楼下那棵老香樟树,藏着三角函数应用的秘密

接孩子放学路上,撞见的数学问题

上周三去接刚上初三的外甥放学,他背着沉得要命的书包,刚出校门就扒着小区围栏不走了。

物业师傅正围着那棵三十年的老香樟树忙活,要锯掉歪掉的上半枝,担心锯的时候枝桠倒下来砸坏旁边的健身器材。几个师傅拿着卷尺量来量去,还对着树顶仰头瞅,争论半天说不准这枝桠到底有多长。

外甥突然拽我袖子:“哎,我昨天刚学了三角函数,这不就是应用题吗?”

我愣了一下。是啊,我们总说三角函数难,背公式背到头疼,考完试就全忘光。原来它根本就不是考卷上那道印着图的死题目。它就在路边,就在师傅们挠头的难题里。

小区物业测量大树斜枝长度现场
小区物业测量大树斜枝长度现场

为什么说三角函数是孩子的“生活观察工具”

为什么说三角函数是孩子的“生活观察工具”
为什么说三角函数是孩子的“生活观察工具”

说实话,很多家长一听到孩子学三角函数就头大,觉得这就是应付中考的东西,考完这辈子都用不上。

真的是这样吗?

从儿童认知发展来看,刚上初中的孩子刚好开始接触抽象逻辑,维果茨基的最近发展区说的就是,要让孩子跳一跳够得着的知识,得把抽象概念拴在具体的东西上。三角函数讲来讲去,本质不就是“用你能量得到的角和边,算出你够不着的那个长度”吗?它就是个工具啊,不是为了难住孩子才发明的。

外甥那天蹲在路边算了十分钟,算出来那枝桠大概12米长,跟物业师傅经验估的差了不到半米。师傅们夸他两句,那小子背都挺得直了,回家跟他爸妈说,原来我学的东西真有用啊。

你看,比刷十道题都管用。

不过话说回来,现在学校里赶进度,大多是讲公式刷题目,很少带孩子去生活里用一用。好好的工具,变成了一堆绕来绕去的符号,孩子能不觉得枯燥吗?

四个不用刷题的亲子小游戏,练会三角函数应用

我整理了几个平时带孩子就能玩的小活动,不用买昂贵的教具,花十几分钟就能做完,你挑适合的来。

1. 树高猜猜看

适用年龄:13-15岁(刚学完三角函数定义)

准备物品:软卷尺1个,带指南针功能的手机(手机自带的指南针就能测仰角)

步骤:周末下楼找一棵你爬不上去的大树,先让孩子凭眼睛估一个高度写下来。然后让孩子站在离树干底部水平距离已知的位置(比如离树干5米,用软尺量好),量出孩子眼睛离地面的高度,再打开指南针测出看树顶的仰角。用正切函数算出树高减去眼高的部分,加上眼高就是整棵树的高度。最后找物业或者园林工人问一下真实高度,看看差多少。

预期效果:孩子能立刻明白正切函数到底是用来干嘛的,再也不会问“学这个有什么用”。

2. 投篮最佳角实验

适用年龄:14-16岁(已经会用三角函数解决实际问题)

准备物品:篮球一个,软卷尺,手机量角器APP,纸笔

步骤:带孩子去篮球场,分别在罚球线、三分线站定,让孩子投十个球,记下自己投最准的那一次的出手角度。量出自己的出手高度、篮筐高度、站的位置离篮筐中心的水平距离,用三角函数算一下,不同位置对应的最佳投射角是不是真的和自己测的差不多?换个距离再试,看看结论对不对。

预期效果:孩子会发现哪怕是自己天天打的篮球,都藏着数学规律,说不定投篮命中率还能涨一点。

3. 遮阳伞调角游戏

适用年龄:12-14岁(刚接触三角函数概念)

准备物品:阳台可倾斜的遮阳伞,手机,量角器,软尺

步骤:夏天下午两点左右,太阳最晒的时候,你家阳台是不是总有一块地方被晒?让孩子量一下阳台需要挡住的晒区长度,查一下当天这个时间本地的太阳仰角,算出来遮阳伞要调到多少倾斜角,才能刚好把晒区全挡住。调好之后站在阳台摸一摸,是不是真的全挡住了?不对的话再调整参数重算。

预期效果:出门露营搭天幕的时候,孩子都能主动帮你调角度,再也不会晒着屁股了。

4. 旅行照片算塔高

适用年龄:15-17岁(总复习阶段)

准备物品:一张旅行时拍的高塔/古建筑照片,软尺,手机

步骤:照片里刚好有一个你知道高度的东西,比如旁边有个两米高的路灯,或者一个身高已知的路人站在塔下。先在照片上量出路灯和塔的长度比例,算出塔的大概高度,再用三角函数算出你当时拍照的位置离塔有多远。最后搜一下这个塔的真实高度,看看算出来差多少。

预期效果:下次出去玩孩子再也不会只知道拍照刷手机,会主动找路上的数学问题,旅途都变得有意思了。

亲子户外测量树高三角函数实验
亲子户外测量树高三角函数实验

藏在公式里的小思考

瑞吉欧教育法里说,孩子是通过和真实环境的互动来建构知识的,不是坐在桌子前背会公式就叫学会了。现在很多孩子手机不离手,遇到什么问题都直接搜答案,连起身量个步都嫌麻烦。双减之后少了刷题,其实刚好给了我们机会,把书本里的知识拽回生活里。

很多家长问,学数学到底是为了什么?不就是为了让孩子会用学到的知识解决身边的问题嘛。三角函数应用,考100分不如帮物业师傅算出那枝桠的长度,不如帮你调好家里的遮阳伞,你说对不对?

如果只能做一件事,我建议,今天接孩子放学的时候,路过路边那棵最高的树,停下来问问他。

你有没有试过把数学知识用在生活里?欢迎聊聊你的玩法。


给孩子的1句话版:三角函数就是帮你,用眼睛能看到的东西,算出你够不着的答案呀。

作者|大讲堂

排版|大讲堂

审核|白杨

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