海师大附小“小大尖”跨学科主题课程之零零二:厨房里的数学——多面体与欧拉公式

黄小莉

<p class="ql-block" style="text-align:center;"><span style="color:rgb(57, 181, 74);">节气为引,叩启数学之门</span></p> <p class="ql-block">  继往开来:路漫漫其修远兮,吾将上下而求索!</p> <p class="ql-block">  在首堂主题课中,孩子们亲手制作了正十二面体立体日历,深入认识了24节气。正十二面体是数学中的独特多面体,而清明节则是节气中的特别存在。节气融合了地球科学、天文学与中华传统文明,多面体则是数学领域的古老研究对象。从宏观视角看,它们皆为“模型”,24节气是古老的科学模型,多面体则是经典的数学模型。</p> <p class="ql-block" style="text-align:center;"><span style="color:rgb(22, 126, 251);">“模型”究竟是什么?</span></p> <p class="ql-block">  模型是对现实世界的合理近似描述,英文为The model is a reasonable approximation of reality。例如,平桌面与地板被视为“平面”,筷子与铅笔则可看作“直线”,墨水印记与粉笔痕迹被称作“点”。点、线、面皆为模型,生活处处可见。南瓜、西瓜、篮球、足球等皆为“球”的实例。</p> <p class="ql-block" style="text-align:center;"><span style="color:rgb(176, 79, 187);">厨房里的数学</span></p> <p class="ql-block">  春分时节,海师附小“STEAM教育探索实践”活动实验室弥漫着萝卜清香。当南瓜、西瓜与五彩橡皮泥相遇,数学公式与艺术创作碰撞,一场跨越三百年的思维探险拉开帷幕。孩子们用橡皮泥捏出棱锥、六边形宝石、小色子,甚至创意图案,乐在其中!</p> <p class="ql-block">  教室里,一堂生动的数学课正在进行。尽管几何图形知识对低年级学生颇具挑战,张老师借助实物演示,帮助学生理解。孩子们触摸棱角分明的面,数着闪亮的顶点,在讨论中揭开“多面体”的奥秘。这一刻,古老的数学模型在指尖苏醒。</p> <p class="ql-block" style="text-align:center;">穿越300年的公式魔法</p> <p class="ql-block">  “祖先用二十四节气丈量四季,这是最早的地球绕日运动模型!”张老师将四面体、棱柱绘于黑板。见孩子们一脸疑惑,梁老师化身厨房达人,准备用白萝卜还原黑板上的模型。</p> <p class="ql-block">  “18世纪瑞士数学家欧拉解开了多面体的密码……”实验数据汇总时,黑板上的数字展现出规律:立方体(8-12+6=2)、四面体(4-6+4=2)……“V-E+F=2!”</p> <p class="ql-block">“顶点8变4,边12变6,面6变4……”各组数据汇聚黑板。当V-E+F的魔法算式定格为“2”时,这就是欧拉公式。</p> <p class="ql-block" style="text-align:center;"><span style="color:rgb(237, 35, 8);">指尖跃动的几何精灵</span></p> <p class="ql-block">  “现在你们都是造物主!”彩色橡皮泥在孩子手中变幻。有的捏出棱锥,有的搓出六边形宝石。最激动人心的时刻来了!老师手起刀落,萝卜立方体在砧板上旋转。“切去四个角会怎样?”孩子们屏息凝视。一刀,两刀……晶莹的四面体诞生了——数学真的可以“削”出来!</p> <p class="ql-block" style="text-align:center;">🌟教学手记</p> <p class="ql-block">  当南瓜邂逅欧拉,菜刀遇见公式,我们种下的不只是数学种子。萝卜上的棱角、橡皮泥里的想象,终将长成立体的人生。跨学科教育的浪漫,让知识带着泥土芬芳,思维绽放彩虹光芒。</p> <p class="ql-block">  触摸实物,思考模型,探索规律,生动有趣且富有启发。细心观察,仔细记录,认真思考,从熟悉事物中寻找别样模式,见微知著,这是小侦探们的兴奋与惊奇……</p> <p class="ql-block" style="text-align:center;">结语</p> <p class="ql-block">  这50分钟的课堂,不仅是数学规律的探索,更是思维模型的启蒙。孩子们用萝卜感知欧拉公式,用橡皮泥构建空间想象,触摸“模型”的本质——用简化框架理解复杂世界,这是科学的浪漫与智慧。跨学科融合,让知识如溪流汇海,滋养未来公民的核心素养。</p> <p class="ql-block">图:林莉花、邵艳、梁贞</p> <p class="ql-block">文:黄小莉</p> <p class="ql-block">审核:张鸿燕</p>