素質教育,關鍵在於教師的素質。擺在我們麵前的一個十分現實的問題就是:新課程將改變學生的學習方式,同時也將改變教師的教學方式。為了把這種“轉型”工作做好,我們配合當前的新課程策劃、組織並編寫了這套“教師必備知識叢書”。此套叢書的特點,一是“準”,它準確地體現了《國務院關於基礎教育改革與發展的決定》和《基礎教育課程改革綱要(試行)》的精神,準確地解讀了新課程標準;二是“新”,它體現了素質教育的新思想、新觀念、新理論、新要求;三是“實”,它內容充實,資料翔實,語言樸實,有很強的實用性。
本叢書以素質教育為目標,以教育改革為指導,內容均為實用性、教育性、趣味性很強的各科知識,廣泛搜集補充大量的新資料,像蜜蜂釀蜜一樣,力求把最好的知識營養送到廣大中小學教師的手中。全書共三十冊,包括《班主任工作》、《心理谘詢百問》、《師德修養》、《人才造就》、《語言文字規範》、《名人風範》、《名人名言》、《趣味數學》等等,是廣大中小學教師的良師益友和得力助手,對完善老師知識水平結構,提高教師自身素質和實施素質教育的能力與水平大有裨益。
在教育教學過程中,可將了無生趣的講解變得活潑生動,讓枯燥乏味的引證變得情趣盎然,使蒼白無華的論述更加令人信服,從而達到增強學生的學習興趣和效率、提高教育教學質量和全麵提升學生素質的目的;在休閑娛樂活動中,可將平淡無奇的生活變得豐富多彩,讓疲憊不堪的身心充分放鬆。這也是編者所期望的。
本叢書出版過程中,得到許多老師、專家、學者的幫助與支持,在此特向他們表示衷心的感謝。由於編撰時間匆促,錯漏之處在所難免,懇請廣大老師不吝賜教、批評指正。
故事裏天機道破
阿凡提巧取銀環
阿凡提是新疆維吾爾族民間的傳奇人物,智慧的化身。有一個關於阿凡提巧取銀環的故事,在新疆幾乎家喻戶曉。說的是:
一天,財主G對雇工M說:“我有一串銀鏈,共有七個環。你給我做一周的工,我每天付給你一個銀環,你願意嗎?”M半信半疑。果然,G接著又說:
“不過,有一個條件,這串銀鏈是一環扣著一環的,你最多隻能斷開其中的一個環。如果你無法做到每天取走一個環,那麼你將得不到這一周的工錢!”M答應試試,但他立即發現事情有點為難,於是連忙去找阿凡提,請阿凡提替他出主意。果然阿凡提想出了一種巧妙的辦法,讓財主G眼睜睜看著M把一隻隻銀環取走。貪心的財主終於自食其果,搬起石頭砸了自己的腳!其實,財主的這道題並不難,無需籍助於阿凡提的超人智慧,就是在座的各位讀者,也完全能夠想到以下的辦法:即把這串銀鏈的第三個環斷開,使它分離為三個部分,這三個部分的環數分別是:
1,2,4。
這樣,雇工M第一天可以取走單環,第二天退回單環而取走雙環,第三天再取走一個單環,第四天退回單環和雙環而取走一串四環,第五天再取走一個單環,第六天退回單環而取走雙環,第七天再取走那個單環。至此,銀鏈上的所有七個環都已到了M手上。
類似上述故事中的問題,也出現在美國數學遊戲專家馬丁·加德納的《啊哈,靈機一動》一書,隻是把“巧取銀環”改成“巧斷金鏈”罷了!對於上述問題更為深刻的思考是:在允許割斷m個環的條件下,最多能處理多長的鏈條(環數為n),才能做到在n天中,每天恰能支付一個環作為工錢?為了找出m與n之間的關係,我們先考慮斷開兩個環,即m=2的情形。顯然,此時環鏈斷成了5個部分,其中有兩部分是單環,可以支付頭兩天工錢。為了付第三天工錢,必須用一串三環去換回兩個單環。以上三部分環可夠支付頭五天的工錢,因此第四部分應當是6環,同理推出第五部分應當是12環。即這五個部分的環數分別是:
1,1,3,6,12由此得:當m=2時,n=1+1+3+6+12=23。類似地,當m=3時,可求得環鏈割斷成七部分的環數如下:
1,1,1,4,8,16,32。
從而n=3+4(24-1)=4×24-1=63。
同理,當允許環鏈割斷m個環時,環鏈被斷成的2m+1個部分的環數應為:
1,1,…,1m個1,m+1,2(m+1),…,2m(m+1)於是n=m+(m+1)(2m+1-1)=(m+1)2m+1-1這,便是斷鏈問題的一般性解答。
現在我們再看一看有關平麵剖分的例子,它無疑要比上麵的問題複雜很多。公元1751年,歐拉曾提出一道有趣的問題:一個平麵凸n邊形,存在多少種用對角線剖分成三角形的辦法?對此,歐拉本人求出了從D3開始的頭七個剖分數:
1,2,5,14,42,132,429。
下圖畫出了D6=14的各種剖分情形:公元1758年,數學家西格納找到了Dn的一種遞推公式(式中假令D2=1):
Dn=D2Dn-1+D3Dn-2+D4Dn-3+…+Dn-1D2利用西格納的公式,可以一步一個腳印地依次算出各Dn(n=3,4,5,…)的值,隻是當n很大時計算有點困難罷了!本世紀初,數學家烏爾班在計算了D3D2=1,D4D3=2,D5D4=52,D6D5=145,…