Prentice Hall Connected Mathematics Frogs, Fleas and Painted Cubes Student Edition

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出版者:Prentice Hall 作者:Lappan, Glenda/ Fey, James T./ Fitzgerald, William M./ Friel, Susan N./ Phillips, Elizabeth 出品人: 页数:0 译者: 出版时间: 价格:12.05 装帧: isbn号码:9780131656536 丛书系列:
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具体描述

探索数学世界的奇妙旅程:深入解析代数与几何的交织 本书聚焦于一个引人入胜的数学领域,旨在通过一系列精心设计的活动和问题,引导学生深入理解代数思维的构建过程,并将其与具体的几何概念巧妙地联系起来。全书的结构围绕着“关系”和“变化”这两个核心主题展开,力求打破传统数学教学中代数与几何的壁垒,展现数学思想的统一性与内在美感。 第一部分:构建线性思维——模式的识别与代数表达 本卷伊始,读者将踏上探索离散模式的旅程。我们不再满足于简单地观察数字序列,而是着手于理解产生这些数字背后的规则。 章节一:离散增长的秘密 本章从学生熟悉的日常情境入手,例如建立不同形状的多米诺骨牌塔,或计算在特定规则下生物群落(非书中所提的蛙类和跳蚤)的繁殖数量。关键在于引导学生识别恒定变化率。 情境建模: 引入一系列初始值和固定的增量。学生需要记录这些变化,并观察相邻项之间的差异。 图表分析: 将数据点绘制在坐标系上,直观地展示出这些“等距”的点连接起来形成一条直线。这为后续引入斜率的概念做了扎实的几何铺垫。 代数表示: 重点发展使用变量来描述这些模式的能力。通过对情境的抽象,学生将构建出形如 $y = mx + b$ 的初步模型。我们将详细探讨 $m$(增长率)和 $b$(初始值或截距)在实际情境中的具体含义。这一过程强调了代数符号不仅仅是计算工具,更是描述世界关系的语言。 章节二:等价的表述与代数操作 在建立了基础的线性模型后,本章将深入探讨代数表达式的等价性。我们关注如何通过合乎逻辑的步骤,将一个复杂的表达式简化为一个更易于理解的形式,反之亦然。 属性的运用: 详细解析分配律、结合律和交换律。这些不再是空洞的规则,而是用于重组和简化模型的工具。 解决方程: 引入“保持平衡”的理念来解一元一次方程。通过使用天平模型(而非抽象的“移项”),学生将理解每一次代数操作的本质——对等式两边进行相同的、可逆的操作,以隔离未知数。 不等式的初步认识: 扩展到线性不等式。重点在于理解“大于”或“小于”的概念如何影响解集,并在数轴上进行清晰的表示。 第二部分:几何形态的代数化——空间与维度的探索 第二部分将视野从一维的序列和线扩展到二维和三维空间,展示代数如何成为描述几何形状属性的强大工具。 章节三:面积、周长与二次关系 本章通过对矩形和正方形边长变化的研究,自然地引入了非线性关系,特别是二次关系。 边界与内部: 比较周长(线性增长)和面积(二次增长)随边长变化的速率差异。例如,当边长翻倍时,周长是翻倍,但面积是原来的四倍。 平方的几何意义: 通过具体方块的排列,直观展示 $x^2$ 的含义。 二次表达式的构建: 引导学生从图形面积(例如,一个由一块正方形和若干条形组成的图形)推导出表达式,例如 $x(x+k)$ 的形式,并将其与展开后的 $x^2 + kx$ 进行对比,从而理解代数展开的必要性。 顶点与对称性: 引入二次函数的图形——抛物线的形状,并讨论其对称轴和顶点(最大值或最小值点)在实际优化问题中的意义。 章节四:坐标系中的距离与变换 坐标系不再仅仅是绘制函数的背景,它成为了测量和描述空间位置的精确工具。 距离公式的推导: 从毕达哥拉斯定理(勾股定理)出发,我们探究如何在坐标平面上计算任意两点间的距离。这一过程是代数和几何完美结合的典范,它要求学生理解水平和垂直距离是直角三角形的两个“腿”。 刚性变换: 探索平移、旋转和反射。学生将学习如何使用加法、减法和负号(而不是矩阵)来精确描述这些变换如何改变点的坐标,从而理解函数变换的几何直观意义。 第三部分:数据分析与概率的初步连接 本书的最后部分将视角转向不确定性,使用我们学到的线性模型来分析真实世界中的数据散点图,并接触最基础的概率概念。 章节五:拟合数据的最佳直线 真实世界的数据很少完美地落在一条直线上。本章侧重于数据拟合和模型选择。 散点图的解读: 分析不同数据集(例如,植物生长速度与光照时间)的趋势。 “最佳拟合线”的概念: 介绍如何目测或使用简易方法(如连接两端点)来估计一条最能代表数据集中趋势的直线。重点在于理解这条线的斜率代表了平均变化率,而与数据点的偏差(残差)是不可避免的。 相关性与因果性: 强调模型只能描述相关性,而不能自动证明因果关系,培养批判性思维。 章节六:事件的发生与组合 本章以清晰、无歧义的计数规则为基础,为概率论打下坚实的基础。 计数原理: 使用树状图和乘法原理来计算可能的结果总数。这些方法与代数中的排列组合思想有着内在的联系。 基本概率: 定义概率为“有利结果数除以总可能结果数”。通过掷骰子、抽卡片等经典试验,强化对“样本空间”的理解。 全书贯穿着对数学交流的强调。学生被鼓励不仅仅是给出答案,更重要的是清晰地解释他们是如何得出结论的,以及他们的代数模型在现实世界中代表了什么。这种结构确保了学生在掌握运算技能的同时,培养出强大的建模、分析和逻辑推理能力。

作者简介

目录信息

读后感

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用户评价

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这本书在练习题的难度分布和类型多样性上,做得相当到位,尽管有些练习题的风格让我感觉它们更像是大学预科的测试题,而非高中课本的常规作业。我发现,这本书的习题分为好几类,一种是基础的机械重复计算,目的是确保你掌握了基本运算;另一种则是“建模应用题”,这些题目往往篇幅较长,需要你先从一段描述性的文字中提取出关键变量,建立起数学模型,然后再去求解。我尤其喜欢其中设置的那些“开放式讨论题”,它们往往没有唯一的标准答案,而是鼓励学生从不同角度去论证自己的解法合理性,这在培养数理逻辑的灵活性方面功不可没。但我也注意到,某些高级概念的练习题数量偏少,似乎作者认为掌握这些高阶技巧只需要少量练习就能巩固,这让我有些担心,对于那些需要大量反复练习才能内化知识点的学习者来说,可能需要额外补充习题集。总而言之,它的练习题设置是典型的“重质不重量”,但“质”的门槛设置得有点高。

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从装帧和纸张质量来看,这本教材明显是为长期使用而设计的,封面材质坚固耐磨,即使被反复折叠或塞进背包里,也不会轻易出现明显的撕裂或变形。内页纸张虽然不是那种光滑的反光纸,略带哑光质感,这非常有利于在上面做笔记和圈画,反墨情况也控制得很好。这本书的“连接性”——如果允许我用这个词来形容——体现在它对不同数学分支之间的相互引用上。你会发现,一个在几何章节提出的定理,在后来的微积分初步探讨中又以不同的形式被重新引用和应用,这种内在的联系性是很多割裂的教材所不具备的。它不是简单地把知识点堆砌起来,而是试图构建一个有机的知识体系。然而,唯一让我感到遗憾的是,由于这本书的年代感,它在引入最新的计算工具和软件应用方面的指导几乎是空白的,对于现在这个高度依赖模拟和计算的时代来说,它提供的工具箱略显陈旧,读者需要自行去衔接现代的科技手段来辅助理解和验证书中的理论。

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这本书的排版和字体选择,老实说,让我有点怀旧,也有一点点小小的恼火。字体偏小,而且行间距也不算特别宽裕,对于我这种需要戴着老花镜才能看清细小数字和变量的人来说,长时间阅读确实是个挑战。不过,奇怪的是,这种略显紧凑的布局,反而营造出一种“信息密度很高”的感觉,仿佛每一页都塞满了知识点和例题。我记得有一处关于概率的讲解,作者用了一种非常简洁的图表来展示所有可能的组合,那种没有多余装饰的纯粹信息展示,在特定时刻反而比花里胡哨的彩色图示更有效率。我对它在处理“符号系统”上的态度印象深刻,它不像一些更现代的教材那样,试图用大量的图形来“可视化”每一个数学符号,而是更多地依赖于清晰、标准的数学语言来定义和操作这些符号。这对于那些已经有一定数学基础,追求严谨性的学习者来说,或许是优点,但对于初学者,我猜他们可能会觉得理解某个新定义时,缺乏足够的视觉辅助来锚定概念。整体而言,它更像是一本为“认真学习者”准备的工具,而不是一本“速成手册”。

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这本教材的封面设计,坦白说,第一眼看过去是那种非常典型的,带着点九十年代末期教科书风格的蓝色和绿色搭配,甚至有点像我小学时用的那种数学辅导资料。它给我的感觉就是,嗯,这是一本非常“实用”的工具书,而不是那种试图用精美插画来吸引人的读物。翻开目录,我立刻注意到它对代数和几何概念的划分方式,似乎更侧重于将这些抽象的数学分支融入到一些非常具体的生活情境中去——比如,如果我没记错,开篇几个单元都在讨论某种增长率或者几何图形的优化问题,感觉像是直接把现实中的工程设计问题搬到了课堂上。我记得有一章专门讲了如何用函数来建模抛物线运动,里面给的例子不是那种枯燥的$y=ax^2+bx+c$的公式推导,而是围绕着一个实际的发射物体的轨迹展开的,这确实降低了一些理解门槛,但同时也让那些基础概念的阐述显得有些不够“纯粹”,更像是应用层面的讲解。我特别欣赏它在章节末尾设置的“探索与发现”环节,那里的问题往往需要学生自己去设计实验或构建模型来验证某个数学原理,而不是简单地代入公式计算,这对于培养批判性思维非常有益,尽管有时这些小挑战的难度梯度设置得有些跳跃,让某些章节的衔接感觉不是那么平滑。

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这本书的叙事风格,如果可以用“叙事”来形容一本数学教材的话,那它无疑是极其克制和内敛的。它很少使用那种充满激情的、鼓舞人心的语言来介绍一个数学概念,更像是以一位经验丰富但话不多的老教授的口吻在陈述事实。比如,在介绍线性方程组的求解方法时,它直接从高斯消元法的步骤开始讲起,几乎没有铺垫为什么我们需要这种方法,或者它在历史上的发展。这种直接切入核心的教学方式,优势在于效率极高,能迅速带着读者进入技术层面。然而,随之而来的问题是,如果你对某个概念背后的“为什么”感到好奇,这本书并不会主动提供太多历史背景或哲学思考。我记得在讲到非欧几何的某些基础假设时,文字描述非常精炼,需要读者自己去冥想这些假设带来的深远影响。对于习惯了循序渐进、层层深入讲解的读者来说,这种“跳跃式”的深入可能需要多次回读才能真正领悟。它的节奏感很强,像是一支训练有素的军队,目标明确,直奔战场。

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