给孩子的趣味科普丨这几个小故事让孩子看得有趣轻松学知识
2024-09-19 本站作者 【 字体:大 中 小 】
中欧体育最新地址在无尽的知识宇宙中,孩子总是被那些看似简单却又充满奥秘的问题所吸引。为什么水在零度以下会结冰?为什么天空中的星星会闪烁?为什么化学反应能改变物质的性质?这些问题或许曾在他们心中一闪而过,却又因缺乏合适的解答而渐渐淡忘。
那么,如何将深奥的科学知识转化为一个个生动有趣的小问题,让我们在轻松愉快的氛围中汲取知识的营养呢?
科普中国专门推出“给孩子的趣味科普”专栏,带着孩子从真实的生活场景出发,用发现和探究的科学视角去尝试解决实际的问题,同时用一个又一个有趣的故事,带着家长引导孩子思考问题、解决问题,以及更好地探索世界。
一次,10 个青年人到饭馆吃饭,却因为座位问题而争论不休。有人说:“以年龄大小排序。”有人说:“以个子高矮为序。”也有人说:“以职务为序。”大家议论纷纷,莫衷一是,上桌的热菜都变成凉菜了。
这时,站在旁边服务多时的一位老者说话了:“请大家静一静,听一听我的主意怎么样?”
“假如你们 10 人中有一人把现在入座的顺序记录下来,谁挨着谁要记清楚。”老者不疾不徐地说,“明天你们再来吃饭的时候,按照另一种顺序排列;后天再来,再按一个新的顺序入席。这样,每天都按不同的顺序入席。等所有的排序方法都用完了,再不会有新的排列方法出现,不得不回到今天的顺序,从那一天开始,我可以每天免费给你们提供最好的午餐,点什么饭菜就上什么饭菜。”
“我们可以签订合同,如果我说话不算数,”老者十分认真地说,“你们可以把我告到法庭,罚我把每月工资的百分之九十拿出来,给你们买酒喝!”
这样,这位记录顺序的人,为了每天能按时用餐,事先把用餐的座位排好,让大家来到饭馆后直接按照事先安排的次序坐下来,既节省了时间,也避免了乱哄哄的情况。
大家怀着兴奋的心情期待着,每天中午都来吃饭。但几个月后,新的次序依然层出不穷,大家不免有点儿扫兴,因为离免费的午餐似乎还是遥遥无期。
再后来,记录座位次序的那位青年觉得这里面一定有什么学问,否则,老者岂敢这样说大话?为此,这位青年专门去拜访了中学时代的数学老师,向老师说明了事情的来龙去脉。数学老师听后,哈哈大笑起来:“你们连最基本的问题都没有搞清楚,还想去占人家的便宜,那不是癞蛤蟆想吃天鹅肉吗?你们这帮年轻人是等不到这顿免费午餐了。”
“哦,老师,不是有句话叫‘只要功夫深,铁杵磨成针’吗?”那位青年认线 年还不行吗?”
“这还远远不够。”数学老师一边讲,一边用笔计算起来,“我们先假设 3 个人去用餐,排列的次序就是 6 种,即 123、132、213、231、312 和 321。再假设 4 个人去用餐,排列的次序可以这样排列:第 1 个人坐着不动,后面的 3 个人就要变化 6 次,像 3 个人去用餐那样。那么,当 4 个人都轮流作为第 1 个坐着不动时,总的排列次序是 24 种。”
“用这种方法可以推算出,5 个人去用餐,座次排列就有 24×5 = 120 种,6 个人去用餐,座次排列就有 120×6 = 720 种……当算到 10 个人去用餐时,就会有 3628800 种不同的排列次序。排完这个数目的日子很容易算出来,除以一年 365 天,大约需要 10000 年。你们现在虽然年轻,但是想一想,你们能等到那一天吗?”
不算不知道,一算吓一跳,青年人顿时傻眼了。想不到这诱人的免费午餐,是那么的遥不可及。
老者用数学知识化解了 10 位青年因座位问题而发生的吵闹。也可以说是运用了障眼法,在大家短时间内没有看出破绽的前提下,使问题得到了解决,这是老者的智慧。
凡事都要动脑筋想一想,凡事也都要讲究科学,运用知识。离开了科学,离开了知识,我们会寸步难行。
排列是从 m 个不同元素中每次取出 n 个元素,按某一种顺序排成一列,称为从 m 个不同元素中取 n 个元素的一种“排列”。
组合,是从 m 个不同元素中每次取出 n 个元素,组成一组,称为从 m 个元素中取 n 个元素的一种“组合”。
排列与组合的共同点是从 m 个不同的元素中,任取 n (n ≤ m)个元素。而不同点是,排列是按照一定的顺序排成一列;组合是不考虑顺序并成一组。因此,有序与无序是区别排列与组合的重要标志。
一天,法庭里走进来两个人,一个叫卢克,另一个叫拉迈。原来他们因为分钱起了争执,没有办法解决,只得来求助法官。
法官要判决,就需要了解事情的前因后果。经过两人的介绍,法官终于明白了事情的缘由。
原来,卢克和拉迈骑着马去旅行,走了一上午,人困马乏。中午时分,他们来到一棵大树下,打算一边乘凉,一边用餐。卢克把毯子铺在地上,并把自己袋子里的 5 块面包拿出来放到了毯子上;拉迈的袋子里也有 5 块面包,可是他脑子一转,只从自己的袋子中拿出 3 块放到了毯子上。
两个人正津津有味地吃着,有个商人路过这里,鞠躬对他俩说:“先生们好!我也是赶路的,带的食物吃光了。我想与两位先生共进午餐,你们不会拒绝吧?我会付给你们钱的。”
卢克富有同情心,看看商人,对拉迈说:“咱们有 8 块面包,够我们 3 个人吃一顿的,就让他和我们一起吃吧!”
商人吃完饭后对他俩说:“我这里有 8 个银币,请你们收下。”说着把银币放到了吃饭的毯子上,又忙着赶路了。
卢克直率地说:“我拿了 5 个面包,你拿了 3 个面包,8 个面包 8 个银币,正好我取 5 个,你取 3 个。”
看着闪闪发光的银币,拉迈两眼放光,恨不得把 8 个银币都装进自己的口袋。而卢克却让他只拿 3 个银币,他哪里肯同意?便狡辩道:“商人吃的是你我两人的面包,银币却分得有多有少,这太不公平了!”
“你拿出的面包少,怎么能够平均分呢?这也太不公平了。”卢克坚持自己的观点。
拉迈哪里肯依,于是,两人争吵起来,各不相让,没有办法,只好到法庭讨个公道。
年轻又聪明的法官听完事情的经过后,说:“你们两位想讨个最公平合理分银币的方法,对吗?”
“最公平合理的方法就是卢克应该分得 7 个银币,拉迈应该分得 1 个。”法官庄严地宣布。
“是啊,我正是这样做的。”法官态度十分坚定,“你们共有 8 个面包,平均分成 3 份,每份 ⁸₃ 个。那个商人吃了 ⁸₃ 个面包,付了 8 个银币,算起来,每 ⅓ 个面包值 1 个银币。拉迈你拿出了 3 个面包,自己吃掉了 ⁸₃ 个面包,商人只吃掉了你 ⅓ 个面包,当然应该给你 1 个银币。卢克分给你 3 个,你还不满足,还想多要,未免太贪婪了吧?”
聪明的法官运用数学知识,将银币分得公平合理,有理有据,让贪心的拉迈心服口服。这也说明一个人的能力,与他所掌握的知识有着密切的关系。用知识武装头脑的人,可以更加灵活地解决问题。
遇到棘手的问题时,我们要让自己不受思维定式的影响,才能另辟蹊径,找到解决问题的好方法。
在一次活动课上,哈波拿出了 3 个塑料杯子和 10 片贝壳,对大家说:“谁能想办法把这 10 片贝壳以单数的形式放到塑料杯里?”
大家都低头认线 ;……但无论怎样搭配,每组都会有一个双数,显然是不符合要求的。
“其实,答案很简单……”哈波一边说一边演示。只见他把 10 片贝壳平均分成了 2 份,分别放到了 2 个杯子里,然后又把空杯子套到了其中一个杯子外面—答案就出来了。
把 10 片贝壳分到 3 个杯子里,还都是单数,可以断定是完全不可能的。因此,沿着正常的思路是走不通的,我们应想到改变条件——贝壳的个数是不会变的,只有在杯子上做文章了。
这种解决问题的办法就是利用了发散思维,不墨守成规,是一种创新能力的体现。
这套书分为数学(上、下)、物理(上、下)、化学(上、下)6 个分册,具有如下特点 :
与课堂学习挂钩。书中很多知识点都与小学高年级及初中的课堂教学内容密切相关,并具有延伸阅读、发散思维的重要作用,是学校教育的补充。
培养跨学科思维方式。故事后面配有“思维洞开”板块,对本故事所涉及的内容进行跨学科拓展介绍,开阔视野,注重思维方式的培养。
包含大量的人文历史知识。将名人逸事和趣味知识结合起来,让小读者学习理科知识的同时,也能补充人文历史方面的知识。
希望这套书能够激发小读者对数、理、化的学习兴趣,培养科学的思维方式,启发他们的思考,在他们心中埋下科学探索的种子。
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