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【师说】讲函数时,他问学生:假设让你吃食堂的一个馒头,你有几分饱?

发布时间:2020年10月26日点击数: 2142 次

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      古之学者必有师。师者,所以传道受业解惑也。成都树德中学国际部教师“传道受业解惑”的课堂是什么样子?他们有些什么样的教学思考、心得经验?今天开始,我们推出「师说」专栏,帮您透过文图走进国际部的课堂,倾听教师们的教育理念和树德国际部的课堂故事。

 

 

      提到数学,你首先会想到什么?是枯燥的习题,眼花缭乱的符号,还是不苟言笑的数学老师?是时候丢掉刻板印象,重新认识数学了!今天,成都树德中学国际部(光华校区)AP微积分、AP统计学教师Benjamin,将带领大家走进一个“有亿点”意思的数学课堂!

 

作者简介

陈俊名 Benjamin

成都树德中学国际部光华校区双语数学教师

日本神户大学理科博士、澳大利亚阿德莱德大学理科硕士、中国地质大学工程学学士

曾在多所中学担任理科组教研负责人、AP/A-level及SAT2学科教研负责人

教学经验丰富,所教学生多人获得数理化满分

 

 

  • 最高深的理论,也可以用最朴素的语言表达

 

      我希望用一句话来总结一门学科,比如——

      物理:处在真实时空中的运动研究;

      化学:宏观微观层面物质的交换;

      经济:在资源有限的情况下实现策略的最优化;

      统计:在不确定的数据中寻找相对的确定性;

      微积分:对无穷小量的加法……

 

      “任何知识,如果不能用简单朴素的语言来描述其思想,那就是理解还不到位”Benjamin总是这样说。他认为,再高端的科学理论,都来自于对某个问题的深入思考,在思考的过程中将前人的努力封装打包,从而开出新的知识之花。因此,他认为,找到学科的核心,也就是知识大树的根,就变得极为重要和基础。

 

      有了根,树苗才会慢慢生长,否则就只是散落的技巧碎片,一旦使用频率过低,就会被永久性遗忘。

 

全英文AP微积分课本

 

 

  • 假设让你吃食堂的一个馒头,你有几分饱

 

      那么,要如何用最朴素的语言来帮助学生理解微积分呢?我用函数来举个例子。

 

      “为什么集合B中都存在唯一的一个元素b与之对应呢?” 在我的课堂上,经常会出现这种刁钻的问题。要知道,对于很多理论,我们都不能小看,比如函数,近代数学的理论几乎都是从这个根上长出来的。定义是人设的,既然是人为设置的,那必有其存在的现实意义。接下来,我将通过简单的课堂互动,让复杂的数学概念简单化。

 

      “张同学你说一下,假设让你吃食堂的一个馒头,你有几分饱?” 

      “我应该是三成饱。” 张同学回答。

      这时,我会在黑板上写下A→0.3这个符号。

      “我是两成饱。” 李同学回答。

      接着,B→0.2也被添加在了黑板上。

      同上,C→0.2, D→0.4, E→0.3……

 

 

      “那么,吃一个馒头有三成饱的同学请举手。”台下若干个学生把手举了起来。几秒钟之后班级里爆发出学生们的掌声。这时候,我们已经不需要再用多余的语言去解释,答案已经存在于每个学生心中。

 

      如此一来,根就埋下去了,生根发芽便是可以期待的事情。

 

  • 这个人是图书管理员的概率和农民的概率,哪个更大?

 

      接下来再谈谈我所教授的另外一门课程——统计学。

 

      “我给大家描述一个人吧,这个人性格温和,待人和善,体型不胖不瘦,喜欢学习、阅读、安静,不善于交际。请问,在中国,这个人是图书管理员的概率和农民的概率分别是多少?”

 

      大部分学生在听到问题时,都会觉得这个人是图书管理员的概率更大。“请问,中国的农民有多少人,中国的图书管理员又有多少人?即使每一个图书管理员都满足我描述的条件,与此相对,只有千分之一的农民满足我说的条件,在海量的先验概率之下,图书管理员的占比也不值一提。”

 

      因此,我们每获得一个新的信息,它只能用来更新或是修正已存在的判断,而不是更新。这就是统计学的魅力,逻辑学的魅力。

 

 
  • 数学是全人类大脑中唯一的共识

 

      数学,其本质是人类的幻想在现实世界中的投射。所有的自然科学都是描述性科学,是人类对自然妥协的抗争,但数学,是全人类大脑中的唯一的共识,是在不断企图征服自然而又被自然戏弄之后仅存的浪漫。

 

      任何一个你正在体验的现在都由过去流逝的时光滋养而来,由数学谱写的诗篇也必须建立在自恰的逻辑空间内。我最理想的课堂,是既拥有作为一名科研工作者的严谨理性,同时也能不经意间展示一个理想主义者的浪漫情怀。

 

      作为一个原科研工作者,我深知海量的人类知识是如何得来的,我希望用这种最朴素的语言来解释数学,带领学生发现数学的美,既能灵活地运用知识,也能自主思考。在未来的某一天,我希望我的学生也能成为生产知识的科学家,为人类的进步做出一点点的贡献。这是我选择作为一名教师的初衷,也是对学生们的期待。

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