从中我们可以看出,随着硬币的数量越来越多,正面朝上的概率明显地向50%靠近,就好像被一把看不见的老虎钳钳住了一样。计算机模拟也会产生同样的结果。抛10枚硬币,正面朝上的比例范围为30%~90%;抛100枚,比例范围缩小,变为40%~60%;抛1000枚,比例范围仅为46.2%~53.7%。在某个规则的作用下,这个比例越来越接近50%。这只不讲情面、无法抗拒的“手”就是“大数定律”。大数定律不会对已经发生的情况进行平衡,而是利用新的数据来削弱它的影响力,直至前面的结果从比例上看影响力非常小,可以忽略不计。这就是大数定律发生作用的原理。
我们多数人脑中有一个根深蒂固的偏见:数学,似乎只属于少部分从事专门研究的人,它从来就和普通大众的日常生活无关,是比哲学或许更加无用的学问。这一偏见并非空穴来风,它一方面有着深厚的实用论基础,另一方面,也因为办学机制、学科设置和教学现状而得到多数人的普遍赞同。在学习生涯中,我们被人为灌输进一整套数学的概念、公理和运算规则;我们被告知,数学界的一切都是显而易见、自然而然的,你只需服从和运用。
但是,真实的情况并非如此。《魔鬼数学》的作者乔丹·艾伦伯格(JordanEllenberg)坦言,数学并没有完全定型,即使是中学教育中的几何和代数,这些最基本的内容,也经历了一个漫长的争论和互诘的过程,而不是显而易见、约定俗成的。不幸的是,在编写教材时,所有这些努力与喧嚣都被小心翼翼地摒弃了。数学,不仅包括攥写在教材上的知识,还包括执着的探索真理的精神,一种基于人类理性的大胆怀疑。而现今,数学日益教材化,远离了数学萌芽、成长、发展和成熟的鲜活历史。这一过程,尽管有利于我们花费最少的精力来习得数学史上的伟大成果,但却使得数学这一概念被严重狭隘化了。
在我们的理解中,数学在更多情形下被视为一种专门学问,而不是一种人人可以掌握的理性思维能力。伴随着人类的产生,感性思维的能力即获得了正当地位。然而,理性思维能力的产生、发展和掌握却要晚得多。西方理性思维的源头可追溯到古希腊的柏拉图(主要生活在公元前5世纪),他在《理想国》中提出,现象界是虚假的,理念世界才是唯一真实的存在。他的学说被称为理念论,为西方哲学和具体科学(如数学)寻找现象界背后永恒不变的真实提供了理论根基。在很长的历史时期内,数学依附于哲学,被视为认识世界的一种方法,是理性思维的重要体现。尽管18世纪前后,随着自然科学的突破,数学逐渐脱离哲学,但数学对个人理性思维能力的注重态度和塑造作用,依旧一以贯之,不可替代。
就艾伦伯格看来,数学是常识的衍生物,它对于理性思维的建立和逻辑分析意义重大。同时,数学中包含着令人窒息的美感。即使是从狭隘的工具论角度来看,数学的用处也远大于我们所预期。数学并不局限于纯粹事实,而是日常生活中必不可少的常备工具,应用得当,可以避免犯错。例如,我们先天带有线性思维,但数学则彰显了非线性思维的普遍性和在公共事务中的有效运用。再如,小概率事件不等于不可能事件,数学分析下的赌徒心理对个人的危害无处遁形。又如,尽管一物品的期望价值远远高于售价,但拥有其所产生的意义因人而异,不可一味从之。
其实,从某种程度上说,数学也代表一种怀疑精神。它源于我们对日常生活的敏锐观察,同时加入了基于逻辑和理性的细致思考。生活中,两起看似毫无联系的事件,很可能具有一定程度上的相关性;即使相关性很小,也不意味着丝毫没有任何联系。拿父母和子女的身高差异来说,这看似寻常普遍的背后,除了生物性的遗传定律在起作用,随机性也扮演了重要角色。这无疑是对完全的基因决定论的反拨。
《魔鬼数学》一书,是近些年来我阅读过的数学普及作品中最为生动有趣的一本,内容翔实丰富,但又不以纯粹的理论霸权胁迫读者,而是寓数学真知于具体事例,两相验证,既给人以知识上的补充,又给人以感情上的愉悦。四十多万字的篇幅,有条理地划为线性、推理、期望值、回归和存在五大部分,环环相扣,逐步深入。在《魔鬼数学》中,我所读出的艾伦伯格,不是板着脸的专家学者,而是可亲可感的.旅途友人。他行文流畅,诙谐幽默,数学史上的掌故和现今世界的有趣现象,全都信手拈来,带领读者在数学和生活的交叉面上,经历一次欢欣满足的精神之旅。而旅途即将结束时,除了获得生活的智慧和勇气,我们毫无倦怠。
艾伦伯格说,学校数学课的上计算题就像是职业足球选手为了锻炼力量、速度、观察力和柔韧性,必须在健身房里进行枯燥的重复性训练一样,确实必要,但不是数学的实质。对于不想成为“职业数学选手”的一般人来说,比解答算式更重要的是用数学思维理解现实问题。这不就是我们课堂追求的培养学生的数学核心素养吗?数学是每一个孩子从求学开始都必须要学习的主课,它教给孩子们的不应只是冰冷的数学知识,更重要是要教给学生用数学的眼光看待问题、用数学的思想去思考问题。小学数学课程的学习不只是为了升学考试,更是为了把数学本身的学科意义渗透到学生的思维品质,实践操作,认知情感当中,提高学生的数学素养。所以,作为数学老师,除了教知识,更要去思考如何培养学生的数学素养,特别是如何在课堂教学中体现与落实数学核心素养。基于数学核心素养的数学教学,要求教师要更新观念。培养并提升核心素养,不能依赖模仿、记忆,更需要理解、感悟,需要主动、自觉,将“学生为本”的理念与教学实际有机结合。
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