十部經典趣味數學紀錄片,堪稱歐美激發孩子數學思維的秘訣

08-13

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在大部分人心中," 數學 " 總是板著副臉孔,這也難怪,畢竟這門研究數量、結構與信息等的科學,最講究的就是嚴謹和邏輯。

但因此就以為 " 數學很無趣 ",可就錯瞭。學院君今天為小學高年級孩子和中學生推薦 10 部數學紀錄片,豆瓣評分清一色 8.0 以上,有的從大自然中,挖掘奇妙的數學原理,有的結合孩子的現實生活,用統計常識和數學邏輯,打破孩子的認知誤區……

無論作為興趣啟蒙,還是幫孩子學以致用,都值得一看。真正激發孩子數學思維的秘訣,就在其中。每部片子下面都附有播放鏈接,為新學年激發數學思維做準備。

1、統計的樂趣

The Joy of Stats

——讓你學會跳出直覺看問題

豆瓣評分:8.5

豆瓣網友 " 海默 91" 評價:" 主持人是個非常可愛的老頭!能夠上他的課我覺得每個人都會真心實意愛上統計學的!

看到 " 統計學 ",你首先想到什麼?在本片中,明星教授 Hans Rosling 將用新奇的方式、先進的技術和幽默的語言,給我們講述很多奇奇怪怪的統計案例。

比如說,平均數是統計中一個很重要的概念,但是光看它,卻會得出一個荒謬結論:把馬雲和 6 個窮人放在一起,平均每個人都坐擁好幾個億的財富。

再比如,把來自不同地方的香蕉擺在猩猩和大學生面前,猩猩反而能選出來,大學生隻能瞎猜——如果猩猩選擇的正確率更高,又能說明猩猩更聰明嗎?

這些例子,都在告訴我們——統計學不是簡單地處理數字,而是用相關性揭示一些人們忽略的原理。單憑一個指標,根本無法洞察事物的本質。因此,數據再重要,也無法代替人們的思考。但是,掌握分析數據的能力,能讓我們學會跳出直覺,更理性、嚴謹地思考。

觀看鏈接:

http://www.bilibili.com/video/av1503473/

2、數學的故事

The Story Of Maths

——站在人文的視角看數學演變的重要時刻

豆瓣評分:8.9

豆瓣網友 "Sophie Z":" 一共 4 輯,很精致,講到中國的數學時驚喜瞭。"

一提到數學,大部分人隻想到,這是一門充滿公式的學科,看起來冷冰冰……如果您傢孩子對數學不感冒,不妨與他一起看看,為什麼歷史上最聰明的人,卻對數學如此上癮?

(高斯的手稿)

本片主要是站在人文的視角,闡述重要理論誕生的歷程,重返數學史上的黃金時代,帶你走訪數學傢的故鄉,真實地呈現牛頓、萊佈尼茲、高斯等數學傢探索著名理論的歷程,就連所用的公式、解題時列出的方程都一一放出來。

前兩集講述數學的起源,主要是各文明古國的先輩們在生產生活中的發明和創造。第三集主要介紹自希臘帝國滅亡之後、工業革命之前的數學世界,第四集是最近 300 年的演變歷史。

本片涉及到不少數學知識,若孩子在觀看中能學到有用的模型,是一件好事。但不必拘泥於知識本身。更重要的是,讓孩子從中感受到數學的魅力,通過生動的講解,激發出他們的學習興趣。

第一集:

https://v.qq.com/x/page/g012541u60k.html

第二集:

https://v.qq.com/x/page/s0125iof2go.html

第三集:

https://v.qq.com/x/page/d01254xyiko.html

第四集:

https://v.qq.com/x/page/j0125qg7nsp.html

3、終極密碼

The Code

——揭開事物背後的數字規律,感受數學最接地氣的一面

豆瓣評分:8.6

豆瓣網友 "Anna" 評價:" 那些看似隨機混亂的事物,背後都存在一個密碼。一個微小的改變,在未來就是巨大的變動。"

從宏偉的大教堂到北美的周期蟬,從多佛比目魚到蜿蜒的海岸線,從海洋深處的鸚鵡螺,到美妙的音樂,從繁忙的機場,到浩瀚的星空,背後都隱藏著關於數學的奧秘。

有人說過:" 世界上隻有兩門真正的學科——數學和哲學。" 那麼,從數學眼裡,我們會看到一個怎樣的世界呢?

本紀錄片共 3 集,分別從 " 數字、形狀、預測 " 三個方向來探尋隱藏在宗教、建築、藝術、生物等大自然和人類生活中的數學奧秘。數字間有著令人迷惑的奇妙的聯系,隻有通過這些密碼我們才能瞭解掌控著整個宇宙的法則,從而揭開這個世界的真相。

人類為什麼要孜孜不倦地學習數學?大概是因為,生命的歷程是求真、求善、求美的過程,本片正是用震撼的視覺語言,從點滴的生命現象闡釋瞭數學的真善美,告訴我們學習數列規律、幾何技巧的意義。

http://v.youku.com/v_show/id_XNTQ2OTMzNDM2.html

4、危險的知識

Dangerous Knowledge

——四位天才數學傢自殺的背後

豆瓣網友 "Shoegazerbaby" 評價:" 四個都是大牛,都是竊聽瞭上帝的秘密而開始在人間受難。因為他們看不到未來,分不清真實和虛無。"

這部紀錄片聚焦四位無與倫比的數學傢:喬治 · 康托爾、路德維格・玻爾茲曼、哥德爾和阿蘭 · 圖靈,他們的天才光耀千古,他們的智慧深刻地影響瞭後世。但是,同時代的人卻用尖刻、猛烈的態度批評這四位 " 異見者 ",使這四位天才精神錯亂,最終都以自殺結束瞭自己的生命。

此外,本片還與目前最著名的學者進行瞭對話,包括 Greg Chaitin ——紐約 IBM TJ 華生研究中心的數學傢,以及羅傑 · 彭羅斯等人,他們仍在孜孜不倦地探尋世上到底是否有數學傢不能弄明白的事。

https://www.bilibili.com/video/av1992833/

5、偉大的瘋狂

A Brilliant Madness

——看起來奇怪的人,總是有著非凡的洞察力

豆瓣評分:8.8

豆瓣網友 " 文心孤竹 " 評價:" 在這部紀錄片裡可以看到《美麗心靈》男主角納什的真身,天才和瘋子往往隻有一線之隔,就看你身邊的人對於天賦的尊重和對於異類的包容。"

大部分人都是通過電影《美麗心靈》瞭解諾貝爾經濟學獎獲得者約翰 · 納什,而這部僅僅在 1 年之後拍攝的紀錄片卻不為人所知。事實上,比起《美麗心靈》,這部片子更值得一看,因為它更完整地記錄瞭納什的生平,並且對理論發現的全過程進行瞭更深入的探索。

在納什看來,數學能揭示命運的規律、人生的奧秘。這就是為什麼,他不滿足於像其他數學學者一樣,用現有的理論解決問題、發表論文。

在上世紀 70 年代,納什的博弈論被運用到瞭美國的經濟建設和國際貿易等實際領域,產生瞭巨大的影響力。等到納什 1994 年榮獲諾貝爾獎時,他已經從精神分裂走到康復,並重新獲得瞭人們的接納。

導演在最後,還說過這樣一席讓人深思的話:" 我們要去欣賞一個人在某些方面的天賦,即使他有些古怪,看問題的角度與眾不同,那些人通常都是有真正非凡的洞察力。"

https://www.bilibili.com/video/av915151/

6、數學大謎思

The Great Math Mystery

——大自然比人類更瞭解數學

豆瓣網友 " 地中海的常青樹 " 評價:" 挺好看的啟蒙片,花瓣數列,松果數列,數學無處不在。"

隻要細心留意大自然,就會發現很多不為人知的 " 巧合 " ——把幾朵花放在一起,你可能會從中讀出 13 世紀時希臘數學傢所發現的斐波那契數列:1,2,3,5,8,13 ……相鄰的兩個數相加,總能得到下一個數。這個數列,不僅有趣,還時常出現在人體的美學、股票市場甚至是大自然之中,向日葵的種子、松果的底部,都呈現這種規律。

更讓人驚訝的是,動物們的數學能力遠遠超乎人類的想象。比如,靈長類動物狐猴就特別聰明,在沒有任何標示的情況下,它們可以自己選出數值更多的食物,哪怕是面對顏色不同、形狀不同的元素,也可以輕易判斷出來。

看似抽象的數學,散佈在大自然的角落之中。有很多迷思,甚至至今都無法解釋。本片就是從這些極富趣味的細節切入,帶觀眾接觸最可愛的數學,如果您傢孩子以為數學是門枯燥的學科,提不起興趣,那更要陪他一起觀看此片,來一次別開生面的數學啟蒙瞭。

https://www.bilibili.com/video/av3249309/

7、邏輯的樂趣

The Joy of Logic

——看邏輯的演變,輕松培養批判性思維

豆瓣評分:8.4

豆瓣網友 "1 先森 " 評價:" 簡單生趣的介紹瞭邏輯以及從邏輯引發開的現實應用,沒有想到簡單邏輯居然在後人的發展下有如此之深的擴展與實踐,很具有現實意義的談資。"

邏輯是哲學、語言、數學的引擎。關於邏輯的起源,可以追溯到古希臘時期的亞裡士多德,他是第一個提出演繹三段論的人,為一切哲學論述打下瞭基礎。不過,把邏輯發揚光大,尤其是把它們放到生活應用中的,則是數學傢。

Charles Dogson 是一個把邏輯的應用方法推廣開去的數學傢,他發現,人們的日常生活中充斥著太多謬誤:政治傢們巧舌如簧的辯論、報紙上隻揭示部分真相的報道等等,在當時,女孩沒有機會上學學數學,於是他把邏輯歸納成幾個法則,集結成書。

後來,還有一位叫做 George Boole 的數學傢,他發明瞭 and,or,not 等數學符號,還開創性地把 "1" 和 "0" 分別對應 " 正確 " 與 " 錯誤 "。這種發現,影響瞭後來的計算機語言——二進制。時到今日,我們還在大量使用這位數學傢遺留下來的思想財富。

本片不是單純地講述邏輯的演變歷史,而是從不同的著名理論入手,帶人們走近邏輯的世界,從中體會數學和規則背後的樂趣,對思考抽絲剝繭,是一部很好的啟蒙片。

http://www.bilibili.com/video/av2679094/

8、一根繩子的長度

How Long Is a Piece of String?

—— 60 分鐘解答測量中的大學問

豆瓣評分:8.0

豆瓣網友 " 畢業戰士 175" 評價:"How Long is A Piece of String? 數學之美,物理學之美。"

一根繩子有多長?隻要能找到一把尺子,隻要有基本的數學常識,任何人都能在十秒之內解決這個問題。那麼,為什麼 BBC 要花 60 分鐘來深入探究這個看似淺顯的問題?

原來,在我們看來再平常不過的 " 測量 " 問題,居然被數學傢看作數學的起源。繩子本身沒有數學意義,是 " 測量 " 賦予瞭它們 " 長度 " 的概念。在本紀錄片中,主持人和一位特約數學傢,將以一條再普通不過的繩子為載體,帶我們走近國傢物理實驗所。

這是一個專註於測量的地方,看看他們如何 " 花樣百出 " 地詮釋一條繩子的長度。紀錄片給我們介紹瞭不少有趣的新知識,比如早期的埃及人喜歡用手肘到中指的長度作為標準,一個絕對精確的校準器則需要用混合金屬制造而成……

此外,特別推薦一下 BBC Horizon ( 地平線 ) 系列的紀錄片,至今已有 53 年的歷史。內容豐富、講解生動,涵蓋瞭歷史、人文、宗教、地理、設計等領域的科普知識,非常適合給孩子啟蒙。

https://www.bilibili.com/video/av795569/

9、尋找隱秘的維度

Hunting the Hidden Dimension

——特效電影隱藏著的奇妙數學原理

豆瓣網友評價:" 分形理論產生後,不僅影響瞭數碼影片,海岸線測量,服裝設計等領域,實際上 EX 的冠狀網絡地圖也是利用分形原理產生的一種直觀的統計方法。"

大傢都會被科幻電影的特效吸引住,你知道背後居然隱藏著一個高深莫測的數學原理嗎?而且,這個原理還被運用到股票市場、心臟病的觀察中……

本片為你揭曉,這些看似毫無關聯的東西之所以能聯結在一起,全靠一位特立獨行的數學傢 Beroit Mandel ——他發現瞭 " 分形(fractal)" 理論,徹底改變瞭人們的思維。

這是 Beroit 自己創造的一個新名詞,用於描述那些看上去參差不齊、殘缺不全的圖形,他說,你可以自己創造一個分形。理論出來之後,幫助瞭很多人解決瞭繪制和設計的難題,比如《星際迷航》就運用瞭這種想法,實現瞭特效的繪制。

" 分形 " 雖是人造的概念,但它遍佈我們的生活。從細胞組成到大樹的分枝,再到巨大無比的山峰,無處不在。分形連接瞭一個革命性的新的數學分支,改變瞭我們看世界的角度。數學傢們開發這些奇怪的不規則碎片,也許是單純的好奇心驅動,但卻影響到我們對每一個分科的理解,甚至宇宙的命運。

http://www.bilibili.com/video/av4235890/

10、數學漫步

A Walk Through Mathematics

——幫小小科幻迷搞懂 " 四維空間 "

豆瓣評分:9.3

豆瓣網友 " 沒有眉毛的貓 " 評價:" 相當直觀易懂。是部很棒的科普片。"

這是一部兩小時長的 CG 科普電影,講述瞭許多深奧的數學知識。內容相對晦澀,足夠讓愛數學的高年級孩子過一把 " 燒腦 " 的癮。最引人註目的話題,自然是如四維空間瞭。作為一個生活在三維世界的人,我們如何通過影響去理解四維空間呢?很多觀眾紛紛表示看不懂!

當然瞭,盡管是科學傢,也未必可以完全解釋清楚四維理論。四維理論的初衷就是為瞭理解宇宙世界的物質規律,若放到微觀世界中,可能想破腦袋也無法理解。但不管怎麼說,讓孩子從這些大開腦洞的理論中理解數學,感受規律之美,依然是一次很好的體驗。

http://www.bilibili.com/video/av309837/index_1.html#page=10

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