跟着汉声学数学:(38)二进制数



之前和大家分享过,《汉声数学图画书》这套绘本的特点之一在于,某些作者认为比较重要的数学思想,会在不同的书中反复渗透,比如关于进制的内容,之前在《五进制》这本书中已做了介绍,同步还分享了二进制、八进制、十二进制等,在本周我们分享的这本《二进制数》中,作者会继续带着孩子了解进制的秘密。
我们都知道,这些不同的进制在生活中使用并不多,为什么会反复出现呢?因为作者并不是想让孩子掌握不同进制的写法,更多的是在认识多种进制的过程中,在不同的进位规则中感受数位的重要性、进位的规则,发现数学是多元的,有多种表达方式。
在《二进制数》这本绘本中,作者从最好理解的对折加倍入手,让孩子在动手操作中,自己折出二进制数列;之后借助一个很有名的“国王赏赐麦粒”的故事,让孩子感受这串数字的巨大;我们还可以用二进制数列上的数,拼出任何一个数,是不是很神奇?
这本绘本还涉及了二进制数字的书写,这对于学龄前的孩子来说,不必掌握,可以等到孩子年龄稍大一些,四五年级时再做了解。
对折线团,感受惊人的加倍
给孩子准备一个线团,选取其中的一段为标准,做把线加倍的实验。为了让孩子的感受更深刻,我们每次对折后,都在线段的尾端做标记,并在纸上记录下此时绳子的长度。当孩子记录几次之后,可以尝试不再对折,让孩子猜一猜对折后的长度可能是多少,然后再来折一折、量一量,看看自己猜对了没。
在这个过程中,可能对折没几次,孩子就会发现自己手中的线团不够用了,初步感受到“加倍”的力量。此时我们可以告诉孩子,如果这个线团足够大,只要加倍26次,就足够绕地球一周了;只要将线加倍对折30次,线长就能够到达月球。
他们同时会记录下一串数字1、2、4、8、16...这一串数字就是二进制数列,数字每次乘2,得到下一个数。
一个古老的故事
这个古老的故事非常有名,国王学会了下国际象棋后非常喜欢,就要奖励发明国际象棋的人,这个人的只想要一些麦子:在棋盘的第一格放1粒麦子,第二格放2粒麦子,第三格放4粒麦子,第四个放8粒麦子,以此类推,直到第六十四格为止,每一格麦子的数量必须是前一格的两倍。
国王非常惊讶,不敢相信他只要一些麦子,立刻答应了,你猜结果怎么样呢?
这里如果我们只是说,孩子会很难感受到这个数据在加倍过程中是如何变得惊人的,所以应该动手让孩子数一数、摆一摆。在数的过程中,孩子会不自觉的发出:哇!这样的惊叹声。在亲自操作中,孩子能够积累更加直观的体验。
这时我们再告诉孩子,随着加倍的过程,棋盘上的麦子数量会快速增加,在第64格里放的麦子可以做一条覆盖地球表面的毛毯呢!
纸板拼数,体会二进制数列的神奇
前面孩子已经写出了二进制数列,可以相对应的剪出相应长度的纸条,1厘米、2厘米、4厘米、8厘米,进行动手活动。
你能用这四张纸条,分别拼出1厘米到15厘米的长度吗?
孩子在尝试的过程中,可能会从无序到有序进行尝试,这也需要家长的引导,让孩子感受到有序尝试会更有条理,可以不重复不遗漏,有序思考也是我们在数学学习中,非常重要的一个思想。
孩子在拼数的过程中,还会同步锻炼他们的计算能力,对于学龄前孩子来说,这些简单数字的计算,不必寻求太多技巧,能通过数一数找到正确的得数即可。
如果孩子对这个环节感兴趣,家长可以继续往后制作16cm、32cm等长度的纸条,让孩子继续玩拼数游戏,在这个过程中,能综合提高孩子的数感和有序思维的能力。
选择砝码,做多种称量
书中是以“盎司”和“磅”为单位,带着学生感受“只有几种砝码,怎么能称出那么多不同的质量呢?”
为了和我们的生活更贴近,这里可以选取我们常用的克或千克做单位,让孩子感受几种砝码拼出不同质量的过程,再次感受二进制数列的神奇。
这本书带着孩子体验完之后,建议大家带着孩子回顾《五进制》这本书,孩子会对不同的进制系统有更深刻的体会,同时促进他更好的理解我们现在常用的十进制系统。

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