谈谈如何让学生热爱数学(如何让学生爱上数学)(1)

01 数学语言之简洁

说数学语言是神奇的语言,是因为它做到了很多其他学科绝对做不到的事。先不说别的,光是数学语言的简洁,就足够说明它的神奇了。不管多么庞大的数量,多么复杂的内容,只需要一个简单的公式,什么难题便都能顺利解决。

大家还记得欧拉公式吧:V-E F=2。它就称得上神奇。你看,世间的多面体有多少没有人能说清楚,可它们的顶点数V、棱数E、面数F,都必须服从欧拉给出的这个公式。一个如此简单的公式,就搞定了无数种多面体的共同特性,你说它神不神奇?

再比如,牛顿用三个字母就概括了力、质量、加速度之间的定量关系(F=ma);爱因斯坦更绝,他只用E=mc2就把物质的质量和能量的转换表达得一清二楚,一个公式就解决了数以万计的难题。

谈谈如何让学生热爱数学(如何让学生爱上数学)(2)

02 数学语言之准确

有人说,这么简洁的内容,能保证准确性吗?这就是数学语言更神奇的地方了,数学是准确性非常高的语言。比如,政治课本中常提到的国民收入倍增计划:到2020年,国民收入要翻一番。乍一看,很鼓舞人啊。可仔细一想,就发现问题了,翻一番好理解,两倍嘛。但这个说法有个很大的问题,就是不准确。你看,“翻番”没有起点啊!如果是从20世纪90年代算起,这种翻番还有意义吗?用文字表达的内容可能出现这么大的歧义,但是用数字和公式表达,就完全不会出现这种问题。好比说我今年的收入是5万块钱,明年的收入要增长1倍,就等于收入是10万;说我增长2倍,那就是第二年的5万加上增长的2倍,是15万。你看,数学语言是不是又准确、又清晰呢?

谈谈如何让学生热爱数学(如何让学生爱上数学)(3)

03 数学语言之神奇

数学还拥有神奇的关系,我举个简单的例子吧:C=2πr。几何中完美的图形——圆,它的周长与半径有着异常和谐的关系,一个神奇的数“π”把它们紧密联系起来。几何形体的各种求面积、体积公式,简洁实用,万无一失,只要符合有关条件,计算不出错误,就可以得到正确的结果。细心的人还可以找到它们之间的内在联系。又如,神奇的数字“1”,小至一个原子、粒子,大至太阳、宇宙……万事万物,均可以用“1”来表示。

要说数学最神奇的地方是什么,我认为,是它不仅能解答数学问题,还能解答物理、化学等其他学科的问题。如果数学学不好,其他学科学起来,也会变得非常吃力。我上大学的时候,物理课本上有这么一道题目,当时把我折磨得不得了。说一个山坡,它的倾斜度是15°,在这个山坡下面有一门大炮,炮的仰角是30°,这门炮以一个初速度发射了一枚炮弹,问炮弹最后会落在斜坡的什么位置。当时的我用物理的方法解起来,感觉挺费劲,后来我想,既然我是数学系的学生,是不是可以用数学的方法来解呢?

我本来是抱着试试的态度,没想到这么一试,竟然很容易就解出来了。我用的是什么办法呢?首先我建立一个直角坐标系,把那个斜坡看成是一条直线,把它的方程写出来,那发炮弹离开炮筒的一刻,是做斜抛运动,形成一条抛物线。于是问题就变成抛物线和直线求交点,这样它就成为一个非常简单的问题,解起来就比较轻松了。

考大学之前,我还做过一道物理的题目,说一架飞机正在1万米的高空飞行,要对着地面的一个目标投弹,问它要从离那个目标正上方多远的地方开始投弹。这个问题要用物理的方法来研究,还真的有点儿难,最好的解法是什么?是用数学方法。炮弹离开飞机的那一刻,它的初速度和飞机的速度一样,所以这是一个斜下抛运动,斜下抛运动的轨迹是一条抛物线,那么问题就变成了求那个目标正好在抛物线上的坐标,这就很简单了。所以你看用数学的方法来解决其他学科的问题,又简单又准确。

数学语言能做到如此准确,能在把诸多难题化繁为简的同时又建立起强大的关系,还能帮助解决其他学科的难题,还有谁能否认数学语言是神奇的语言呢?

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