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Huaren
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Desmos与代数

3433

32

2024-10-22 11:16:56

因为SAT引入了Desmos,所以我顺便跟小孩玩玩desmos。

意外的感觉到,因为玩Desmos,娃激发了对代数的强烈兴趣,开始慢慢理解一切都可以代数化,用代数模型解释世界是什么意思。


什么是代数,代数是什么的问题。所谓代数就是函数化所有事情。用代数去表达所有事情(model),并用代数去解决所有问题。


Desmos其实对这个是有促进作用。我用小孩玩的desmos的例子做。

Huaren
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2024-10-22 11:17:45

1. 图像的平移,对称,不等式区域,可行解区域,


下面是有一天小孩说,要画菠萝,然后youtube上正好有个画菠萝,我就把youtube上命令都打印出来做成PPT给娃,结果人家只到前面一个斜线阴影怎么产生,然后我们自己要figure out其他部分怎么弄。

娃属于,搞不定就老妈上,这样我在教娃搞定再一个横线之后,他终于把整个菠萝做好了。

(他不需要自己写出函数,但是他需要知道那个函数对应哪条线,然后通过平移,对称,反转思考出怎么完成desmos)


7991739

Huaren
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2024-10-22 11:18:48

2. 二次函数,mod函数,数组


某天,娃说一个二次函数需要五个点去确定,对称轴一个,定点一个,跟x轴交点两个,跟y轴交点一个。我忽然觉得,他天天折腾kumon还是挺有用,能够自己把二次函数弄熟了,还激发了对3次,4次函数的理解,为后面的kumonL做简单的极限打下基础。


某天,他问过,怎么把两维的张成三维,就是把y轴作为x轴的兄妹,采取差不多的形式,然后写成z=什么的形式就是了。球,椭球,立体几何其实都可以寄走同样的思路。


娃想画一个动态的彩虹山。一开始desmos只能设定固定的颜色,动不了。

搞不定就老妈上,要动态,其实就是加一个mod函数,这样让mode(n,360)之后数就会不断变化,从而可以调用不同的颜色数组。

当我解释清楚mod函数,怎么用数组储存不同颜色的时候,就丢给娃自己玩了。


于是他就造了下面这个图。还挺好看。


7991740

Huaren
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2024-10-22 11:21:06

因为我小孩一直做kumon,他自己kumon做,不懂了才来问我。现在我发现他自己就会主动去总结一些函数的性质,今天还在跟我说log函数都过(0,1)这个点(Kumon L)。我们也讨论过y=log_a(x)函数与y=a^x关于y=x的对称关系(这个他在desmos也用得到,其实就是把y与x对调,生成的图像就直接关于y=x对称了)


另一方面,Desmos意外的让小孩对三角函数产生了的兴趣。三角函数在数学史上比较特殊,它是十五世纪天文弄出来一套系统。但是它有蕴含了很奇妙的东西,比如欧拉公式,正态分布等等的。(Kumon M的内容,娃经常念叨在家里什么时候才能做到M)下面的图是desmos做的cosine wave。


我自己的感觉是desmos激发了小孩学代数,对代数图形的很大兴趣,而且他也有意识的去了解函数的增减性,凹凸性(多项式函数),周期性(sin,cos,tan),最值。desmos让娃明白了一切都可以代数化的理念,希望他在玩desmos的过程中,能够玩转各种函数。


不过我家limit电脑时间,所以小孩只有每天早上上学前10分钟在我办公室可以玩一下,这样也给了小孩在闲暇时候去思考构建函数时间。


希望小孩子能够慢慢体会到用代数去构建,解释世界。生活中一切其实都可以模型化,也就是代数化。



7991742

Huaren
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2024-10-22 11:26:52

大意就是如果要玩,就玩得彻底,玩得自由,如果学代数只是用去做题,而不去用去激发想象力,那就太可惜了。Desmos给了一个机会,就是让代数跟想象力结合的机会。

Huaren
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夏雨

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2024-10-22 11:28:34

赞楼主寓教于乐,这样激发孩子学习的乐趣。
Huaren
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pistachio717

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2024-10-22 11:37:42

谢谢分享。小白提问,什么是desmos? 适合几年级的娃玩?

Huaren
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2024-10-22 11:56:10

谢谢分享。小白提问,什么是desmos? 适合几年级的娃玩?


pistachio717 发表于 2024-10-22 11:37

它是一个SAT考试自带计算器,https://huaren.us/showtopic.html?topicid=3045792


已经在一些初中,高中教学中,用来学代数。大概就是美国提早用计算器,导致学生对数字算的能力大幅度削弱。然后美国把desmos用去讲数学,可以遇见美国中学生代数能力也会在未来十年大幅度往后再退一些。


但这个不是desmos本身的错,它其实是一个很不错的交互式,代数图形学习的帮助软件。


几年级,我就不知道了。我是因为前些时候写那个desmos的帖子,让娃玩了玩。他正好做kumon K,所以一开始desmos让他更加具有操纵函数的能力。


再然后,就是我鼓励他想画什么,我们就在desmos上实现。他实现不了,就用笔把他要画在纸上画出来,上老妈去figure out怎么弄。然后老妈大概讲讲key point,他再自己折腾。


我的想法是用这个来陪伴他学代数的整个过程的,大概就是做Kumon数学K,L, M,N,O,XV的时候,将那些他学过的函数都动起来,去构建他希望构建的东西。


你可以认为是小孩自己学algebra1,2,geometry,precalculus,AP calculus的时候(也就是自己做Kumon 数学K,L, M,N,O,XV的时候)。但不是跟学校进度,因为跟学校进度学这些,学校玩的desmos就比较basic,是一种short cut得到性质,去替代手算,而不是explore和灵活使用它。当代数失去了灵动性,构造性,只剩下计算的时候,那个对小孩来说就失去了自己的趣味性了。


不要用desmos去学代数(用desmos学代数,有些类似于手拿计算器去学计算),但是desmos可以帮助代数的融汇贯通和应用。类似与你会了计算之后,用计算器去算复杂的问题。


Huaren
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sugeeamimi15

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2024-10-22 12:53:33

我娃一直很喜欢这个desmos,我看他自己在那捣鼓,改变某个变量,画出来的图形如何变化。还拉我去看生成的图形如何cool。

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2024-10-22 13:11:33

sugeeamimi15 发表于 2024-10-22 12:53

我娃一直很喜欢这个desmos,我看他自己在那捣鼓,改变某个变量,画出来的图形如何变化。还拉我去看生成的图形如何cool。


哈哈,握手,握手,每次在他show off的时候

装得很有兴趣说,啊,这个怎么弄的,太好玩了。


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到底了