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第115章 成长课堂的“笨方法”(1 / 1)

下午三点的阳光,透过“知行社区学苑”教室的百叶窗,在地板上投下斑驳的光影。教室里弥漫着淡淡的粉笔灰气息,三十张课桌椅整齐排列,前方的投影屏亮着,映得整个教室格外明亮。这是王老师的数学思维课,往常这个时候,教室里总能听到笔尖划过纸张的沙沙声,或是学生们小声讨论的声音,但今天,气氛却有些不同寻常。

投影屏上,一道开放性问题清晰地显示着,字体是柔和的深蓝色:

【城市公园计划扩建一个圆形花坛,现有等长的栅栏可用于建造一个正方形花坛或一个圆形花坛。请问:哪种形状的花坛面积更大?请证明你的结论,并探索栅栏长度变化是否会影响你的结论。】

底下的学生们大多是初中生,脸上还带着少年人的青涩和活泼。看到题目后,不少人眼睛亮了起来,尤其是坐在第三排的周涛,他下意识地摸了摸口袋里的手机,嘴角勾起一抹“不过如此”的笑容。作为“智学精灵”ai家教的重度用户,这类几何应用题对他来说毫无难度——打开app,输入题目,十秒钟内就能得到完整的解题步骤:从正方形和圆形的面积公式推导,到用导数求极值证明“周长固定时圆面积最大”,甚至还有拓展延伸的类似题型,清晰得不能再清晰。

“这题也太简单了吧,ai秒出答案啊。”周涛旁边的男生小声说道,语气里带着一丝不以为然。

“就是,王老师怎么会拿这种题来考我们?”另一个女生附和着,已经开始不自觉地抬手,想要去拿桌洞里的平板。

但王老师接下来的话,像一盆冷水,浇灭了他们的轻松心态。他走到讲台中央,双手轻轻按在讲桌上,目光缓缓扫过每一张年轻而略带困惑的脸,语气平静却带着不容置疑的坚定:“今天,我们不直接计算,也不允许使用任何电子设备或公式手册。手机、平板、智能手表,全部关机或者放到桌洞最里面,谁也不能碰。”

学生们愣住了,脸上的笑容瞬间僵住。

“啊?”周涛忍不住喊出了声,他皱着眉头,一脸不解,“王老师,这题明明有现成的公式啊,直接代入比较一下不就完了?干嘛要这么麻烦,不用ai也不用公式,那怎么算啊?”

“就是啊王老师,数格子吗?那多不准啊。”

“用ai多快啊,还能保证正确率,何必费这个劲?”

教室里响起一片窃窃私语,学生们脸上满是困惑和不解,甚至还有几分抵触。在他们看来,有了ai这个“万能助手”,再用这种原始的方法解题,简直是浪费时间。

王老师没有立刻反驳,而是耐心地等学生们安静下来,才缓缓开口:“大家说得没错,ai确实能瞬间给出标准答案,公式也能直接套用,省时又省力。但今天这堂课的重点,不是让你们‘知道’哪个面积更大,而是让你们‘体验’——体验人类在没有ai、没有现成公式的年代,是如何一步步观察、猜想、试错,最终发现和论证这个结论的。”

他走到学生中间,拿起一张课桌上午剩下的草稿纸,轻轻晃了晃:“我们试试看,能不能用一些‘笨办法’,亲手把这个答案‘挖’出来。这个过程可能会很慢,可能会犯错,可能会走弯路,但我相信,你们能在这个过程中,感受到数学真正的魅力。”

说完,他示意助手把准备好的工具分发给每个小组:每组分到一卷长度相同的红色棉绳(模拟栅栏,提前用尺子量好,每卷都是20厘米),一叠方格纸,一把剪刀,一瓶胶水,还有一把直尺和一个圆规。

“第一步骤,”王老师回到讲台,打开投影仪,展示出操作要求,“请大家用手中的绳子,分别围出一个标准的正方形和一个标准的圆形。围好后,把这两个形状拓印在方格纸上——正方形可以用尺子辅助,圆形可以沿着绳子边缘描画。然后,我们用数格子的方法,近似计算出两个图形的面积,比较它们的大小。”

“数格子?”周涛瞪大了眼睛,有些不敢相信,“王老师,数格子多不准啊,而且多麻烦。”

“正是因为不准,也麻烦,我们才要做。”王老师笑着说,“数格子是最原始、最直观的面积计算方法,它能让你们亲手‘触摸’到面积的本质,而不是仅仅记住一个抽象的公式。大家在数的时候,不满一格的可以按半格计算,看看最终能得到什么结果。”

学生们虽然还是觉得麻烦,但在王老师的坚持下,还是开始动手操作起来。教室里顿时热闹起来,绳子的摩擦声、剪刀的裁剪声、学生们的讨论声交织在一起。

周涛所在的小组有四个人,他负责围正方形,另一个女生李萌萌负责围圆形。周涛拿着绳子,很快就围出了一个正方形——20厘米的周长,边长就是5厘米,他用尺子量好,在方格纸上快速画了出来。而李萌萌围圆形的时候却遇到了麻烦,绳子软塌塌的,怎么也围不标准,要么变成椭圆,要么半径忽大忽小。

,!

“你行不行啊,怎么围得这么歪?”周涛忍不住抱怨道。

“你试试啊,圆形本来就不好围!”李萌萌有些不服气,把绳子递给周涛,“你来围,我来画。”

周涛接过绳子,尝试了好几次,才勉强围出一个还算标准的圆形。他把绳子放在方格纸上,让李萌萌沿着边缘描画,自己则开始数正方形的格子。“1、2、325,正好25个整格,面积就是25平方厘米。”周涛很快数完了正方形,得意地说道。

然后他们开始数圆形的格子。圆形比正方形难数多了,边缘有很多不满一格的地方。“这个算半格,那个也算半格”李萌萌拿着笔,一个个标记着,周涛在旁边帮忙计数。“一共28个整格,16个半格,16个半格就是8个整格,总共36个整格?不对,等一下,这里好像数多了。”周涛皱着眉头,又重新数了一遍,“不对,应该是26个整格,18个半格,总共是26+9=35平方厘米?”

“不对不对,我数的是27个整格,14个半格,总共34平方厘米。”李萌萌反驳道。

两个人因为数格子的问题争论起来,其他两个组员也加入了计数,结果五花八门,有说33平方厘米的,有说35平方厘米的,但不管怎么数,圆形的面积都比正方形的25平方厘米大。

“奇怪,真的是圆形面积大?”周涛喃喃自语,虽然他早就知道答案,但亲手数出来,还是有一种不一样的感觉。

其他小组也遇到了类似的情况,有的数出来圆形面积是32平方厘米,有的是34平方厘米,虽然数值有误差,但都比正方形的面积大。教室里充满了讨论声,有的学生在抱怨数格子太麻烦,有的在好奇为什么圆形面积会更大,还有的在尝试更精准地计数。

王老师在各个小组之间走动,看着学生们忙碌的身影,时不时停下来提点两句:“数的时候要耐心,不满一格的可以统一按半格算,尽量保持一致的标准。”“围圆形的时候,尽量让绳子绷紧,这样拓印出来的形状才标准。”

等所有小组都完成数格子的步骤,王老师拍了拍手,让大家安静下来:“好了,大家都说说自己小组的结果。正方形面积都是多少?”

“25平方厘米!”几乎所有小组都异口同声地回答。

“圆形呢?”

“34平方厘米!”“32平方厘米!”“35平方厘米!”学生们纷纷报出自己的结果。

“虽然大家数出来的圆形面积有差异,但有一个共同的结论,对吗?”王老师笑着问。

“圆形面积比正方形大!”学生们齐声回答。

“很好。”王老师点点头,“数格子虽然是近似方法,有误差,但它让我们直观地感受到了,在周长相同的情况下,圆形的面积确实比正方形大。这是我们通过自己的双手和眼睛得到的初步结论。”

他顿了顿,继续说道:“接下来是第二步骤。如果我们不想数格子,还有什么更‘数学’一点,但又不用复杂公式的方法来比较这两个图形的面积大小?大家可以小组讨论一下,尝试用剪拼、分割等方法,看看能不能找到更严谨的比较方式。”

教室里再次陷入热烈的讨论中。有的小组开始尝试把正方形和圆形剪下来,重叠在一起,看看能不能通过剪拼,把其中一个图形变成另一个,从而比较面积;有的小组则尝试把正方形分割成小三角形,然后用这些小三角形去填充圆形,看看能不能填满;还有的小组开始测量圆形的直径和正方形的边长,试图找到它们之间的关系。

周涛的小组一开始还是想往公式上靠,周涛小声说:“其实我们可以用面积公式啊,正方形面积是边长的平方,圆形是πr2,周长都是20厘米,代入一下就行了。”

“不行啊,王老师不让用公式。”李萌萌提醒道。

“那怎么办?剪拼试试?”另一个男生提议道。

他们把剪下来的正方形和圆形重叠在一起,发现圆形比正方形大出一圈。他们尝试把正方形的四个角剪下来,拼成一个小的四边形,然后试图贴在圆形的边缘,但发现根本无法完美贴合。“这样不行,形状不一样。”李萌萌摇了摇头。

“那把圆形剪下来,分成很多小扇形,然后拼成长方形?”周涛突然想起以前在书上看到过圆的面积推导方法,但具体怎么操作,他已经记不清了。

他们尝试把圆形剪成八个小扇形,然后把这些扇形的圆弧朝外放,拼成一个近似的长方形。“你看,这个长方形的长好像是圆周长的一半,宽是圆的半径。”李萌萌指着拼成的图形说道。

“那长方形的面积就是长乘宽,也就是圆周长的一半乘半径,这是不是就是圆的面积公式?”周涛眼睛一亮,但很快又皱起了眉头,“可是我们还是不知道怎么和正方形比较啊。”

他们的讨论陷入了僵局,周涛有些烦躁地抓了抓头发,下意识地又想去摸手机,手伸到一半才想起王老师的规定,只好又缩了回来。他看着桌上剪得七零八落的图形,心里有些不耐烦:“明明有简单的方法不用,非要用这种笨办法,真是浪费时间。”

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王老师注意到了他们小组的困境,走了过来,没有直接给出答案,而是笑着问道:“你们尝试了剪拼的方法,很好。那你们有没有想过,正方形和圆形的面积,都和它们的周长有关。既然周长是固定的,能不能用周长来表示它们的边长和半径,然后找到一种方式来比较这两个面积的表达式?”

“用周长表示边长和半径?”周涛愣了一下,“正方形的边长是周长除以4,圆形的半径是周长除以2π,这个我知道。”

“那面积呢?”王老师继续追问。

“正方形面积是边长的平方,也就是(周长÷4)2,圆形面积是πr2,也就是πx(周长÷2π)2。”李萌萌接过话头,快速说道。

“那你们能不能把这两个表达式写出来,然后想办法比较它们的大小,而不直接代入具体的数值?”王老师提示道,然后便转身去了其他小组。

周涛和组员们面面相觑,然后开始在纸上写写画画。方形面积就是l2÷16,圆形面积是l2÷(4π)。”周涛一边写一边说,“要比较这两个面积的大小,其实就是比较l2÷16和l2÷(4π)的大小。”

“l2是相同的,而且都是正数,所以只要比较分母就行了,分母越小,分数值越大。”李萌萌突然眼睛一亮,“所以问题就变成了比较16和4π的大小!”?”!”

“对!就是这样!”周涛猛地一拍桌子,脸上露出了兴奋的笑容,刚才的烦躁一扫而空,“我们不用计算具体的数值,只要比较分母就行了!”

他们终于找到了比较的方法,每个人脸上都洋溢着成就感。周涛看着纸上的推导过程,虽然步骤很简单,但这是他们自己一步步思考出来的,比ai直接给出的答案更让他感到兴奋。

其他小组也在王老师的点拨下,陆续找到了思路。有的小组和周涛他们一样,通过代数变换比较面积表达式;有的小组则用了更直观的方法,他们用不同长度的绳子(有的小组偷偷剪短了绳子,尝试了16厘米、24厘米的周长)重复了之前的实验,发现无论周长是多少,圆形的面积总是比正方形大。

“老师,我们用不同长度的绳子试了,发现结论都是一样的!”一个小组的代表兴奋地说道。

“哦?为什么会这样呢?”王老师笑着问道。

“因为在比较的过程中,周长l的平方被约掉了,所以结论和l的具体数值无关!”那个学生自信地回答道。

“非常好!”王老师赞许地鼓起掌来,“大家通过自己的思考和尝试,不仅证明了周长固定时圆形面积大于正方形面积,还发现了这个结论和周长的具体长度无关。这就是数学思维的魅力——从具体的现象中,找到普遍的规律。”

他走到讲台前,拿起粉笔,在黑板上写下了完整的推导过程,但这次,学生们看着黑板上的公式,不再是陌生的抽象符号,而是他们自己一步步探索出来的成果。

一堂课下来,进度比平时慢了很多,原本四十分钟就能讲完的内容,足足用了一个半小时。很多时间都花在了试错、争论和看似徒劳的尝试上,学生们的额头上都渗出了细密的汗珠,有的衣服甚至被剪刀剪破了,但每个人的眼神都很亮,充满了探索的热情和收获的喜悦。

下课后,学生们没有像往常一样立刻收拾东西离开,而是三三两两地聚在一起,继续讨论着课堂上的内容。周涛磨磨蹭蹭地收拾着桌上的工具,等到其他同学都差不多走光了,他才走到王老师身边,有些不好意思地挠了挠头:“老师,今天这堂课感觉脑子有点累,但又好像挺爽的。跟‘智学精灵’直接讲明白的感觉不一样。”

“哦?哪里不一样?”王老师笑着问道,拿起桌上的水杯喝了一口水。

“就是答案好像变成‘我的’了。”周涛想了想,努力组织着语言,“智学精灵给的答案,我知道是对的,但它就放在那里,是它的,我只是记住了而已。今天这个答案,虽然慢,虽然绕了很多弯路,中间还争论了半天,甚至有点烦躁,但这条路,好像是我自己和组员们一起踩出来的。我知道每一步是怎么来的,为什么要这么做,这种感觉很不一样。”

他顿了顿,继续说道:“以前用ai的时候,我总是直接看答案,有时候甚至连推导过程都懒得看,虽然做题很快,但过几天就忘了。今天用这种‘笨方法’,虽然花了很多时间,但我觉得我这辈子都忘不了这个结论是怎么来的。”

王老师欣慰地笑了,拍了拍周涛的肩膀:“这就是‘思考的过程’的价值。ai可以给你地图和终点,让你一步到位到达目的地,节省时间和精力。但沿途的风景、攀爬的汗水、迷路时的焦虑、找到路径时的狂喜,这些体验,是它无法给予,也无法替代的。”

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他看着窗外,阳光正好,一群学生在操场上奔跑嬉戏,脸上满是无忧无虑的笑容。“学习,尤其是数学思维的锤炼,其核心魅力往往就在这些‘笨办法’和‘慢过程’之中。”王老师的语气变得严肃而认真,“这些过程锻炼的是你的思维韧性——在遇到困难时不轻易放弃;是探索勇气——敢于尝试不同的方法,不怕犯错;是创造能力——从无到有,构建属于自己的逻辑链条。这些能力,才是未来无论ai如何发展,你都不可或缺的‘内核’。”

“ai可以帮你解决一道题、十道题,但它无法帮你培养解决问题的能力。当未来遇到ai也无法解决的新问题时,这些通过‘笨办法’锤炼出来的思维能力,才是你最强大的武器。”

周涛似懂非懂地点了点头,但眼神里多了几分坚定。他想起自己在课堂上那种烦躁、困惑,到最后豁然开朗的感觉,心里好像明白了什么。原来,学习不仅仅是为了得到一个答案,更是为了在探索答案的过程中,成为更好的自己。

王老师看着周涛的样子,欣慰地笑了。他知道,这堂课播下的种子,可能不会立刻发芽,但总有一天,会在学生们的心里生根、开花。在这个ai越来越普及,越来越多的人依赖技术获取答案的时代,他要做的,就是固执地守护好这片允许学生“慢下来”、“笨一点”、亲自探索和体验的土壤。

他想起社区里那些焦虑的中年人,想起李姐和她的红烧肉,想起赵小刀和他的配送团队,想起深夜救援的陈默他们。其实,无论是成年人面对技术冲击的转型,还是学生的学习成长,核心都是一样的——在技术提供便捷的同时,守住人类最本质的能力和价值。

王老师收拾好讲台,关上投影仪。教室里很安静,阳光依旧透过百叶窗,在地板上投下斑驳的光影。他知道,未来的路还很长,他会继续用这些“笨方法”,陪伴着学生们一点点成长,一点点锤炼属于他们自己的“内核”。这,或许就是人类导师在ai时代,最独特、最不可替代的价值。

需要我基于这一章的结尾,设计下一章情节(比如学生们将“笨方法”应用到其他学科探索,或社区学苑开设面向成人的“思维训练工作坊”),并继续扩写吗?

喜欢。

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