刘慈欣说:“如果遇到外星人,数学可能会是唯一的交流方式……” 这是真的吗?

2023年的新年是“科幻片的爆发年”,电影《流浪地球2》和电视剧《三体》的火热关注度,让全民对科学和科幻作品的热情达到了前所未有的高度!
随着电影票房一路飙涨、电视剧《三体》的热播,影片里涉及到的物理、数学、天文、地理等硬核知识点,也成为了很多网友们热议的话题。
影片中的全球电网系统利用了大数据运算;
地球为了逃离太阳系,利用木星给地球加速,这种加速的方式俗称引力弹弓;
“三体问题”本质上是一个数学问题,它和“费马大定理”同为20世纪数学家希尔伯特认为的需要寻找新的数学方法才能解决的数学问题。
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《三体》《流浪地球》的作者刘慈欣在央视采访中提到,这些问题实际本质上都是以数学为基础的,不仅是物理学,包括生物学、社会学、经济学、大数据、云计算等等,都离不开数学作为基础学科的支撑作用。
他甚至谈到:“如果遇到外星人,数学可能会是唯一的交流方式,因为数学是目前知道的唯一宇宙共有规律,相同的数学规律和公式是可以相通。”
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这套国内首套围绕最新版(2022年版)数学新课标编写的数学漫画科普系列,也是米莱童书“这就是……”系列的新成员,作为这个系列的忠实粉丝,这套书当然是必入哒!
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不光是我,很多妈妈都认准了米莱“这就是……”系列科普漫画,基本上是出一套入一套!
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随着《这就是物理》《这就是化学》系列的畅销,米莱童书的科普漫画系列似乎已经成为了“国内科普漫画书的标杆”,每次推出新作都会让人惊喜,这套数学漫画也不例外,从知识点编排、讲解方式,到漫画与知识点的配合都有很多亮眼之处!
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✔️“填坑指南”,重在帮助孩子理解重难点
大量刷题一直是我们在孩子学习数学当中惯用的方法,刷题的目的,是锻炼做题的熟练度,继而提高做题的准确率,但刷题要建立在对数学本质问题理解到位的基础上,如果孩子对所讲的数学概念本身没有理解,盲目扎到题海中,做再多题也没用!
比如,有的孩子不理解时、分、秒的换算,本质上是对进制没有透彻的理解,对十进制有定式思维,没有意识到生活中有各种各样的进制,同时,对时针和分针的运动关系也不明确,只是机械地记忆换算公式。
⬇要做好这类题要讲清楚什么是进制,理解不同的进制;通过直观画面搞清楚时针、分针、秒针的运动关系!
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✔️将知识层层递进,用漫画的形式把知识的思维过程展示出来
数学知识不是一个简单的结果,而是一个思维过程。
这套书的重点和亮点就在于将知识层层递进,用漫画的形式把知识的思维过程展现,在这个思维过程中,孩子学到的不仅是现成的知识,更重要的是解决数学问题的思考方式,培养数学思维!
比如,《概率与统计》中讲到了折线统计图,会一步步讲清楚折线图是怎么绘制的:统计真实数据➡形成数据表格➡根据数据标绘制横坐标、纵坐标➡形成最终折线统计图。
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每一步都讲解得很清楚,而且知识点建立在真实的事件案例之上,和我们的生活息息相关,孩子会更感兴趣,折线统计图的意义就在于直观反应数量变化,为下一步的研究提供数据参考!
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对于小学阶段的孩子来说,知识和生活是完全分不开的,书中知识点的讲解不会脱离实际生活、真实的情境,这也是最新版数学新课标中(2022年版)的重中之重,[数学核心素养]的形成关键是在真实情境中讲知识,把孩子的生活实际和数学知识联系起来,才能真正培养孩子的数学核心素养!
✔会用数学的眼光观察现实世界
✔会用数学的思维思考问题
✔会用数学的语言表达现实世界
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✔️化抽象为具象,符合低年级孩子的具象思维习惯
很多家长不理解,为什么很简单的数学问题反复讲孩子也不明白,这是因为并不是所有的孩子都天生具备良好的抽象思维,从具象的事物到抽象的知识点,是1~4年级学习数学过程中的困难点。
数学知识如果用漫画输出,比文史类知识点更加不容易,但是本书却难得的实现了思维的可视化,将数学中抽象的知识点、概念,变得非常具象,再通过漫画展现出来。
比如,学习进位制加减法,孩子对于借位、进位等比较抽象过程难以理解,书中利用中国古代的算筹为灵感,将不同数位的数字用横和竖两种状态的木棍表示,横棍表示十位,竖棍表示个位,借位时现将横棍拆成10个竖棍,再从竖棍里减,同竖式的原理一样,但是用木棍表示更加具体可感,思维过程清晰。
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比如,认识小数点,很多学生对小数点后面数位的意义和大小理解有困难,《这就是数学》利用数形结合,将小数点后面的数位大小与个位、十位大小对比,把抽象的数字、数位和画面结合,帮助孩子理解这一抽象过程。
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⬇小数点的移动可以改变一个数的大小,向左移动,数字变小;向右移动,数字变大。
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《数的运算》中讲到加、减、乘、除运算时,使用了大量生活中的具体例子,用画面推导过程,将数学图象化,做到让孩子一看就懂。数学问题就这样由一个个具象向抽象转化,在这个过程中,孩子的数学思维也就逐渐建立起来。
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更多关于这套书的很多细节,下面展开来跟大家详细说~
01
围绕最新版(2022年版)数学新课标
培养孩子的数学核心素养
在跟出版社编辑沟通这套书中,主编反复强调了 [数学核心素养]这个观念,很多家长应该对这一观念并不陌生,它是(2022年版)数学新课标最主要的内容,也是策划、编写、审核《这就是数学》的核心理念。
这套书用分册的形式对应【小学阶段数学核心素养】的九个方面,从真实生活情境中发现数学问题,提出数学问题,接着从数学的角度分析、解决问题,最终帮助孩子们透彻理解数学概念,真正掌握知识,并能学着用数学的眼光发现问题,用数学的思维解决实际问题!
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新课标中明确规定了,【小学阶段数学核心素养】主要表现为:数感、量感、符号意识、运算能力、几何直观、空间观念、推理意识、数据意识、模型意识、应用意识、创新意识。
数感、量感
⬇《数量与数字》《计量单位》两册,主要以数感、量感为核心——
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比如,数感要求✔能够在真实情境中理解数的意义、✔数与数量的对应关系,✔理解关于数的简单规律,✔整数的大小比较、✔进位制、✔奇数偶数,帮助孩子经历简单的从具体到抽象的思维过程,形成初步的数感。
《数量与数字》并不是直白地讲定义和概念,而是通过不同的、丰富有趣的真实场景,帮助孩子真正理解知识点的本质,了解这个数学知识点在实际生活中的应用。
⬇《数量与数字》目录
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你知道铅笔工厂的流水线上是怎么清数打包一箱箱铅笔的吗?
工人怎么保证每箱铅笔的数量都是一样的?
这其中就运用到了十进位制的知识——每10支铅笔装一盒(10支);每10盒铅笔装一袋(100支);每10袋铅笔装一箱(1000支),这样计数既简单方便而且准确率较高,在实际生活中应用广泛~
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在进位时每次都是满十向前一位进一,这就叫十进位制,是生活中常用的计数法则,孩子了解进位制也为后期理解乘法运算、乘方打基础。
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量感是小学低年级阶段的一个重难点,很多孩子对抽象的计量单位、不同单位换算没有实际生活的经验基础,总是会闹出很多笑话,比如大象重1500克、妈妈身高160米等等……这些问题产生的根本原因就在于孩子在学习时缺乏直接的生活经验积累——
✔️没有理解计量单位是怎么来的?
✔️使用计量单位在实际生活中的作用?
✔️如何将计量单位和实际生活中的事物联系起来?
✔️从实际生活中感受不同计量单位的差别
《计量单位》书里介绍单位时,总会与实际生活见到的具体内容相联系,将抽象的测量单位用图画形式展示出来,利用大脑对图画的直观性,了解这些单位概念,还教给孩子们如何准确了解单位:那就是从身边出发。
⬇《计量单位》目录
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比如讲到长度单位时,通过古埃及人修建金字塔的小故事,告诉孩子们“一腕尺”这个计量单位是如何诞生的,统一计量单位在人们实际生活中有什么重要意义!
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很多知识点都是通过漫画融入进去的,看着像是在读故事,其实知识点已经潜移默化中告诉孩子了!
比如,实际测量身边具体的事物感受毫米、厘米、分米、米甚至千米是什么概念;用尺子测量物体时,要从0刻度对齐开始测量等等。
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数据意识
数据意识,是新课标中首次重点提出,也是数学核心素养的重要方面,尤其是在如今的大数据时代,我们每个人都离不开大数据的“操控”,了解大数据的各种运算法则,以及大数据在实际生活中的运用,能让孩子在未来形成数据意识,更加理性、高效、清晰地处理问题!
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比如,讲解大数据在当今社会与我们生活为什么息息相关——
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讲解数据统计在古今中外对国家发展规划的重要影响——
这些案例都是源自生活,和孩子们认识的世界同步,让他们真切感受到数据统计在生活中方方面面的作用,既能在日常生活中发挥作用,又对国计民生有重要影响,让孩子们具备更高的认识高度和更广阔的视野。
推理意识
推理意识是新课标中第一次提出的小学数学教学的新要求,目的就是培养孩子养成有条理的思维习惯,从日常小事到以后的生活工作,都有很大的帮助,我们仔细观察就会发现,很多“学霸”并不是智商多高,而是他们的思维方式比普通孩子更清晰、更严密,而思维方式的逻辑性是可以通过练习来提升的。
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侦探小说被称为“脑力体操”,《奇妙的推理》中就讲了两个侦探小故事,故事的悬疑氛围吸引孩子们主动思考,跟随着破案的脚步,理解问题、推论细节,进而形成推理分析的能力,这个过程中思维不断严密、逻辑变得清晰有条理~
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推理是根据事实依据得出结论,故事介绍案情背景时,很多线索藏在细节里,锻炼孩子的阅读专注力、观察力——
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精彩的推理过程,考验孩子阅读故事时思维的严谨度——
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02
一线资深数学教师审编
抓准数学学习中的薄弱点、重难点
数学是小学阶段的重点学科,和物理、化学相比,数学科普需要解决的主要矛盾不是学科启蒙,而是解决孩子在学习过程中遇到的学习困难和门槛,很多困难家长可能难以想象,但是对于学习者来说就是迈不过去的槛。
比如,计算中的进位和退位,单位换算,时间单位的认识,小数大小的比较,等值分数,平均数与中位数的区别,统计图的选择使用等等。
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为了真正帮助孩子实际学习中遇到的困难,这套书从大纲策划阶段就请两位资深的数学老师介入指导,两位老师均有20年以上教学经验,且于老师所带的班级在每一届学生中数学成绩都是第一,擅长发现并解决学生的难点。
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从大纲的详细设计,到脚本的讲述逻辑,知识点的选择和放弃,再到语言的优化,两位老师都做到了深度参与。
比如,这套书中小学第一、第二学段(1~4年级)的课标知识式重点,约占有70%的分量;第三学段(5~6年级)的课标知识占有30%的内容,小学第三学段(5~6年级)中的代数方程、几何图形的面积和体积计算方法,其实不适合用漫画的形式讲,老师建议删除这些知识点,集中把1~4年级的基础概念、基础知识讲清楚,给孩子们5~6年级的数学打好基础!
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还有漫画中出现的名词概念、术语等,完全与教材同步,不会出现学校学的时候是一个叫法,读漫画的时候是另外一个叫法,真正做到与学校学习内容无缝连接,这也是我们请一线教师多次审读的必要性。
能够真正解决孩子在学习过程中遇到的很多问题,能够在数学学习的过程中起到很多知识点的查漏补缺的作用。
⬇修改细节处——
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03
知识由易到难,进阶式讲解
讲透讲明白,而不是一笔带过
这套书整体是按照内容的难易和知识间的关联关系搭建的,首先是共有8个分册,每册之间有较强的由易到难的逻辑关联。
从最开始,对数字和数量有基础理解,再观察身边可以度量的事物,将计量单位概念引出,让孩子将数字、数量和计量单位建立联系,同时还能延伸关于不同进制的学习;
对整数和计量单位有了较好的认识后,孩子能够慢慢接受非自然数的存在,在这个基础上讲小数和分数就更加合理。
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《几何图形》放在《数的运算》前面去讲,目的是向孩子渗透几何直观、数形结合的观念,先认识基础的图形,再去理解数形结合在运算中的使用,避免孩子阅读过程中深一脚浅一脚。
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其次,每本书的内容编排都是由浅入深,按照符合儿童数学认知规律的方式来编写的,一本书读下来知识就像盖楼一样一层层搭建起来;进而,在具体内容的呈现上,讲解不是浮于表面的泛泛而谈,而是尽可能深入到知识原理的层面,帮助孩子真正学明白数学的概念和规律。
咱们来看《几何图形》这本,书中用镜头这个人设,通过对图形变换过程的拍照,让孩子了解图形的特点,全面理解平面图形、立体几何图形。
⬇《几何图形》知识点大纲
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①先从点、线、面讲起,认识到点动成线,线动成面,面动成体,对世界万物提供一个几何角度的认知视角,将几何图形的出现看成是一个动态过程。
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②接下来,并不是直接开始讲具体图形,而是把从三维世界的立体图形如何转变成二维平面图形的过程用拍照片来模拟,帮助孩子理解这个抽象的过程。
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在照片中认识“角、边长”等概念以及几何图形的相互关系及命名规则,站在更高更系统的视角为孩子展示几何图形的全貌。
给现实中的立体图形的不同侧面拍照,能够得到三视图,帮助建立从二维到三维的抽象思维过程。
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③接下来,提供新的观察学习几何图形的视角:对称图形、旋转对称图形,通过图形的平移和运动,发现几何图形的妙趣和规律。
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④最后,镜头变身透视镜头,为立体图形照“X光片”,透视立体图形内部,透过透视图讲解立体图形的顶点、棱、面等概念。
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立体图形的搭建作为小学学习的难点及小学奥数的思维模型也被引入进来,让读者看到立方体是如何搭建成不同形状的图形,在这个过程中,哪些点、棱和面会被隐藏等等,把搭建的过程作为一种可见的思维过程展示给读者。
04
数学来自生活
我们的数学教育也不应该脱离生活
如果你想让孩子学好数学,就不能让他们觉得数学只是分数,要让他们切身体会到数学在生活中的用处,正如在这套书的《推荐序言》中,中国科学院院士、数学家郭柏灵老师所说:“数学来自生活,我们的数学教育也不应该脱离生活!”这一点也正是数学新课标的核心要求!
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这套书中选取的很多例子贴近生活,还融入了丰富的数学文化和前沿应用,读起来很有意思!
比如,我们经常用到的成语“一筹莫展”“略胜一筹”“运筹帷幄”等等~其实和古代数学计算有关,这里面的“筹”指的就是算筹,是古代商人行走贩卖做生意离不开的计算工具,它是在珠算发明以前中国独创并且是最有效的计算工具,大大方便了商人之间的贸易往来!
⬇算筹作为一种数学计算,甚至融入了成语中,成为了文化传承的一部分~
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前沿应用:应用数学去解决各类实际问题时,建立数学模型是十分关键的一步,如今,数学建模在我们的日常生活、经济发展中都有很关键的应用;
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