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爸爸的学校

(2007-11-25 21:23:53)
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学习公社

数学思想

儿童少年教育

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趣味数学

分类: 教育
 

爸爸今天参加妞妞班上的家长会。妞妞的学校是海淀区的一所知名学校,学校的建筑很宏伟,操场很大,学校的大门口还有保安站岗。教室里电脑、投影、音响很是齐全,看来现在的学校确实是不一样了。

骑着腿坐在妞妞小小的椅子上,爸爸很不舒服,一会儿腿就麻了,只好不断地变换姿势,扭来扭去一点都不安分。不过老师和家长们都很严肃和认真,教室里很安静,只有老师的讲话声。语文、数学、英语三科老师先后都讲了话,谈到了小孩子们的成绩,妞妞还得到了一个表扬,过去的一段时间进步很快,也谈到了存在的问题。最主要的一个普遍问题是粗心和浮躁,这或许是孩子们的天性所致。他们没有办法长时间集中注意力,但是老师也谈到学生的两极分化现象,好的越来越好,不好的越来越不好。这就严重了,因为差距会越来越大,将来考高中、上大学就不好赶上了。

这让爸爸想起了自己的求学生涯。爸爸十岁就离开了自己的父母,到十几里外的另外一个村上初中一年级。条件用现在的眼光看简直就是非人的。没有洁净的饮用水,学生们在学校边的一条小河里喝水、淘米、洗衣、洗脚。没有电,学生们用墨水瓶装上些煤油,点灯夜读。每一天的早晨,同学们都能在对方的鼻孔里看见黑黑的两条鼻涕。教室是村里的祠(ci1)堂改的,高而空旷,冷得让人打颤。当时学校只提供蒸饭服务,小孩子们自己把装好米和水的瓷碗放到蒸屉里。一星期都没有菜吃,只是家里带来的辣椒酱、豆豉酱之类的东西就饭。家里有钱的家庭也不过是一坛子猪油或酱油拌饭。一学期下来几乎所有的学生身上都长疖疮了,嘴角全部烂得结痂。

可是学习的乐趣无穷,现在看来就是因为学的不错,老师表扬,同学羡慕,因而积极性极高,好的越来越好。我真的希望我的孩子也能进入这样的一个状态,似乎这是在中国这种考试制度下唯一能脱颖而出的办法。或许爸爸应该考虑把孩子送到海外去,只是妞妞不愿意。

回到家里,爸爸给妞妞讲了一些家长会的事,妞妞就开始缠着爸爸要听趣味数学故事。爸爸想了想,说:“我们今天说说速度路程的问题吧!这是你曾学过的东西,不过爸爸先给你讲一个好玩的故事吧。”

爸爸拿出纸和笔,“这其实也是一个悖论,被人称之为芝诺悖论。芝诺(Zeno of Elea)是古希腊的数学家,他对于有限和无穷这个些概念作了非常深入的研究。他说如果希腊跑的最快的人阿基里斯与乌龟之间举行一场赛跑,并让乌龟在阿基里斯前头1000米开始,既使阿基里斯能够跑得比乌龟快10倍,也永远追不上乌龟。芝诺解释说比赛开始后,当阿基里斯跑到1000米时,乌龟又向前爬了100米;当阿基里斯跑了下一个100米时,乌龟依然又向前爬了10米……所以,乌龟永远在阿基里斯前面,阿基里斯永远都追不上乌龟。”

说完爸爸微笑地看着妞妞。“这怎么可能呢?”妞妞迷惑了。“快跑的人不是一下子就跑过了乌龟吗?可是你说的看上去也很有道理,好像有什么该突破一下才对。”说着眼睛骨碌碌乱转。

爸爸高兴得哈哈大笑,“妞妞你可真的很聪明,芝诺之箭实际上就是把时间作了限定,要突破的是时间。只要把时间看作是一个无限的量的时候,阿基里斯跑到乌龟前面就很容易理解了。”

接着爸爸又对妞妞说:“和芝诺悖论一样有趣的,还有一个我们称之为‘飞矢不动’的好玩的悖论,这也是芝诺的诡辩。所谓‘飞矢不动’就是说飞出去的箭是静止不动的,你说这怎么可能呢?”爸爸故意等了等,让妞妞有时间先想一想。

“芝诺提出,由于箭在其飞行过程中的任何瞬间都有一个暂时的位置,所以它在这个位置上和不动没有什么区别。他的逻辑是这样的‘这支箭在每一个瞬间里都有它的位置,且占据的空间和它的体积一样大。那么,在这一瞬间里,这支箭是不动的。如果在这一瞬间是不动的,那么其他瞬间也是不动的。所以,射出去的箭是不动的?” 说完爸爸又看作妞妞希望妞妞能说出这个诡辩中的漏洞。

“时间是没有办法静止的。”妞妞想了一会儿,终于说出了她的想法。爸爸满意地点点头说:“这个悖论的错误在于它偷换了概念,即“瞬间”的概念。芝诺所说的“瞬间”是假设的没有长度的时间点,而这些没有长度的点是不可能组成飞矢飞行的全部时间的,全部时间中的每个瞬间都是有长度的,两个“瞬间”的概念是不同的。”

“是这样呀!”妞妞觉得自己说的理由也没错。爸爸接着说:“爸爸再出一个题目,这个题目可是连最伟大最聪明的科学家爱因斯坦都犯过错误的哟!”

爸爸一边说,一边在纸上画示意图。“爸爸小的时候上学要走10公里的山路到学校,一般用两个半小时的时间,每星期回家一次。有一次爸爸已经出发了两个小时,奶奶发现爸爸没有把这个星期的辣椒酱带去,就让你的姑姑,也就是我的妹妹给爸爸送过去。姑姑当时才7岁,刚刚上二年级。要是走路姑姑还不如爸爸走的快,但是幸运的是有位叔叔刚好要路过爸爸的学校。姑姑于是就坐在这位叔叔的自行车上,希望能追赶到爸爸。如果自行车的速度是10公里每小时,请问多久能追上?”

妞妞开始在纸上列式子计算。设T小时后追上爸爸,那么我们就有这个等式:

10*T = (10/2.5)*2+(10/2.5)*T

这样的话T=1.5小时。

“一个半小时之后能赶上。”妞妞抬起头,很肯定地回答。

没想到爸爸又哈哈大笑,“不对,不对,你想一想自行车到爸爸学校只需要一个小时,爸爸走到学校也不过是再需要半个小时,一个半小时走到哪里去了?”

“哦,走过头了.”妞妞不好意思挠挠头,“是一个小时,这个题目有点像青蛙爬井的题目,青蛙白天往上爬三尺,晚上溜下来两尺,井深五尺,几天爬到顶。”说完嘻嘻地笑。

“要是想在路上赶上爸爸,自行车的速度最少要到20公里每小时,也就是必须在爸爸到达之前走完这10公里路,而爸爸到达只需要半小时,所以半小时走完10公里也就是自行车的速度要20公里每秒。”

“你再给我出一个题,一定做好!”妞妞的积极性来了。

“好,你听好了。两个小学生在操场上跑步,跑道长400米,如果他们同方向跑,那么3分20秒之后相遇,如果相反方向跑,40秒钟后相遇。你能算出他们的速度吗?”

“还真不简单,”妞妞嘴里说着,手下开始写。“如果相反方向跑,也就是说两人一起跑过了400米,设他们的速度分别是V1和V2,就有(V1+V2)*40=400。

相同的方向跑,就是说它们两个人跑得路程差距是400米,也就是说(V1-V2)*(3*60+20)=400。哈哈!把它们简化一下就是:V1+V2=10,V1-V2=2。 这样V1=6米/秒,V2=4米/秒。”

“妞妞的确是很棒!爸爸今天的趣味数学就到这里了,妞妞得了满分!”

“耶!”妞妞大声喊道,“我要去玩电脑游戏啰!”

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