天降学霸群,红婵儿从山村杀进清华
第265章 解排列组合,山野少年看见万千次序
暑假的风裹着南方山区稻田独有的温热气息,一层层漫过村口那所老旧的乡村中学。红婵儿背着简单的帆布书包,踩着午后斑驳的树影,再一次回到了阔别多日的母校。距离她从大山里走出去,考入清华大学已经两年有余,每一个寒暑假,她几乎都会抽出大半的时间,留在县里开展公益助学课堂。这次回乡,她给自己定下的授课主题,是高中数学里最容易让学生混淆出错的排列与组合,属于人教版高中选择性必修第三册的核心重难点知识。
出发之前,她在清华的宿舍里还和同课题组的几个同学讨论过这件事。隔壁工位的男生陈浩听完她打算回乡讲排列组合,忍不住说出心里的顾虑。
排列组合题型变化太多,很多城里重点高中的学生都容易分不清什么时候用排列,什么时候用组合,山区基础偏弱的孩子,会不会越听越糊涂。
坐在一旁带他们课题的周教授放下手里的文献,慢慢开口。
知识本身不分难易,难的是能不能找到贴合他们生活的例子。红婵儿你是从这片山里面走出来的,你最懂这群孩子每天看见什么,经历什么,别拿试卷上生硬的例题硬灌,试着从他们熟悉的日常入手。
导师的一番话,牢牢记在了红婵儿心里。当天夜里,躺在床上,她下意识点开了那个藏在手机深处,不属于这个世间的空间聊天群。往日大多是四位先贤主动抛出知识点点拨她,今天红婵儿没有直接抛出题目提问,只是简简单单把自己备课遇到的困惑讲了出来,如同讲故事一般,诉说自己不知道该用什么样生活化的例子,把排列组合讲清楚,让山里的孩子听懂次序与选择之间的区别。
沉寂片刻,群内慢慢传来四段跨越时光的思绪回响,不再是直白的讲课说教,更像是四位老者坐在一起闲谈,顺着红婵儿的难题慢慢展开思考。
高斯最先传来意念。数学从来不是凭空捏造的数字游戏,世间万事万物,自有它内在的次序。所谓排列,讲究顺序先后,组合只看重群体本身,你不妨去山野之间寻找次序。
牛顿紧随其后。世间万物的排布都暗藏规律,几颗石子摆放位置不一样,呈现出来的画面便完全不同,次序改变,结果自然改变,这便是排列最朴素的道理。
居里夫人温和的思绪缓缓流淌。可以结合简单的物质分组来讲,相同成分的物质,只是简单堆在一起,不分先后就是组合,如果按照特定顺序分层摆放,那就是排列。
达尔文的思绪带着山林草木独有的松弛感。你脚下这片山林,花草树木,鸟兽虫鱼,随机挑选几株植物放在一起,不在乎先后,是组合。按照高矮、花期依次排成一排,那便是排列,大自然每一天都在上演排列与组合。
一段段轻柔的意念在脑海里散开,红婵儿瞬间豁然开朗。她不再死盯着教辅书上枯燥的小球取放例题,心里慢慢构思出一整套属于山村课堂的教学设计。第二天一大早,她没有直接去教室上课,先沿着学校后面的小路往后山走,路边长满了野菊花、狗尾草、三叶草,还有大大小小形状不同的碎石,她弯腰,随手采摘了三种不同的野草,又捡回来五块纹路不一样的小石头,装进布袋,当作这一堂公益课最朴素的教具。
下午两点,公益课堂准时开课,教室里坐满了周边村镇赶来上课的初高中学生,一张张黝黑稚嫩的脸庞望向讲台,眼神里面藏着期待,也藏着一丝忐忑。不少学生之前刷题的时候,一碰到排列组合大题直接跳过,看见题目心里先产生畏惧。
红婵儿把布袋放在讲台上,没有立刻翻开习题册,先把捡来的几块石头摊开放在木桌上。
大家先看桌上这三块石头,如果我随便挑两块拿在手上,只是挑出来,不区分先拿哪一块,后拿哪一块,一共有多少种选法。
台下的学生低下头小声推算,有人慢慢举手,说出答案三种。
红婵儿轻轻点头。没错,只挑选,不讲究先后顺序,这就是组合,核心关键词就是选,只选出元素,不安排顺序。说完她伸手,将两块石头一左一右依次摆在桌面上。
那如果现在,我挑出两块石头,一块摆在左边,一块摆在右边,摆放位置不一样,代表顺序不一样,结果就不一样,这样算下来,又会出现几种情况。
底下的学生拿起草稿纸快速演算,很快有人回答六种。
很好,先挑选出来,再按照先后、位置安排顺序,这就是排列。排列等于先组合,再给选出来的元素排先后次序。
她拿起粉笔,在黑板上工整写下两个核心公式,组合数C,排列数A,一边写一边拆解概念。组合C(n,m)代表从n个元素里面选出m个,不计顺序。排列A(n,m),从n个元素选出m个之后,还要给m个元素安排先后顺序。很多同学做题第一步就做错,根本不是计算不过关,拿到题目分不清要不要考虑顺序,一步错,整道大题全部失分。
讲到一半,后排一个瘦瘦高高的男生举起手,眉头紧紧皱在一起,语气带着满满的疑惑。
很多题目不会像石头摆位置这么直白,题目文字绕来绕去,我总是不知道什么时候算有顺序,什么时候算没有顺序。
红婵儿走到男孩课桌旁边,轻声安抚他不用着急,顺着孩子的提问,举了几个山里孩子完全能够共情的例子。
咱们村里办喜酒,从五户人家里面选出三户去帮忙干活,只确定是哪三户,不安排谁先去谁后去,这就是组合。但是如果选出三户之后,还要明确第一户负责洗菜,第二户负责端菜,第三户负责收拾桌子,分工有先后,岗位有区别,这就是排列。再比如,山上五种野花,随便摘两朵扎成一小束花,不分前后,属于组合。摘两朵,一朵放花束最前面,一朵放末尾,讲究摆放位置,就是排列。
一个个扎根乡村日常的例子抛出来,原本晦涩绕口的定义,一点点变得清晰透亮。教室里原本紧绷的气氛慢慢松弛下来,不少学生恍然大悟,笔尖飞快在笔记本上记录要点。有几个女生互相小声讨论,原来排列组合并没有想象当中那么可怕,只是之前书本上举的例子离自己的生活太远,读不懂题目的隐藏条件。
讲课间隙,红婵儿拿出手机,把课堂上孩子们提出的典型错题简单编辑,发送到那个神秘空间群里面,想听听四位先贤有没有补充的点拨思路。
高斯的意念缓缓传来。学习排列组合,最忌讳一上来直接套公式,先定性,后定量。先判断是否存在顺序关系,确定是排列还是组合,再带入公式计算,千万不要本末倒置。
牛顿补充,做题的时候还要学会反向思考,正面情况太多算不清楚,就用总情况减去不符合条件的情况,也就是间接法,很多难题可以瞬间简化。
居里夫人提出提醒。一定要留意题目里面特殊元素、特殊位置,有些元素有明确限制,不能放在第一位,或者必须被选上,优先处理特殊条件,再处理普通元素。
达尔文打趣般传来思绪。就像大自然筛选物种,优先筛选生存条件苛刻的品种,再去看普通物种,做题逻辑其实相通。
得到群内几位先贤思路补充之后,红婵儿重新走上讲台,把分类加法计数原理,分步乘法计数原理拿出来重新梳理。很多学生分不清什么时候相加,什么时候相乘。她继续用农活举例子。
从村子到镇上,可以走山路,也可以走柏油路,两条路随便选一条就能到达镇上,这就是分类,分类用加法。先从村里走到村口,再从村口走到镇上,两件事要一步一步依次做完,才能抵达目的地,分步就要用乘法。排列组合整套大题,底层根基,就是这两大计数原理,原理吃透,难题自然能拆解开。
时间一点点流逝,两个半小时的公益课程慢慢接近尾声。红婵儿在黑板上写下五道梯度练习题,由浅入深,从基础概念辨析,到带限制条件的综合大题,留给台下的学生当堂练习。教室里只剩下笔尖划过草稿纸沙沙的声响,红婵儿慢慢在课桌过道之间来回走动,弯腰俯身,耐心给基础薄弱的孩子一点点梳理解题步骤。
中途,县里中学的数学老师也悄悄来到教室后排旁听,听完大半节课,等到课间休息的时候主动走上前来。
以前我们讲排列组合,完全依赖课本例题,很多孩子听得云里雾里,今天听完你的课才明白,不是学生学不会,是我们没有找到贴近他们生活的讲解方式。以后我们学校课堂,也尝试多结合乡土实例来讲理科知识点。
红婵儿谦逊摇头。我也是从这个小县城走出去的,我清楚读书的时候看见复杂题型有多畏惧,只是不想让这里的孩子,重复我当年走的弯路。
傍晚下课,夕阳斜斜挂在远处连绵的山尖,金色余晖铺满整条乡间小路。留下来打扫教室的几个学生围了上来,眼神满是崇拜。
婵儿学姐,以前排列组合我直接放弃,今天听完,好像终于能读懂题目了,下次放假,你可不可以再回来给我们讲立体几何和概率大题。
红婵儿笑着点头答应,和孩子们约好了下一次公益授课的时间。走在回亲戚家的乡间小道上,晚风拂过稻田,掀起一层层绿色波浪,她拿出手机,再次打开那个只属于她一人的空间聊天群。
今天的课堂还算顺利,只是还有一小部分基础特别薄弱的孩子,稍微复杂一点的综合题型依旧很难独立拆解。
高斯给出新的建议。不要追求一次性讲完全部难题,循序渐进,先把基础概念打磨牢固,再慢慢叠加限制条件,一步一层台阶,学习没有捷径,次序本身,也是一种成长。
牛顿感慨,知识传授和力学一样,用力过猛反而适得其反,顺着孩子现有的基础慢慢引导,力道恰到好处,才能走得长远。
居里夫人说道,教育和化学实验别无二致,需要足够的耐心,反复尝试不同的引导方式,慢慢找到最适合这群少年的那条路。
达尔文缓缓传递思绪。一代代山里的少年,就如同山林里面新生的幼苗,给予合适阳光雨露,假以时日,他们自然会长成参天大树。
收起手机,红婵儿抬眼望向连绵无尽的群山。她想起自己初中的时候,也只是一个各科成绩垫底,上课常常走神,对未来一片迷茫的山村女孩,偶然闯入这个神秘的学霸空间群,在四位先贤日复一日潜移默化的指点之下,一点点补齐短板,翻越一座又一座学习大山,一路拼命向前,最终踏进清华园。如今她学有所成,最大的心愿,就是沿着自己来时的路折返回去,把学到的思维、方法,传递给更多困在大山之中,渴望通过读书改变命运的少年。
回到清华之后,她把这次回乡公益课堂完整的备课讲义、课堂例题、乡土化讲解案例整理出来,发给周教授,还有课题组一起做乡村教育帮扶项目的同学。
周教授看完整整几十页的备课记录,在实验室里面对着红婵儿给予肯定。
你做的公益课堂,不只是单纯讲几道数学题目,你是在给山区孩子打开一种全新看待知识的视角。后续我们课题组,可以把数理化生整套知识点,全部做成乡土化讲义,分发给全国偏远县域的乡村学校。
身边同学也纷纷凑过来翻看文档,主动提出愿意分工,分别整理物理电磁、化学反应原理、生物遗传调节对应的生活化教学素材。
红婵儿看着身边一群志同道合的伙伴,内心充满暖意。一个人的微光,力量终究有限,如果一群人携手前行,便能照亮更多深山学子前行的道路。
夜色笼罩清华园的教学楼,灯光透过玻璃窗,落在桌面上摊开的高中数学课本之上,排列、组合、两大计数原理一行行知识点静静印在纸页之间。红婵儿心里暗暗定下目标,接下来的假期,她还要继续返回南方县城,把概率统计、导数、解析几何这些高中数学最难啃的板块,一场一场公益课讲下去,让更多大山里的少年,不再畏惧理科难题,看清前行的次序找准属于自己人生那条向上攀登的道路。