在上文《一道六年级数学统测题,没有一个老师看得懂》中,题目如下:
据说,这道题难住了几乎所有小学数学老师
甚至很多老师连题目都读不懂。
——从新课改指向“学科思维”、“知识迁移”的角度来看,
为了避免通过大量刷题、针对题型进行“套路化”训练
让学生做大量看似提高解题技巧、却对学科思维毫无帮助的“无用功”
一定会出一些学生见所未见的题型
才能考察学生对知识的“真正理解”
才能真正考察学生的思维能力!
这道题体现的就是这样的新课改指向!
这道题需要的并非“解题”、更非“刷题”
只需要对人类思维过程、概念形成过程有些了解,
是可以解决的。
王珏老师通过哲学与学习科学中“概念形成”、“思维与语言关系”的研究
以及本人对数学知识的粗浅理解,
推导出一个答案
未必准确,思路仅供参考。
——此外,文后还附有Kimi从AI视角给出的解答
也让人感到眼前一亮!
————————————
从人类思维、以及学科思维角度,
这道题可以有三种思考方法。
当然,无论哪个角度,需要先明确的是:
- υ、ψ,是两个数学运算符,它们都表示某种运算规则
此外,为了理解方便、看起来不别扭,我们可以在式子两边加上等号,如:(aυb)υc =(aυb)υc
【角度一】基于已有数学运算符的进一步“抽象”
(aυb)υc=(aυb)υc,形式上看起来就像是“结合律”,
这可以启发我们进一步思考。
思考的基本方向如下:
人类的“概念”都是怎么来的?
以及符号在此过程中到什么作用?
人类的“概念”都是怎么来的?
以及符号在此过程中到什么作用?
——这恰好是哲学、学习科学都关注的,也是王珏老师给老师做培训时必讲的内容(如下图),这也许是我能够轻松理解的原因吧。
上面两点,其实是人类的基本思维方式,
王珏老师在学习科学、深度学习、新课改培训中,
都会根据上图讲解如下内容:
1、概念,是对一类事物的共同特征进行“归纳”和“抽象”而来
对于已知的概念,同样可以进一步归纳和抽象,形成新的概念。
2、概念,必须要借助于语言/文字/符号。
也就是说,新概念必然采用“新符号”。
在上题中,υ是一个“新符号”、也是一个“新概念”
而且从形式上看,它符合“结合率”
——当我们知道在人类思维中
符号是指代概念的
而概念是一类事物共同特征的归纳
自然就会沿着以下路径思考:
什么场景或概念具有“结合律”的“共同特征”
可以把这个特征进一步归纳、抽象为υ呢?
——很容易想到,在小学中加法、乘法都是符合结合率的
因此,我们就可以这样理解:
可以把υ视为加法和乘法的进一步抽象
它指代的是“符合结合率”的运算法则
那么,ψ该如何思考呢?
显然,ψ与υ是两种不同的运算
既然前面我们把加法和乘法归纳、抽象为υ
那么很容易想到,
减法和除法也许就可以归纳、抽象为ψ
——在这种思路下
ψ与υ显然不能等同!
不知道大家是不是想提出这样的问题:
以上思考是否只是为了解题需要的“牵强附会”呢?
No No No!
这是标准的“专家思维”!
任何一个学科中的概念,
都必然由“归纳”而来
为了表述的方便、或研究的需要,
把一类具备共同特征的事物或概念
把其共同特征抽取出来,形成新的“概念”
是所有学科(事实上是人类思维)的共同“玩法”。
比如:所谓“群论”,不就是伽罗华对多项式方程的根的置换对称性的描述而发明的“概念”吗?
如果我们在数学研究中
为了表述的方便、或分类的方便
以υ指代的是“符合结合率”的运算法则
那再正常不过了!
尤其是当我们进一步扩展数学知识时,
符合υ运算的,可不止加法、乘法,
还有集合中的并集、交集
矩阵加减
向量加减
数字电路中的and运算与or运算
——有这么多符合这一特征的运算法则
我们单独给它命个名,
就数学研究本身也非常有价值的!
【角度二】“抽象概念”的还原、具体化
不认识(aυb)υc =(aυb)υc?
如果我们能够把υ理解为
可能是某种运算规律的抽象产物,
那么,我们就可以把它具体化,
比如:“加法”
把υ换成+,这个等式仍然是成立的
同样,当我们把ψ用“减法”来替换时
这个等式就不成立了。
(其它法则无需考虑,因为只要有一个特例不成立,结论就不成立)
【角度三】将符号转换为语言,再运用语言逻辑进行判断
从思维与语言的关系来看
思维是由语言承载的,
因此思维中的逻辑,必然会体现在语言的逻辑上!
我们可以把(aυb)υc =(aυb)υc用语言来表示,即:
运算υ符合“结合率”
那么,(aψb)ψc =(aψb)ψc
就是运算ψ也“结合率”
按照题意,把两句话连起来,就是:
如果某个运算υ符合“结合率”
那么,另一个运算ψ也必然符合“结合率”。
——这显然没有什么逻辑必然性
即便不用逻辑推导的方法
随便举个例子(比如加法和减法)就知道了。
————————————
最后,非常有趣的是:
王珏老师最近一直在研究Kimi
遇到什么问题都丢给它看看答成什么样
——大多数时候效果非常好
当我把这题丢进去时,结果有一些小小的惊喜:
虽然Kimi把υ理解为“并集”的符号
但后面的结论和推理的依据倒是基本正确的!
此外,当我提问“什么运算不符合结合率”时,
更大的惊喜来了:
Kimi居然自己“编”了一个符号⊕
来表示“符合结合率”的运算符
这简直和题目中的符号υ异曲同工!
——顺便说一句,还不知道Kimi、遇到文字/文档相关问题还不习惯于问Kimi的,当心!你也许很快被淘汰哦!
赶紧来看王珏老师的系列AIGC文章:
《#ai 王珏老师AIGC教育应用文章集锦 》
《#ai 王珏老师AIGC教育应用文章集锦 》
————————————
小学六年级的这道题
不仅小学生不会
连小学数学老师、甚至数学博士
都摸不着头脑,说明了什么?
它说明了新课改中所强调的
“大观念/big idea”、“专家思维方式”
正逐步通过考试、评价的方式体现出来
它还说明了课本中所写的、老师所教的、学生所学的
都只不过是规定好的“学科事实”
(正如加德纳所言)
然后我们用这些学科事实,
用来训练学生的解题能力!
至于知识是怎么来的、为什么要写成今天这样
——简单来说,就是“知识是如何被创造出来的”
这些知识的本质、深层思维方式
即便是现在的老师、甚至博士,
也从来没有被教授过!
但是,真正的“深度理解”
是需要学习者能在思维中“自行创造出知识”
至少要“复演知识创造的过程”!
正如诺奖得主、世界级名师费曼所说的那样:
我不能自己创造出来的知识,我就没有理解!
我不能自己创造出来的知识,我就没有理解!
从这一意义来说,咱们绝大多数人(包括我自己)
都只不过是用“学科事实”来训练解题技能的“解题机器”!
根本谈不上什么“深度理解”!
而想要“创造”、哪怕是“复演创造过程”,当然不易!
面对这样的新课改精神,
老师们该怎么办呢?
对于老师来说,
需要更深入地研究学科发展史
研究专家权威的思想历程
(正如丘成桐所言)
还要弄清知识的一切“来龙去脉”
以及背后的思想根源与“底层逻辑”!
中科院物理所的曹则贤教授
花了半生的精力,
专门对物理学/数学的知识与学科思想的发展进行了深入研究
方才“补齐”了知识如何被创造出来的逻辑部分!
结果,在补齐这些“知识创造过程”的过程中,
曹则贤教授指出了相当多当前知识的谬误:
以上费曼、丘成桐、曹则贤(其实还有爱因斯坦)
都指向了这一观点:
不知道知识是如何被创造出来的,就不可能真正理解它!
不知道知识是如何被创造出来的,就不可能真正理解它!
——从老师、到学生
都急需补上这一课!
关于“人是如何思维的”、“如何建立深度理解”,王珏老师在《深度学习理论与教学设计模型》课程中有详细解读。欲将本课程引入本单位,欢迎到本公众号首页输入“深度学习培训”了解联系方式。
————————————————————
本公众号(学习科学与技术研究)提供全面、深度的学习科学研究、微课与PPT研究、以及其它实用技术研究文章!到公众号首页输入代码研究:
- wk:微课超级大全,设计制作应用一网打尽
- ppt:PPT技巧集
- xxkx:学习科学研究文章
还没有评论,来说两句吧...