中国数学,到底该如何教育

学术   2024-11-04 00:00   加拿大  


中国


 数学教育存在9个问题:


上下滑动查看问题

1. 计算至上,忽略思维  

过分强调计算能力,忽略数学思维培养。

2. 兴趣缺失,做题机器  

缺乏对数学趣味引导,容易沦为“做题家”。

3. 应试导向,忽视理解  

以应试为主,扼杀数学本质的推理和探索。

4. 应用匮乏,脱离现实  

脱离实际生活,难以看到数学的创造和应用。

5. 缺少跨学科联系
数学与其他学科的联系被切割。

6. 提问太少,创新被抑制  

过度强调准确答案,忽视创造解题过程。
7. 数学与美的关系被忽略 

空间与线条带来的抽象之美,完全被忽略。

8. 缺少数学与幻想的结合 

忽视数学与幻想的联系,压制想象力。

9. 教学模式单一,缺乏游戏互动  

教学模式浅薄且单一,缺少游戏与互动环节。





面对以上问题,是时候探索新的数学教育之路
量子学派携手广州科协原创筹划302天,
打造“从一到无穷∞数学的进化”数学展。
这是国内首个“全龄段”数学启蒙展

开拓从0到1的数学启蒙之路
和数学信仰者一起共建数学大厦



让孩子和家长一起爱上数学

打造一个全息图景的数学王国



NO.01

什么是“从一到无穷∞数学的进化”数学展



它也是第一个针对家庭(父与子)教育的数学展!

数学是游戏,是思考,是父与子的对话,更是思想的启蒙之地。


《从一到无穷∞:数学的进化》数学展

于2024年10月19号正式开幕


⭕️场馆地点

广州市青少年科技馆


******************

点我打印展览信息


数学不再是枯燥的计算,而是沉浸式探索。通过游戏互动将数学知识从抽象变为具体,进入数学王国,俯拾数学之趣,体验数学之美

核心关键词:点亮顿悟启蒙激活


大大的 代表着无限,

勾股树藏着分形之美,
数学的比萨斜塔暗蕴危机


一个好父亲,应该带上孩子,发现数学之美

采用三原色://

配套《公式之美》《数学之美》《几何之美》。

激活隐性数学基因,从家庭开始!


“从一到无穷∞数学的进化”

数学展

具有以下特点:

1.数学家庭派对

让数学成为家庭互动的新方式,

从无限π对披萨店到爱心函数。

2.800平米的数学游乐场

通过互动挑战、拼图、打卡,

轻松理解数学的意义。

3.从1到∞,享受数学之深邃

数学是解决算不完的无穷大

研究诡异莫测的无穷小

4.数学大厦:30分钟让你读懂数学模样

只需30分钟,让你看到数学世界的全貌!


5.不分年龄,感知“数学之美”

数学启蒙不分年龄,人人可以爱上数学。

走进几何画廊,数学的美超越了一切。

6.数学到底有什么用?

数学与音乐、建筑、工程学

都可以巧妙结合。

7.让数学家复活与你对话

通过AI技术,复活数学家讲述他们的故事。

8.眼见未必为实,数学揭示真相

数学有一种魔力,

它能揭示眼睛所看不到的真相。

视觉会欺骗你,但数学不会。

9.数学大统一:打开幻想之门

跟随克莱因船,

跨越六大数学文明,寻找数学大统一理论。

10.点亮你的的数学大厦

动手参与构建数学大厦,

在官方网站继续你的数学之旅。


····


策展内容由文津奖得主主导

北京大学数学科学院教授

清华大学博士生导师

教育部高中数学课标研制专家

高等教育出版社数学首席编审论证审核

10万字策划“全息数学图景”

主创:量子学派+广州市科学技术协会




NO.02

🍕不能错过的“数学家庭派对”🍕


数学可以开派对!
适合家庭同行的数学派对,4个家庭成员最好。


想象一下,在生日派对上,你可以在披萨店的圆周率“π”中找到你的生日数字,看看它藏在小数点后的哪一位。




原来分享美食背后也有这么多数学的乐趣。


不仅如此,在这个数学家庭派对中,你还能和家人一起通过“爱心函数”打卡。用数学方程绘制爱心形状💗,在屏幕上调整变量, a(x²+y²-1)³+bx²y³ = 0,观察爱心变化,留下属于家庭的专属“数学爱心”。



NO.03

800平米的数学游乐场

沉浸式逛展↑)


整个展厅被设计成一个通关游戏。
任务是找到隐藏在展厅中的5个暗语,等待好奇心的探险者去发现。



第1步

前台领取任务卡

第2步


找到打卡点,提升数学能力

按照任务卡地图提示,寻找展厅中隐藏着打卡暗号!


第3步

寻找数学宝藏碎片

寻找15枚数学进化碎片,团队合作更高效!

第4步


点亮数学大厦


第5步

任务完成后领取盖章


每个暗语代表着计算力空间力推理力创造力与想象力。


寻找15块散落的数学进化碎片。
它们隐藏在几何模型里,埋在逻辑谜题之下。
每一个碎片代表了数学演化过程中的重要时刻,你将看到完整的数学进化图景。

这个800平方米的数学游乐场!拥有近30多个互动体验,无论是动手搭建、拼图游戏、逻辑挑战,一边玩一边学习,把数学变成探索的工具


提示

1

小朋友不要玩得太疯狂,请保持数学的理性;

2

不要只看到表面游戏,更要挖掘底层意义。表面是游戏,实际是数学。



04

从数字1到无穷∞,全龄段步步升级


从简单到复杂,让孩子先喜欢,再理解,边玩边学




从数字“1”开始,一路走向神秘的“∞”!

算不完的“无穷大”;读不懂的“无穷小”;还有前后矛盾的无穷逻辑。

人类的数学旅程就是挑战无穷的探险。


例如:
数字的无穷就像原始人数星星。数到10,数到100,再数到1000……数字没有尽头!算力的无穷。小时候用手指头数数,到后来用计算器,再到现在的超级计算机!
…………
还有维度的无穷应用的无穷分形的无穷……


你将从数数第一步开始,学习加减乘除,再到几何图形、函数公式,一直到最后探索神秘的“无穷”。像登塔一样,一步步爬上数学大厦,直至触碰“无穷”的秘密。



NO.05

数学大厦:30分钟让你读懂数学模样


学了这么多年数学,我们没有见过数学全貌!
身在此山中,云深不知处。

这一次,只需30分钟,你就能看到数学全貌!


最早的计数,再到代数和几何,再到改变世界的微积分,以及后面概率统计和拓扑学,还隐藏着数学分析、抽象代数、微分几何以及后门与各个学科的结合。

既是数学启蒙地图,也是数学全息世界


30分钟,轻松“登顶”数学大厦


NO.06

走进几何画廊,欣赏数学之美


爱数学的人,认为数学是最美的!

几何画廊,你将看到数学如何通过形状与比例,创造出惊人的美丽。


探索几何的对称与美感,从简单的三角形到神秘的分形,每一个都是美学与数学的结合

还有熟悉的蒙娜丽莎,她的画作中就隐藏着数学秘密——黄金分割!


还有被称为“数学的奇迹”的斐波那契数列。它出现在花朵的花瓣、贝壳的螺旋排列中,神奇的自然现象其实都与数学紧密相连!


最神奇的莫过于分形几何。蕨类植物、闪电的形状,甚至身体中的血管。分形的美丽让人感觉仿佛进入了奇幻世界,神秘又震撼。

几何画廊,不仅可以欣赏到数学之美,更可以领略背后的神奇数学规律!

懂得了数学的美,才能真正爱上数学。



NO.07

数学到底有什么用?


小朋友会问爸爸,学数学有什么用?
数学无处不在!只是很多时候没有感知到。

🏠建筑设计中的几何美学,

例如广州小蛮腰就利用了双曲线曲面!

🎵音乐旋律中的数学比例,

音乐节奏和旋律背后也有数学!

💰金融计算中复利魔法也是数学的有趣应用,这就是复利的魔力!


不仅如此,数学还可以帮我们理解小朋友的身高变化。通过正态分布,我们可以知道小朋友的身高的分布规律。还有趣味十足的转盘与概率游戏,明白什么是大数定律。最后墙面的翻翻板,聚齐了数学在各行各业的应用。

数学不再是枯燥的符号,

而是充满了乐趣的知识



NO.08

时空穿越:复活顶尖数学家


8位伟大数学家将“复活”,带你穿越到数学历史长河中。


想象一下,走进这个空间,看到电视里阿基米德被罗马士兵用刀架着脖子,欧拉在纸上推导公式,莱布尼茨在计算微积分的变化,伽罗瓦与陌生青年在决斗,陈景润在深夜中推算哥德巴赫猜想的步骤。


这些数学家们不再只是书上的名字,他们在互动中“复活”,将抽象的概念变得生动而具体。


我们还为展厅特写了一首数学歌《以数之名》!让更多的数学家重新回归到我们的视野。






NO.09

眼见未必为实,数学揭示真相


看到的未必是真的,数学告诉你真相!
通过视错觉装置体验视觉的局限——看起来静止的图形却在“旋转”,两个看似不同的大小其实一样大。


数学帮我们理解错觉

相信数学>相信你的眼睛。


还有更神奇的拓扑结构:

第一个是莫比乌斯带。第二个展具是克莱因瓶模型。你可以观察它的独特形状,尝试让小球从“里面”跑到“外面”,会发现它其实没有内外之分。




利用克莱因瓶的原理,设计了一台奇幻的克莱因船。它的结构模仿克莱因瓶的无缝连通特性,可以穿越不同的空间!让你感受到数学在想象力中的无限可能。


NO.10

数学打开幻想的大门


数学不仅仅是理性的工具,同样是想象力的起点。

将数学与科幻结合起来,具有更加强大的力量。
数学不是束缚思维的,反而是启迪想象的。


看看克莱因船的科幻之旅:

穿越六大数学文明,每个文明都充满了独特的数学谜题和思想。在旅程的每一站,克莱因船都面临全新的数学挑战,目标是寻找大统一理论。


特别是第23号舱,这是克莱因船上最神秘的舱室之一。在这个实验室中甚至可以通过互动装置“切割”高维立方体,观察在三维空间中的投影,亲身体会高维的奇妙与复杂。





这正是数学想象力的极致体现——

数学的世界里,充满了无尽的奇迹与发现!





NO.11

点亮你的数学大厦


数学就像一栋大厦

而你将成为这栋大厦的建造者!


在这里,你有机会通过47层数学挑战,一步步构建属于自己的数学高楼。

第39层~第47层:

受我一拜,你是我的偶像

你打通了前往无穷∞世界的大门!
第30层~第38层:

不晕吗,这可是大师的领地

穿越数论长廊!最难猜想在等你破解!
第21层~第29层

精英的战场,牛顿在等你

微积分∫在向你挥手,群论⊕为你闪耀!

第15层~第20层:加速了,系好天才安全带

排列组合和统计概率的风暴区,准备起飞!

第10层~第14层:攀登吧,进入学霸世界

在这里,你将遇到未知数x!

第8层~第9层:聪明的你,会应用数学了

世界不再是谜团,它可以被描述!

第5层~第7层:老师教过,你能轻松过关

几何的王国属于你!⊙、□、△是不是很熟悉?

第1层~第4层:坐好⇧电梯,这里你都懂

这里有可爱的123,还有+、-、×、÷魔法符号!



点亮大厦”是充满乐趣的游戏环节,目标是点亮所有47层,当你达到大厦顶端,整座大厦都会因为你的智慧而被彻底点亮!
一层层向上,最终筑起这座通往无限可能的数学之塔





NO.12

隐藏的逻辑、暗线和故事


除了表面的数学主线,还有隐藏的暗线等待你去发现!

1

数学漂流记

数学的漂流旅程就像是一场跨越数千年的探险,从公元前古中国、古巴比伦算术到公元 17 世纪的微积分,再到20世纪的现代计算机,隐藏在欧拉螺旋点上。

2

数学的进化

数学到底有多复杂,是堕入深渊还是挺进巅峰,这条线接近 10000字,隐藏在数学展厅的出口。


3

三次数学危机

数学曾经历三次重大危机,几乎颠覆数学体系。三次危机,细心的朋友能找到。

4

周易与二进制

中国古代的周易中就有关于二进制的思想,我们复刻了一枚莱布尼茨设计的二进制的古银币。


5

数学家历史图

历史上到底有多少数学家,他们的时间到底是如何分布的!



6

数学全息图景

虽然是一个数学启蒙展,实际上延伸到几乎数学所有领域。例如,代数、几何、微积分、群论和拓扑等,认真一点就可以看到数学全貌。

7

数学大统一

克莱因试图将几何、拓扑等数学分支统一。克莱因瓶引入拓扑结构,克莱因船进一步拓展高维空间,为数学和物理提供统一框架。虽然小朋友不能完全理解,但也希望他们能感知到数学大统一!


NO.12

从∞到1:为孩子种下一颗数学种子


从一到无穷∞数学的进化”数学展,

总体来说是在玩一个数学通关游戏:

提出 “∞”背后隐藏的秘密

通关 “47”层数学进化

交互 “36”个数学问题

解锁 “21”个知识领域  

搜寻 “15” 枚进化碎片  

探索 “8” 个无穷理论  

打卡 “5” 种核心能力  

化解 “3” 场数学危机  

寻找数学"大统1理论"


当然,通关只是一个结果,希望体现过程时让更多人知道:



数学是玩的,通过互动让孩子们发现数学的乐趣;

数学是美的,每一个几何形状、每一个函数曲线都充满了对称和韵律;

数学是真的,它让我们认识世界、解决问题;

数学是有想象力的,它能够描述我们眼睛看不到的世界;

数学是讲道理的,每一个定理背后都有着严谨的逻辑;

数学是宏大的,无穷大是它的探索对象;

数学是微小的,无穷小让我们理解变化的细节;

数学是有趣的,每一个谜题都有一个惊喜的答案;

数学是简单的,数学只要爱上就非常容易;

数学又是深刻的,它解释了宇宙的规律;

数学是最高级的审美,它是宇宙语言,是美和真理的统一。


中国的数学教育,

是需要做出一些新改变。


这个展的名字叫“从一到无穷”

而它隐藏的另一面却是“从到1”。
而这个1,指的正是你自己,所有的一切,皆由你来创造。


你,就是这个世界的一切。
真诚希望,为孩子种下一颗数学种子。



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