本文發表於《大眾科學》的前部落格網路,僅反映作者的觀點,不一定反映《大眾科學》的觀點
每個欣賞科學的父母都希望自己的孩子熱愛數學。但並非我們所有人都有能力幫助他們看到數字之美。
最近,我偶然發現一種似乎正在流行的做法。“數學興趣小組”是由數學家(通常來自前蘇聯集團)為孩子們組織的非正式數學俱樂部。這些小組花時間解決問題、解答各種謎語和難題,並進行數學實地考察,例如參觀藝術博物館。
數學興趣小組起源於一個多世紀前的東歐,但直到最近才傳入美國——一種說法認為它們於 1994 年在波士頓啟動數學興趣小組時傳入。今天,全國各地有超過 200 個小組。
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雖然數學興趣小組——或者俄語中的 matematicheskie kruzhki——傳統上是為初中和高中生設立的,但堪薩斯州立大學數學副教授娜塔莎·羅日科夫斯卡婭最近編寫了第一本針對小學生的數學興趣小組指南。羅日科夫斯卡婭最初來自俄羅斯新西伯利亞,她在堪薩斯州曼哈頓的 KSU 領導一個數學興趣小組。我問她為什麼這些俱樂部會如此迅速發展。
什麼是數學興趣小組?
數學興趣小組是一種數學俱樂部。它由一位非常喜歡數學並接受過數學教育的成年人組織。通常,他或她與一群孩子一起工作,這些孩子的背景可能各不相同。我與對數學有濃厚興趣的孩子一起工作。
數學興趣小組的學生們主要研究哪些內容?
我們研究具有挑戰性的問題並討論不同的技巧。有些人為數學競賽做準備。所以,這取決於領導者。而且有很多不同的風格。並非只有一種特定的方法來做這件事。
您的學生參加過哪些數學競賽?
最受歡迎的競賽是[美國數學協會的] 美國數學競賽,該競賽面向中學生,以及 袋鼠數學競賽,該競賽面向任何年齡段的兒童。
孩子們在數學興趣小組中的學習方式與在學校有何不同?
主要區別在於,大多數數學興趣小組的領導者要求孩子們建立論證,而不僅僅是學習公式、代入數字並獲得不同的結果。當您解決問題時,您必須給出證明。
例如,如果我問你從 6 個蘋果中選出 2 個蘋果有多少種方法?現在我需要一些時間來計算……[停頓]……是 15。但僅僅給出答案是不夠的。你必須解釋你是如何得到 15 的。你必須給出論證;你必須證明它。
另一個主題是邏輯問題。例如,有些人說真話,有些人說謊,你必須弄清楚哪個陳述是真的。這教會孩子們一種非常符合邏輯的結構性思維。而且它還有助於他們理解公式的來源。如果您只是在一本書中看到一個帶有漂亮盒子的公式和一些圖片,好吧,您可以記住它,但如果您知道它的來源會更好,因為這樣您就可以更好地理解如何以及何時使用它。
請告訴我您現在領導的數學興趣小組的情況。
我們有兩個年齡組:一個到四年級;第二個是五年級和六年級。
我在最小的組裡有 25 個孩子,在較大的組裡有 10 個孩子定期參加。每個小組每兩週聚會一次。我們嘗試邀請特別嘉賓。我們的想法是,我們不僅談論數學本身,還嘗試談論一旦你掌握了數學,你就可以在生活中做令人難以置信的事情。
我們還邀請可以傳達相同資訊的人。有一次,我們邀請了來自美國宇航局休斯頓約翰遜航天中心的演講者。他來談論當前的太空計劃,談論他在美國宇航局的工作,他展示了精美的圖片,給我們帶來了一塊太空梭碎片和一個巨大的宇航員手套。這太不可思議了。他說,是的,如果你想在美國宇航局工作,你應該學習數學。
我們還邀請了我們部門的一位工程師(一名學生)就機器人技術發表演講。
我們還有遊戲和謎題日,我們在這一天玩木製謎題和腦筋急轉彎遊戲。
我們進行實地考察。每年我們都會去我們的藝術博物館,這是我們與博物館的合作專案。我們在博物館閉館後的非工作時間來這裡。我們討論博物館中與數學相關的特定作品,每次都是不同的作品。它可以是對稱性或機率。
如何在您所在的地區找到興趣小組?
訪問數學興趣小組協會的網站。有一個 連結 列出了世界各地的興趣小組。
如果您所在的地區沒有興趣小組,如何啟動一個?
最重要的是找到合適的人。有時,數學系的人們並沒有立即看到開展數學興趣小組的好處。但這非常有益。首先,如果您在數學系開設數學興趣小組,當地社群會尊重該系並非常感謝它。
其次,數學家歷來認為自己是精英。我們經常抱怨人們不理解我們,或者教育不好。當記者撰寫關於數學的文章時,他們並不能完全正確地撰寫。但是,除了我們自己,沒有人會解釋為什麼數學是美麗而重要的。如果有任何專業數學家正在閱讀本文:我們應該去向人們解釋為什麼數學是美麗的。我們不應該等待,而數學興趣小組是做到這一點的方法之一。
當您住在俄羅斯時,俄羅斯學校的數學教學方式與美國學校的教學方式有何不同?
區別可能在於以下幾點:在蘇聯,我們獲得了良好的數學教育。你去上學,如果你是一個好學生,就足以對數學文化有一個很好的理解,因為教科書是由非常著名的數學家編寫的。這件事非常重要。在美國,當您去上學時,您並不總是能得到這種待遇。不過,如果您去尋找,仍然可以獲得良好的數學教育。
*答案:萬花筒對稱性是基於鏡面系統,因此只有腳踏車和字母 K 圖案可以作為萬花筒中的圖片出現。只有這兩種圖案具有正確的反射對稱型別。[改編自娜塔莎·羅日科夫斯卡婭的《小學生數學興趣小組》,美國數學學會和數學科學研究所聯合出版物。]
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