数学的方法。
这里面的根本原因或许在于,没有人用正确的教学方法来教我们学数学。
孩子数学学不好,就是因为家长自己千疮百孔,却反而自以为是。
孩子不是一生下来就那么笨的。
家长这样的无知且不知反思,只会把一块未经雕琢的璞玉,变成了一块随处可见的砖头。

在做平方数求和“1²+2²+3²+···+n²”时,如果有“不识趣”的小学生问“n(n+1)(2n+1)/6”这个公式怎么来的,你有没有什么办法给他讲懂呢?
证明方法倒是很多——高次相邻项相减累加法、Abel恒等变换、四棱锥立方体法、待定系数法、扰动法……
但作为一名小学数学老师,我认为“踢三角”才是最最最适合小学生的证明方法。
该方法简单直观,并能让小学生充分体会到“数形结合”的奇妙……
看到这,你可能已经预判到这老师是不是要画三角形并开始讲那个“踢一脚”“再踢一脚”的“踢三角大法”了——
非也!
不必踢两脚,叠起来更好——
以下是某老师的原创内容:把“踢三角”改造为“RGB叠三角”!
“RGB叠三角”其实是“高斯倒序相加求和法”的进阶版。
既然我们愿意不厌其烦地给孩子讲“高斯小时候巧妙地计算从1加到100”的故事,那就更应该“好人做到底”。
有关“RGB叠三角”的正确学习方式应分为以下三阶段——
①高斯求和→②平方数求和→③自然数乘等差数求和。

△△△△

○○△△△

○○○△△

○○○○
(1+2+3+4)+(4+3+2+1)=(1+4)+(2+3)+(3+2)+(4+1)
以上是高斯求和:将原式copy一份然后倒序相加,会看到“项项相等”的奇妙现象!
而平方数求和“1²+2²+3²+4²”可以认为是“1×1+2×2+3×3+4×4”,即——
1 22 333 4444
如果还是模仿高斯求和将原式copy一份然后倒序相加——
14444
22333

33322

44441
(⊙o⊙)…呃~
以上每行并不相等……失败.
这是因为平方数求和的第n项“n²”随序号n呈现平方式增加,变得“头更轻脚更重”.
既然复制一份倒序相加不再有效,那就超级加倍——复制两份,并把——
1 22 3334444
写在三张透明的三角形塑料片上——
一张红色半透明塑料片名为R,一张绿色半透明塑料片名为G,一张蓝色半透明塑料片名为B,将RGB上面的三角形数表的“1”分别朝三个不同方向并上下重叠在一起——

图片

就会出现高斯求和中“项项相等”的现象——
R、G、B重叠后三角形数表的每个位置都叠放有三个数,且每个位置的三个数之和都等于“1+4+4”.
以上那些“相等的和”一共有“1+2+3+4”个,所以——
R+G+B=(1+4+4)×(1+2+3+4)
又因为R=G=B=1²+2²+3²+4²,所以——
1²+2²+3²+4²=(1+4+4)×(1+2+3+4)/3=(1+4×2)×[(1+4)×4/2]/3=(1+4×2)×4×(4+1)/6
如果把上式中的“4”推广到“n”,则有——
1²+2²+3²+···+n²=(1+2n)n(n+1)/6=n(n+1)(2n+1)/6
以上是平方数求和公式的“RGB叠三角”证明法.
还没完,接下来我们继续介绍——
“自然数乘等差数”的求和方法.
(自然数乘等差数即自然数列1~n与等差数列A1~An序号相等的每一项相乘再求和.)
设R=G=B=1×1+2×3+3×5+4×7,则有——
图片
仍然会出现高斯求和中“项项相等”的现象——
R、G、B重叠后的三角形数表的每个位置都叠放有三个数,且每个位置的三个数之和都等于“1+7+7”.
以上那些“相等的和”一共有“1+2+3+4”个,所以——
R+G+B=(1+7+7)×(1+2+3+4)
又因为R=G=B=1×1+2×3+3×5+4×7,所以——
1×1+2×3+3×5+4×7=(1+7+7)×(1+2+3+4)/3=(1+7×2)×[(1+4)×4/2]/3=(1+7×2)×4×(4+1)/6
如果把上式中的“4”推广到“n”,另设“An”为等差数列第n项,设“A1”为等差数列首项,则有——
1×1+2×3+3×5+···+n×An=(A1+2An)n(n+1)/6=n(n+1)(2An+A1)/6
以上就是“自然数乘等差数”的求和公式,特别地,当An=n时,以上公式退化为——
n(n+1)(2n+1)/6
没错,平方数求和公式其实是“自然数等差数”求和公式的特殊情况。

再来看两道题,都是朵爸说题打卡营里面的题目。第一道:
图片
打卡群有家长问,这的连乘(阶乘)有简便算法吗?
这是朵爸自己编的一道题目,编这道题的目的是想要让大家对比连加和连乘,看清楚配对求和的本质(等差数列求和)。
本质是什么?是对称性。也就是孩子们自发的解题思路:大小配。
图片
图片
通过大小配,孩子会发现,中间数x项数,就是数列的和(在项数为奇数项时),他们会为自己的发现而欢呼雀跃。
你若问他们,如何数列的项数的偶数项呢?他们思考、尝试后会说,“遇到新朋友想想老朋友”。
如果不是奇数项就变成奇数项啊,比如前面加个0啊。这就是转化的数学思想了。
朵爸常说,孩子天生就会学数学,是家长不懂,然后给破坏掉了。

图片

图片

学好数学的秘诀就一句话:家长终生学习,孩子自主学习
这不是鸡汤,而是实话。
再来看小老师说题打卡四年级的一道题:已知一个长方形的长和宽都是整数厘米,且周长为100厘米。那么所有这样的长方形面积之和为多少平方厘米?
图片
这题就是求所有“两个因数和为50”的乘法算式的“积之和”,有没有简便算法?
有的。简算过程用到了平方差和平方数数列求和。

为什么中低年级学和差问题,要先学移多补少?

因为和差公式只是移多补少求和差的一个特例……

和差问题又是和倍问题的一个特例……

和差问题最重要的是要先学“找不变量”的解题思路,先学移多补少解,结合还原问题来解决和差问题,感受“给来给去和不变”。然后是“消元”的思想。

否则遇到:

A-B=6

A+B+B=18

再用“(和+差)÷2=大数”这样的公式去套,肯定行不通……

图片

进一步,为什么中低年级奥数要学“和差倍”?

主要是学逻辑推理能力、量率对应。

怎么积累量率对应的数学经验?

为什么要学盈亏问题?

主要是学乘法模型,学份数关系,学差量分析。

……

这些都是在梳理奥数教学的材与序。(奥数教学的门槛在哪里?

再说说最为大家所看重的“刷题”。有人说学霸做题的效率,之所以那么高,是因为他们什么题型都做过。所以形成条件反射,一道题拿过来,就说这题在哪见过?事实真是这样吗?
学霸和学渣知道的知识点与公式,可能大同小异,但是成绩却有着天壤之别的差距,这究竟是为什么?为什么学霸总是可以破解难题?
为了更好的解释这个问题,我们先看一道三年级的思考题,小明有5个苹果,妈妈说,把我的苹果给你3个之后,我的苹果是你的2倍。问小明妈妈原来有多少个苹果?
成年人觉得很简单,小明原来有5个苹果,妈妈给了他3个之后,一共有5+3=8(个),这个时候妈妈的苹果是他的2倍。用8乘以2等于16个,所以妈妈给小明3个苹果之前,有16+3=19(个)苹果。
这种解题方法,每一步都是正确的,在成年人的想像中,孩子们应该可以轻松学会。
但是有经验的老师明白,这样的解法对于大部分孩子来说,完全不能举一反三。往往是看似学会了,换种题型又不会做了,这到底是为什么?
我们得从逻辑链开始讲起。最简单的应用题,从已知条件到目标,一步就可以得出答案。三年级起很少有那种一个短的算式,一步就能算出结果的应用题。往往需要三步,复杂一点的可能要四到五步,才能求出所要的结果。把这样的单步逻辑串联起来,就是分步计算。
换句话说,题目给了我们条件A,要我们求出目标E。无法一步到位。但可以从A推B,而B又能推出C,再由C推出D,最后D推出E。每一步都需要依赖前一步的推导。换句话说,中间的步骤无法跳跃,步骤越多,题目难度越大,不少孩子就越害怕。
随着年级的升高,逻辑思维的要求越来越高,会慢慢的出现三步、四步逻辑。到了中学更长的逻辑链,也是家常便饭。有时遇到一些应用题,描述特别长,好好的数学题,就像做语文的短文阅读理解,一大段的文字,而且这也是未来中高考的趋势。令一些有阅读障碍的同学望而生畏。
这样的多步逻辑,和明确目的分步计算不同,需要孩子自己去找中间步骤。
就像一个迷宫。如果已知条件是入口,最终目标是出口,那么中间的解题过程,就是探索迷宫唯一正确线路的过程。就是要找一条从入口到出口的逻辑链。
现在熟知迷宫路线的家长,机械地告诉孩子这个路口往右,那个路口往左,下个路口再往左,就是不告诉他为什么要这样走?每一步都很简单,很快就能找到出口,或许还能记住这条路,但是这有用吗?孩子只是记住了这道题的解法。根本就没有提高独自走迷宫的能力,下次换道题还是会迷路。
就像开着导航上路,听着指令走总错不了。但老司机一定是要学会看路牌,这是能力。正规的道路上,都有明确的指路牌,它是大方向,只要你能领会它表达的意思,你到没到过,都不是问题。这也是以前的司机跑长途和必备能力。
又好比一个人去陌生地方,你不教他怎么看地图。只告诉某条路在第几个路口往哪边走,小范围的话是有用。但路途一旦拉长,中间自然会有许多的叉路,不会看地图,那他一定会迷茫无助。
问题的关键是怎么判断要走哪条路?
或者说解题方法的每一步是怎么想到的?很多人刷完一道又一道的难题,记住了一个又一个的迷宫(套路)。但是却不知道每个路口,为什么要这样走,而不是那样走。几乎没有提高思维能力,一旦面对陌生的难题,就会茫然不知所措,没有任何思路。
学霸完全不一样,他们运用逻辑思维,反思解题的每一个步骤,逐渐形成了一套走迷宫的方法。无论多么复杂的难题,只要系统有序的思考,就一定能找到前进的方向。

通过逻辑思维,快速的锁定解题路径,这样的孩子才是真正的学霸。
靠模仿和记忆套路解题,跟靠逻辑推理解题,从解题思路看起来都差不多,也确实是同一条逻辑链,但是对于孩子来说,两者之间有着云泥之别。
就像走迷宫,一个是系统的、有方向的,适合每一道难题。
另一个则完全相反,做了一题就会那一题,根本不能提高思维能力。
一道数学题目,把条件和结果换个顺序,或者去掉某一个条件,又或是绕一个小弯,难度马上就上来了。
单纯刷题,永远刷不完。
大部分学生到了高年级,随着认知水平的发展,以前的难题会在不知不觉中变得简单。然而这个时候出现了新的难题,有了更高的要求。
中考、高考的压轴题,更是有十多步的逻辑,而且每一步都有很多可能性。就像一个庞大的迷宫,如果没有逻辑思维的指引,根本不可能做出答案。
小学的数字谜,每个方格中填一个数字的那种题,有相当的难度。由于题目中给出的数字非常少,要我们去倒推。每一步都有非常多的可能性,你需要同时结合,多步一起考虑,将那些干扰因素排除,得出唯一确定的数字。
然后根据明确推导出来的数字,再往后推导。你会发现,后面的可能性会逐渐变少,思路越来清晰。小学的竖式谜(尤其是多位数的竖立除法)就是比较好,训练逻辑思维的方式,同时也能有效增强数感。
如果孩子在小学阶段没有打好基础,这样的差距会越来越大。
为什么有些学霸,在高考十多年之后,再次面对数学压轴题,还是可以轻松破解?靠的不是刷题,不是大学知识,而是强大的数学思维。
就像一个迷宫,要找一条从已知条件,到最终目标的逻辑链,学霸运用逻辑思维,系统有序的思考,无论多么复杂的难题,都可以快速、轻松的找到解题方向。
掌握了这套方法,可以解决大部分数学难题。当然有些时候还要跨越逻辑链中一些较难的步骤。

鸡娃最重要的还是教育观念。观念的改变是最难的,但若一旦改变,则孩子会受益无穷。
因孩子而改变,才是父母真正的爱。改变自己很难,但很值得。不做刻意的教育,鲜活的生命自然会影响孩子。
反之,孩子数学学不好,就是因为家长自己千疮百孔,却反而自以为是。孩子不是一生下来就那么笨的。家长这样的无知且不知反思,只会把一块未经雕琢的璞玉变成了一块随处可见的砖头。

    本站是提供个人知识管理的网络存储空间,所有内容均由用户发布,不代表本站观点。请注意甄别内容中的联系方式、诱导购买等信息,谨防诈骗。如发现有害或侵权内容,请点击一键举报。
    转藏 分享 献花(0

    0条评论

    发表

    请遵守用户 评论公约

    类似文章 更多