2025年04月10日
探索数学奥秘 激发科学兴趣
——记三、五年级“每周半天计划”松山湖数学探索馆之行
深圳实验学校坂田部小学三年级六班和七班、五年级二班和三班的同学分别于3月20日、3月26日开启了他们的“每周半天计划”学习之旅——探秘松山湖数学探索馆。
走进探索馆，开启数学奇妙之旅
松山湖数学探索馆是以数学为主题的科技馆，馆内展览内容丰富，涵盖数与运算、几何空间、数学逻辑、概率统计等多个领域。同学们在讲解员的带领下，有序参观了各个展区，通过观看展品、动手操作、思考解谜等方式，沉浸式体验数字。
临时展区展示了各类数学积木，如九连环、磁力片、立体拼图、平面图形的密铺。同学们兴致盎然，学得不亦乐乎，初步认识到数学不仅仅是课堂上的知识点，还是拓展思维的好工具，更是体现出独一无二的生活美学。
探索馆入口处设置了直径约 1 米的数学主题时钟装置，其核心设计融合数与代数运算元素，圆周外围均匀分布着 12 个数学元素，将传统时钟的刻度概念转化为运算符号的艺术排列。左侧电动翻转牌通过周期性切换：当正面金属亮面反射自然光时，整体呈现动态光影效果；背面在特定角度下可清晰显示 “松山湖数学馆” 全称。该装置每隔数分钟完成一次完整的正反交替循环，其机械运动轨迹严格遵循数学函数模型，将时间计量与空间变换有机结合。
随后，进入数与运算展区，同学们通过互动装置直观地理解数理逻辑的运算过程，体会数学计算的严谨性和高效性。
在“二进制与十进制” 展项前，五年级同学们以 “信息解码员” 的身份，开展了一场充满深度的探究活动，成功地把抽象的进制转换原理，转变为可操作、可观察、可验证的学习体验。
抽象的数与运算转化为可操作、可验证的美学体验。学生站在“黄金比例”展项前完成全身扫描后，系统自动生成人体轮廓线。通过推拉机械拉杆，可实时调整上、下半身身高等参数，同步模拟骨骼生长，在屏上呈现符合黄金比例的理想形象。学生在惊叹“变美魔法”的同时，深刻理解数学在自然、艺术和科技领域的普适性价值。
在几何世界展区，同学们通过观察立体模型、拼接图形等方式，探索数学中的对称性以及空间变换等概念。展区内的动态装置展示了几何学在不同领域的应用，使大家认识到数学与现实世界的紧密联系。
当看到钢球沿摆线轨道比直线提前到达终点时，“两点之间直线最短” 的固有认知被彻底颠覆；输入生日日期后，系统通过割圆术动态演示 π 的计算过程，让数学常数与生活密码产生奇妙共鸣；掉落试验装置揭示了圆形井盖的恒定宽度特性，而正方形车轮在悬链线轨道上的平稳运行，则打破了 “轮子必须为圆形” 的思维定势；克莱因瓶。这些充满冲击力的发现，不仅让学生理解了几何原理在建筑、工程等领域的实际应用，更培养了他们质疑权威、实证探究的科学精神。展区通过 “现象观察-原理推导-创新设计”的完整学习链，将抽象的几何知识转化为可触摸、可验证的认知体验，为培养空间观念、推理意识等核心素养提供了生动范本。
百变魔数展区是同学们最感兴趣的区域之一。这里通过数学游戏、趣味挑战等方式，在游戏中学习数学，体验数学逻辑的巧妙之处。例如，展区内的一些数学谜题考验了学生的推理能力和思维敏捷度，让他们在思考与尝试中不断突破自我，享受解题的乐趣。
振动沙纹实验室中，学生调节音叉频率（20-2000Hz），见证沙子在驻波节点形成的克拉尼图形；智能博弈擂台中，与搭载 AI算法的机器人对战华容道、汉诺塔，在路径选择中发现 “最少步数”背后的状态空间搜索策略。地形塑造工坊将数学与地理融合：通过沙盘堆出地形，顶部激光雷达实时生成等高线投影，直观展示等高线疏密与地形坡度的数学关联。密码学体验区则通过凯撒密码转盘、RSA 算法解密器等装置，屏幕浮现现代通信加密技术的发展脉络。
互动体验，培养数学思维
数学的学习不仅仅是知识的积累，更是思维方式的锻炼。本次探索馆之行，通过多元化的互动体验，帮助同学们建立数学思维，培养他们的逻辑推理能力。
首先，互动展区的设计符合儿童认知发展特点，从具体到抽象，从感知到推理，使学生能够在实践中理解数学概念。例如，在数与运算展区，同学们通过对二进制实际操作理解二进制的概念及应用领域；在几何世界展区，他们通过观察、触摸、拼装等方式理解几何形状的变换关系。这种学习方式突破了传统课堂教学的局限，使抽象的数学概念变得直观可感。
其次，数学馆的展品强调数学的应用性，帮助同学们理解数学在现实世界中的价值。例如，在概率统计展区，大家通过掷骰子、概率计算等小游戏，直观地感受到数学在预测和决策中的作用。
数学与生活紧密相连 拓宽数学认知
本次学习让大家对数学产生了新的认识：它还可以是形态各异的玩具，是藏在生活中某处意想不到的“玄机”。探索馆展览内容涵盖了数学在计算机科学、人工智能、密码学、建筑设计、金融工程等领域的实际应用，同学们对数学的认知从课本延展到了更广阔的现实世界。
数学探索馆到课堂 延续探索之旅
本次三、五年级开展的“每周半天计划”学习活动不仅是一场短暂的校外实践之旅，更是一次数学思维的训练和科学素养的提升。同学们在体验中收获了知识，也激发了进一步探索数学的兴趣。
学校将以此次活动为契机，鼓励同学们在日常学习中运用数学馆所学的知识，继续探索数学的奥秘。同时，学校也在数学周组织更多类似的实践活动，如数学竞赛、数学魔术、跨学科探究项目等，让学生在更多元化的学习环境中深化数学理解，锻炼数学思维。
未来，学校将进一步加强数学教育与实践的结合，充分利用社会资源，如科技馆、大学实验室、科研机构等，打造更丰富的数学学习场景，使学生能够在真实情境中学习和应用数学知识，培养创新思维和科学素养。（文/余敏 曾振业 图/李媛瑗 三年级组 五年级组）
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