理论教育 为什么妈妈变成爸爸?揭秘黑盒函数背后的神奇变化

为什么妈妈变成爸爸?揭秘黑盒函数背后的神奇变化

时间:2023-11-24 理论教育 版权反馈
【摘要】:从1个涂满黑色的底边为30厘米、高为60厘米的黑盒的上方投入1个写有“KODAIKO”(小太鼓)的卡片后,在下方出口就会掉落“GODAIGO”的卡片。所以,将“KODAIKO”加上浊点后,便变成了“GODAIGO”飞了出来。“那么我们放入‘KODAIKO’看看吧。”我想出的这个“名作”——将“KODAIKO”变成“GODAIGO”花了我整整2个小时的时间,这是将学生喜爱的乐队名和歌手名一个一个进行替换思考,才最终想到的好主意。GODAIGO可是在20世纪70年代风靡一时的国民摇滚乐队。

为什么妈妈变成爸爸?揭秘黑盒函数背后的神奇变化

从1个涂满黑色的底边为30厘米、高为60厘米的黑盒的上方投入1个写有“KODAIKO”(小太鼓)的卡片后,在下方出口就会掉落“GODAIGO”的卡片。看到这个,学生感到不可思议并因此兴致勃勃地讨论起来。

现在,这个箱子正在进行着所谓添加浊点的运作。所以,将“KODAIKO”加上浊点后,便变成了“GODAIGO”飞了出来。用这个词是因为GODAIGO是当时很流行的乐队,几乎所有的学生都知道这个乐队。

注:K变成了G,在日语的发音上从清音变成了浊音。

这是使用黑盒来进行教学的第3年。

第1年,是用能放入半打啤酒瓶的纸箱来制作黑盒。因为从没有将这样的道具拿到教室里去过,所以不免有些不好意思。能放入的卡片也只有A3纸的1/8大。

高中的数学教学中,几乎每节课都会说到“函数”这个词,比如一次函数二次函数、三角函数、指数函数之类的。但是,当被问到函数究竟是什么时,一般却只能回答道“啊,那个被称为函数”。教科书上的说明也是如此,没有和具体的例子相结合的话,很难让人理解。

黑盒游戏就是为了将函数具象化的教学工具,包括之后将要学的微积分也必须在函数的基础上学习。所以在一开始的学习中,需要再一次地强化函数的学习。

自动贩卖机就是黑盒操作的一种。内部的装置结构虽然不清楚,但是从投币口处投入150日元就会在出口掉落出1瓶乌龙茶饮料。这个暗箱就具有将150日元变成1瓶乌龙茶饮料的运作功能。

就像这样,从入口处放入一样东西,再通过某种运作原理从出口出来另一样东西,具有如此功能的设备便被称为“黑盒”。比如,将相机拿到典当铺典当换现金,也是以“相机”→“现金”的形式呈现出来的“黑盒”。

因此,我们从探讨将“相机”这张卡片从上方入口放入,从下方出来“现金”的卡片的黑盒到底是一种什么结构入手开始来学习函数。

将“黑盒”以图的形式表现出来,具体请参照图13。

图13 黑盒

在给同学举了具体的例子后,这次,我们改成从入口处放入某个数字,再从出口处出来某个数字,这样的一个流程便是函数。

图14 “黑盒”的工作原理

观察图14中“黑盒”的工作原理,便知将5投入,便得出10的结果。也就是说,在这个例子中,“黑盒”是以变成投入数字的2倍的工作原理在运行着。(www.daowen.com)

以此,便知这个“黑盒”表示输入数x和输出数y之间的关系的函数y=2x。用这种方法将函数概念引入的话,就很容易理解。

去年(1978年),为了引起学生对学习的兴趣,我做了个特大的完全涂成黑色的箱子。外表看上去就是个异样的箱子。一把它拿进教室里,学生立刻喊道:“这是什么?!”学生的目光一下子聚集在箱子上,于是课程很顺利地开始了。

带着这样的一个东西上课真的很愉快,我带着多少有些兴奋的感觉进入教室。

将写有“足”的卡片放入,便有写着“趾”的卡片从下方出口掉出。学生争相询问:“为什么明明放的是写着‘足’的卡片,出来的却是写着‘趾’的卡片?箱子里的装置究竟是什么?”

学生开始绞尽脑汁地想解开这个问题。

“可以让放进去的是‘足’,出来的是‘趾’的机关究竟是什么?”

学生仍然一头雾水。

“是破掉的袜子哟。”

“什么嘛。”

这样的事情就让学生自由想象吧,思维的开放感一下子就在教室蔓延开来。

并且今年(1979年)也用上了井上老师采购的新的卡片,乐趣也倍增了。

我向学生解释,放入卡片“HINNNTO”,出来的是“PINNTO”;放入“HAHA”,出来的是“PAPA”;放入“HOTTO”,出来的是“POTTO”,这一类是添加半浊音的运作。另外,放入“KINN”,出来的是“GINN”;放入“HAHA”,出来的是“BABA”;放入“TITI”,出来的是“JIJI”,则是添加浊音的运作。“那么我们放入‘KODAIKO’看看吧。”学生中出现了一阵骚动。“是‘GODAIGO’!”我想出的这个“名作”——将“KODAIKO”变成“GODAIGO”花了我整整2个小时的时间,这是将学生喜爱的乐队名和歌手名一个一个进行替换思考,才最终想到的好主意。GODAIGO可是在20世纪70年代风靡一时的国民摇滚乐队。

学生说:“仿佛是在玩灵感游戏。”尽管只是打浊音点这样机械的动作,但正是这种一板一眼的变化才是它有趣的地方。

但是如果我跟学生直接要求说“你们来尝试一下”的话,学生即便绞尽脑汁也很难想到。

学生甚至写下了“能将‘KODAIKO’变成‘GODAIGO’,太厉害啦!”这样的感想,可见这个创作受到了学生的热烈追捧。

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