我的“三下乡”|以错觉为钥开启孩子数学探索之门

张书尧   湖南日报·新湖南客户端   2026-08-20 13:20:12

7月下旬,湖南科技大学教育学院木槿感恩支教团暑期“三下乡”社会实践活动在浏阳市新南桥村有序进行。作为支教团成员,我负责本次实践的趣味数学课程教学工作。第一堂课,我没有急着讲公式和计算,而是先为孩子们种下了一棵“数学树”。

课程伊始,我在黑板上画下一棵枝繁叶茂的大树。“同学们,这棵树就像我们即将一起探索的数学世界一样。”我指着树根说,“这是‘数根’,代表着数与运算的巧算技巧,它们支撑起整棵大树的根基,就像一栋高楼的地基一样重要。”顺着树干向上,我画出四个主要的分支——“逻辑推理、空间想象、生活数学、动手实践”,这便是我们这20天课程要探险的四大领域,每一个分支都通向一个神奇的数学国度。而最顶端的树叶部分,则是“会想、会算、会写、会讲”的层层递进,从理解到表达,每一步都是成长。孩子们听得认真,有的还跟着我在笔记本上画下了属于自己的“数学树”,一边画一边兴奋地和同桌分享自己最期待哪个分支。我告诉他们:“接下来的每一天,我们都会在这棵树上添上新叶子,等到20天后,它一定会长成一棵参天大树。”

(数学课中在讲数学树的知识。)

种下这棵树后,我与孩子们共同制定了数学课堂的“游戏玩家守则”。这是贯穿整个课程的重要约定,共包含五条核心规则:互相尊重——老师讲话时保持倾听,同学发言时认真聆听,不嘲笑任何“奇怪”的解法,因为看似跳脱常规的思路往往藏着全新的视角和意想不到的创意;积极思考——课堂是我们的游戏战场,无论想到精彩的答案还是遇到暂时不懂的关卡,都要勇敢举手,这是正在“打怪升级”的证明;说清过程——不只要抛出答案,更要还原推导过程,把思考的路径展示给大家,在这个课堂里“过程分”永远大于“结果分”,哪怕最终答案错了,只要思路有闪光点,依然能获得全场的掌声;敢于犯错——数学不是天生就会的魔法,而是一步步试错的旅程,答错时大大方方地说“谢谢老师,我再想想”,这份直面错误的勇气比悄悄抄一个标准答案强一百倍;准备草稿纸——从今天起,草稿本就是数学课形影不离的“战友”,拒绝让大脑独自进行“裸奔”计算,动笔演算才能真正解开谜题,而且草稿纸不需要“洁癖式”的干净,允许画满奇思妙想的草图和凌乱的计算过程。孩子们坐得端正,听得认真,有的还默默在笔记本上记下了这五条守则,有的孩子听到“敢于犯错”时眼睛亮了一下,仿佛在心里松了一口气。我笑着说:“这些规则不是为了约束你们,而是为了让我们这20天的探险更公平、更有趣、每个人都玩得尽兴。记住,在这里,没有人会因为算错答案而笑话你,但我会因为你们不敢动笔尝试而着急。”

立下约定后,我从一场“视觉骗局”入手,正式开启了第一堂课的奇妙旅程。

“同学们,你们看到的这个黑色螺旋,是真的在旋转吗?”课程伊始,我展示了著名的弗雷泽螺旋错觉图案。孩子们瞪大眼睛,异口同声地说:“在转!”有个男孩子甚至用手比画着转圈的动作,激动地喊道:“转得可快了!”然而,当我引导大家用手指沿着“弧线”边缘慢慢移动时,教室里响起了此起彼伏的惊呼——“原来只是圆圈!”我向孩子们解释道,这些看似连贯的螺旋,其实只是独立的同心圆,由大量倾斜的黑白交错色块拼接而成。大脑在处理视觉信息时,会习惯性地将零散片段“自动补全”,顺着色块的倾斜角度脑补出一条连续向内的螺旋轨迹。这就是视觉欺骗大脑的秘密,也是我们今天要破解的第一个数学谜题。

趁热打铁,我带领孩子们探索了更多奇妙的错觉现象。松奈错觉中,两条原本平行的直线在交叉线段的影响下,竟变得弯曲起来,孩子们纷纷伸出手指沿着线条描画,确认它真的只是直线;箭形错觉让两条等长的线段看起来一长一短,有人甚至拿出尺子量了两遍,才敢相信自己的眼睛;彭罗斯阶梯则展现了一个永远向上却走不到尽头的“不可能世界”,孩子们盯着屏幕看了很久,皱着眉头问:“老师,这个楼梯到底能不能走到顶?”巧克力分割错觉更是让孩子们目瞪口呆——同样的巧克力,重新切分后竟然“多”出了一块,有个女孩不敢相信地反复数着巧克力的块数,喃喃自语:“怎么可能啊!”每一个错觉现象出现时,教室里都爆发出惊叹声和笑声,孩子们争相举手分享自己的发现,课堂氛围热烈而活跃,仿佛每一双眼睛里都亮着一盏小灯。

(课堂互动热烈,孩子们争相举手发言。)

在孩子们的好奇心被充分点燃之后,我适时抛出问题:“这些错觉为什么会骗过我们的大脑?数学又能怎样帮助我们看透真相?”教室里安静了几秒,孩子们陷入了思考,有的皱着眉,有的托着腮,有的在草稿纸上写写画画。我告诉大家,视觉错觉之所以产生,是因为大脑在处理信息时会走“捷径”、做“预判”,而这种预判有时恰恰是错误的。数学则像一把精准的放大镜,帮助我们跳出表面的迷惑,用严谨的逻辑和计算层层剖析,还原事物的真相。从几何图形的角度分析错觉的形成原理,用数学推理去验证“多出来的巧克力”背后隐藏的面积秘密——数学,正是揭开这些谜底的最强武器。

课堂的最后,我照例发布了当天的“脑洞题”:“为什么城市道路上的井盖,几乎都是圆形的?”问题一出,教室里顿时炸开了锅。孩子们争先恐后地举手,有的抢答:“因为圆形不会掉下去!如果是方形的话,对角线比边长长,盖子就会掉进井里!”有的说:“因为圆形好滚动,方便搬运!”还有的孩子托着下巴认真思考:“是不是因为圆形的面积最大?或者是因为圆形的制作最省材料?”答案五花八门,却没有一个标准结论。我笑着告诉他们:“回去好好想想,明天我们一起来揭晓答案。记住,这道题没有标准答案,重要的是你们思考的过程。”下课后,好几个孩子依然围在一起争论不休,有的甚至拿出本子画起了圆形和方形的对比图,那份被激发的求知欲比任何正确答案都更珍贵。

(孩子们聚精会神地观察错觉图案。)

一堂课下来,孩子们眼中闪烁着求知的光芒。课后,不少孩子围上来继续追问,七嘴八舌地分享自己生活中遇到的类似现象,有的说家里的镜子也骗过自己的眼睛,有的说在电视上见过“不可能图形”。

以错觉为窗,窥数学之美。此次趣味数学课打破了孩子们对数学“枯燥公式”的刻板印象,让他们在视觉的惊喜与思维的碰撞中,真切地感受到数学的魅力。湖南科技大学木槿感恩支教团将继续以丰富多样的教学形式,点燃孩子们的求知之火,陪伴他们在探索中收获成长与快乐。

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来源:湖南日报·新湖南客户端

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