數學天才如何算大數?來源:科普時報數學文化表現在數學的起源、發展、完善和應用的過程中,數學史上有大量的中外數學問題的原型、體現民族文化特色和思維特點的數學研究方法和重要結論,将這些方法應用到日常的數學學習中,對增進數學問題意識,培養數學思考的習慣和獨立鑽研的能力,啟發思維和方法、提高創新水平等,都具有重要的作用,我來為大家講解一下關于數學天才如何算大數?跟着小編一起來看一看吧!
來源:科普時報
數學文化表現在數學的起源、發展、完善和應用的過程中,數學史上有大量的中外數學問題的原型、體現民族文化特色和思維特點的數學研究方法和重要結論,将這些方法應用到日常的數學學習中,對增進數學問題意識,培養數學思考的習慣和獨立鑽研的能力,啟發思維和方法、提高創新水平等,都具有重要的作用。
數學史認為,人類使用十進制乃是“一種生理上的湊巧”。在數的概念發展過程中,人類首先用實物計數,再過渡到屈指計數。這期間,當意識到—個人的全部手指用完後,可以放一塊石子,于是就解放了全部手指可以繼續計數,“滿十進一”的思想便萌芽了。在古代文明中,世界各國也大多數都采用的十進制,例如中國、古羅馬等。但十進位計數法,離十進位值制還有關鍵的一步要走,即“位置值制(positional value,簡稱‘位值制’)”,是指相同的計數符号由于所處的位置的不同而可以表示大小不同的數目,馬克思在他的《數學手稿》一書中曾稱十進位值制計數法為“最妙的發明之一”。“位值制”的發明要比“十進位制”晚得多,因此在自然數概念中,小朋友來理解“位值”是非常抽象的。需要根據已有的經驗,并借助一些形象的計數材料,設計有趣的活動來深刻理解“位值”的概念。
由于十進制計數法滿十要向前一位進1,因此“10”這個數,在數學史上是有其戰略地位的。它的出現,奠定了十進位值制計數法的基礎,也是20以内進位加法和進一步認識100以内、萬以内的數及多位數的基礎。10的認識的學習放在了一年級上冊,其實無論是數一數,還是寫一寫,比一比,孩子們對于10都有着相對豐富的經驗,而對于10為什麼要由兩個數字組成,十進制、滿十進一等知識,他們的認識卻還是很淺表的。
“關于10,你已經知道了什麼呢?”“關于10,你又有什麼發現和問題呢?”“我們以前學習的0-9都是由一個數字組成的,為什麼10,要用兩個數字組成呢?”毫無疑問,這等同于來自靈魂的拷問,讓我們像個小小數學家那樣去思考10究竟為什麼要這樣寫,讓思維與困惑聚焦到這個問題。
下面,一起坐上時光穿梭機,回到問題産生的地方,為什麼10這個數和前面的不一樣呢?咱們先将1-9依次寫下來,進入下一層次的思考:假如讓你還用1個數字來表示10,你能繼續往下創造嗎?孩子們非常感興趣,俨然一個小小發明家,開始大膽創作開來,符号可以是各種各樣,豐富多彩的。對于他們的用心創作,我們都應給予肯定與鼓勵。但這一活動的醉翁之意不在酒,接着提問:10的後面還有數嗎?有啊,是11。那你能畫出11嗎?12,13,14,15……1000,10000呢?
此時,困惑站在了我們面前,這樣太麻煩了,數是永遠都數不完的,每個數都要自己去想出一個獨特的數字符号來表示它,無窮的數就要用無窮個符号來表達,這實在是一件太過于困難的事情。此時,孩子們在不知不覺中,就像一個個小小數學家一樣,站在數學史的高度,回到問題和矛盾最開始出現的地方,在曆史的長河中思考、研究。
怎麼辦呢?9總是看不起0,嘲笑它說:0啊0,你表示什麼都沒有,你太小啦!瞧,我比你大多了!0覺得很傷心。1知道後,默默的站到了0的左邊,組成來一個新的數,一起去面對9。這時,9再也不敢嘲笑它們了!為什麼到了10的時候我們選擇用左邊一個1右一個0來表示呢?為什麼不用其他數字呢?在這裡,就可以拿出10根小棒,一根一根的小棒通過動畫演示慢慢地就變成了一捆。現在看一看,1捆小棒下面的1,這個1表示的還是1根嗎?不是的,它表示的是1捆了!再看一看,10根小棒都捆起來了,單根的小棒沒有了,那我們就在後面寫上1個0.
讓一個數字符号,在不同的位置上去表達不同的意思,充分滲透十進制思想。當然,還可以通過欣賞古埃及使用的象形數字、巴比倫楔形數字、中國古代的算籌等,讓人感受到數的演變發展曆史:簡潔代替繁瑣,精華取代粗淺。那除了自然數,以後還會出現什麼數呢?還有很多未知的數等我們去創造,去發現!
(作者系華中農業大學附屬學校教師、湖北省王華蓉名師工作室核心成員)
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