日前，在北京市第五十中學(xué)操場上，一場別開生面的數(shù)學(xué)創(chuàng)意市集熱鬧非凡，吸引千余名學(xué)生駐足挑戰(zhàn)。天壇榫卯重構(gòu)戰(zhàn)、數(shù)轉(zhuǎn)時(shí)空系列挑戰(zhàn)賽、數(shù)衍洛書、五子棋挑戰(zhàn)賽等趣味項(xiàng)目讓同學(xué)們盡情暢游在數(shù)學(xué)世界。當(dāng)天，北京市中小學(xué)數(shù)學(xué)節(jié)在北京市第五十中學(xué)召開，東城區(qū)龍?bào)w學(xué)區(qū)的學(xué)生們開展了一場數(shù)學(xué)和古都的破圈對話。
“一按起始鍵，顏色傳感器就可以識(shí)別顏色信息，這個(gè)機(jī)器人就能從齋宮到祈年殿了?！崩钰淠八妥x的板廠小學(xué)位于天壇公園附近，平日經(jīng)常逛天壇公園的她發(fā)現(xiàn)公園的游客特別多，于是產(chǎn)生了設(shè)計(jì)天壇公園導(dǎo)覽圖的想法。李阡陌是學(xué)校“北京中軸線和古建筑”社團(tuán)的成員，于是，她和社團(tuán)老師一起想辦法，研發(fā)了一款天壇智能交互導(dǎo)覽系統(tǒng)——智能機(jī)器人京京，并設(shè)計(jì)了兩條線路，游客可以根據(jù)喜好體驗(yàn)古代的祭天、祈谷文化。
“北京有近千年的建都史，天壇是典型的中國古建筑，我們東城小學(xué)生的研發(fā)用現(xiàn)代人工智能、3D打印技術(shù)讓古建筑迸發(fā)新的生命?！睂＜医ㄗh，李阡陌的發(fā)明能夠在硬件適配上進(jìn)行探索，應(yīng)用到其他古建筑場景里。
北京市第五十中學(xué)高二（3）班的林公益、劉依依、馮子楊三位同學(xué)對古代建筑構(gòu)造中的榫卯結(jié)構(gòu)產(chǎn)生了濃厚興趣。他們運(yùn)用數(shù)學(xué)建模和物理受力分析等多種方式展開研究，用實(shí)際行動(dòng)“解碼古都”。
燕尾榫是榫卯中的典型結(jié)構(gòu)，燕尾榫在受拉破壞時(shí)如何受力？于是，他們想到了引入結(jié)構(gòu)力學(xué)仿真軟件，設(shè)計(jì)了燕尾榫的受力云圖。在實(shí)驗(yàn)中他們發(fā)現(xiàn)，力是從卯眼根部由兩側(cè)到中間逐漸擴(kuò)散的?！霸瓉?00年前的古人智慧運(yùn)用現(xiàn)代科技可以更清晰、直觀地表現(xiàn)出來，解開世界的密碼存在于我們每個(gè)人觀察世界的眼睛里?！蓖瑢W(xué)們感慨到。
“當(dāng)時(shí)的古代工匠是沒有角度概念的，他們在長期的工作中積累了大量的實(shí)踐智慧。同學(xué)們利用現(xiàn)代技術(shù)進(jìn)一步研究古人的建筑智慧，這一點(diǎn)讓人感動(dòng)。同學(xué)們從模擬實(shí)驗(yàn)到后來進(jìn)行建模，逐步發(fā)現(xiàn)需要更高級(jí)的技術(shù)手段解釋這個(gè)問題，這其實(shí)就是人類遇到困難時(shí)一步步去探索科學(xué)的過程。”現(xiàn)場專家點(diǎn)評(píng)說。
當(dāng)天，來自東城區(qū)龍?bào)w學(xué)區(qū)的教師和東城區(qū)崇文科技館的教師還帶來了別具一格的演示課。探秘古代計(jì)時(shí)工具中的一次函數(shù)、九子龍紋的數(shù)學(xué)秘密、凱撒密碼解碼千年古都、天壇中的數(shù)學(xué)問題，這些不同主題的數(shù)學(xué)課堂，均圍繞古都與數(shù)學(xué)展開，展示了數(shù)學(xué)課堂的別樣魅力。
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文字：趙翩翩
圖：東城區(qū)教育融媒體中心
編輯：韓沖
校對：蘇珊
審核：張秋穎
終審：冉陽 郝彬
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