如何教出數學小天才:真正建構式數學的精神(1)

Dr. Eternal(數學教育博士)
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【大紀元8月3日訊】

自古有言:「強將手下無弱兵」。一流教師培育出一流人才,道理雖顯而易見,然而在功利掛帥的社會,一流人才並不願到教育前線來。有鑑於此,本人不願躲在大學的高聳圍牆內,自願到前線作戰!然而一人之力並不能對眾人需要,畢竟一人親授的學生有限,因此在此呼籲有志有識之士共襄盛舉,共同投入這場「溫柔的革命」。

教育改革,又稱「溫柔的革命」。因為它所採取的手段是溫柔的,是漸進的,是建設多過破壞的,它革的是思想,而不是人的命,然而,它確實可以改變人的生命。

數學天才教育法,和普通的數學教育或者傳統的數學教育,最主要的不同在哪裡?

它立基於一個理念:人類是天生的數學家,人的身體是數學模型,人的思考適數學邏輯。內邊他的數學的能力完美俱足,外面他住在一個幾何世界當中。

數學教育家的職責,是透過各種方法喚醒這種內在本能,讓它得到機會發展成大能。

要約略見出數學天才教育法的理念和方法,請閱讀本人的「如何教出數學小天才」一書。

第一章:引發「天生」的量概念

人一出生就認識數學,數學本來就深植在意識中--這句話禁得起檢驗百千萬億次。

既然小孩天生知道數學,那麼教師的工作剩下一件事--「引發」!別小看此二字,當中有大學問在,因為引發的方式不下萬端。

英文的教育一詞是education,edu-是「引出」之意。西方人認為教育的過程就是引發的過程,是由內向外,而非反向。

讓我們一切歸零,回到赤子之心的原始狀態。請把自己想像成純淨、未受污染的小孩,剛從數學的天堂下到地球,而天然的數學概念原封未動地靜躺在意識深處,等著我們把它喚醒。

第一節 大小多少是數量本能

現在讓我們一起進行神秘又興奮的數學之旅!

嬰兒出生下來沒多久,剛學會集中焦點專注看某樣東西時,看到一張大臉在眼前晃動,不久嬰兒就知道,那張大臉是「媽媽」,那張臉成為嬰兒眼中的宇宙核心。嬰兒意識中的大小概念開始醒來,緊接著,嬰兒注意到周圍晃動的影像和靜止的物體,大部分都都比自己的尺寸還要大許多。

當嬰兒喝了些奶,還感到餓時,就會大聲哭泣,代表它知道這次的奶量太少。嬰兒把奶嘴從嘴裡吐出,不願意再喝,代表已經飽了,知道這次的牛奶量太多了。

嬰兒哭的時候,如果沒有人來看它,它就知道自己哭太小聲,以至於沒人聽見,於是他拉開喉嚨,越哭越大聲,直到有人聽見為止。它知道自己可以控制音量的大小聲,也可以改變多(飽)或少(餓)的狀況。

大小和多少,是人剛出生沒多久就會醒來的概念。人天生知道三種量:

大中小:跟自己的尺寸差不多,比自己大,比自己小。

剛好、太多、太少:剛好是自己需要的量,比自己需要的少,比自己需要的多。

超過這三種量,就要進入數量命名的範圍。人類的社會用說話的聲音和書寫的符號來命名,而剛生下來的小孩不會說話,也不會寫字,不懂數學符號,所以說數學的表達是社會化的過程。在不同的社會中,有不同的數學表達方式,用不同的符號,然而它們都指向背後唯一的數學真相。

小孩不懂數學的表達方式並不代表他們不懂數學,正如前文所言,數學意識是天生的。心理學家作過一個有趣的實驗:把兩張卡片擺在嬰兒眼前,一張上面有一個大紅點,另一張有兩個大紅點。嬰兒注視這兩張卡片時,表情不一樣,它不停地輪換瞧瞧第一張卡片,瞧瞧第二張卡片。換句話說,嬰兒已經能夠辨識出兩張卡片不同,一張的點多、另一張點少。

人類最先發展的是大小或多少的概念,然後會發展中間概念,也就是大、中、小,在下文的積木操作法當中,會介紹如何測試小孩是否發展了大中小的概念。

*代表三個數字的三根積木:測試天然的大中小概念


請務必把教古氏積木放在教符號(數字)之前。用積木來認識數量、操作數量--加減乘除等,遠比用符號操作加減乘除容易。譬如:


以上兩種方法,哪一種比較容易教小朋友加法呢?第二種!所以說,積木自身的分解合併就已經包括加減乘除的道理在內了。

因此,再三強調,先教小朋友認識積木,操作積木,而不要先教符號和操作符號。數字就是符號,教小孩數字就是教符號,無論是教他「唸」數字,還是教他「寫」數字,或者「辨認」數字,都屬於教符號的範圍。而符號跟數學並不是同樣的東西,不能畫上等號。

*感官的應用

除了古氏積木外,人身也正是步折不扣的數學幾何模型,小孩子最先好奇的是自己的身體,如果能夠運用身體來教數學,也會收到快速的學習成效。

譬如,如何教導一和二的概念呢?很明顯地,人有一個頭、一個鼻子、兩個耳朵、兩個鼻孔、兩個眼睛、一張嘴、一個舌頭、兩片嘴唇、兩隻手、兩隻腳、一個脖子等,再來就是複雜的五和十的概念,我們的手指和腳趾證明五和十的數量一出生就跟隨著我們。我們可以教小朋友唸誦一、二、三、四、五、六、七、八、九、十等來數手指或器官的數目。但在這裡有一個麻煩的地方,那就是中文的「一」和「第一」,二和第二是沒有多大差別的,而英文中的two和the second是有明顯差別的。因此我們在教小朋友數手指時要特別注意,唸二時,要伸出兩根手指;唸第二時,只能伸出第二根手指。否則小朋友只會空唸數字,就像唱歌似地背誦起來,並不真正了解數字的意義。

在此建議手指的序數和基數如下:(這個方法合乎日後「指算法」的原理。指算法是珠算改良法,兩者都可發展為心算。)


雖然用身上的器官為起點認識數量,是個好方法,但它只是個入門,因為它沒有規律性,至多只有對稱,不能任意分解合併,所以本身並不自動含加減乘除的法則在內,而加減乘除其實就是分解和合併的動作,並沒有其它成分在內。因此,古氏積木還是必須的,古氏積木才能教出高深數學,而手指僅是一種提醒。

數學教育博士Dr. Eternal撰稿,2004/6/16
eternal2004yen@yahoo.com.tw
Dr. Eternal Yen, PO Box 95844
Seattle, WA 98145-2844, USA

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