在我們的日常生活中，無(wú)論是洗碗時(shí)看到的泡沫，還是在公園里看到的彩虹，背后都隱藏著無(wú)數(shù)的科學(xué)奧秘。這些現(xiàn)象雖然看似平常，卻都深深扎根于數(shù)理化的基本原理中。生活中一些常見的問題，也能通過轉(zhuǎn)化成數(shù)理化的問題來解決。
那么在現(xiàn)實(shí)生活中，數(shù)理化是如何幫助我們解決問題的？又該如何讓枯燥的知識(shí)變得通俗易懂？
科普中國(guó)專門推出“給孩子的趣味科普”專欄，帶著孩子從真實(shí)的生活場(chǎng)景出發(fā)，用發(fā)現(xiàn)和探究的科學(xué)視角去嘗試解決實(shí)際的問題，同時(shí)用一個(gè)又一個(gè)有趣的故事，帶著家長(zhǎng)引導(dǎo)孩子思考問題、解決問題，以及更好地探索世界。
生活場(chǎng)景一
思考題：大娘籃子里有多少個(gè)雞蛋？
這天是農(nóng)村趕集的日子。人們一大早便結(jié)伴陸續(xù)向集市所在的村莊走去。胡子大叔也騎著摩托車，風(fēng)風(fēng)火火地要去趕集，他的速度飛快，不時(shí)超過人群，一轉(zhuǎn)眼就騎到了集市所在的大街上。
說時(shí)遲，那時(shí)快，在一個(gè)轉(zhuǎn)彎處，由于速度太快，沒來得及完全剎住車，他碰到了一位提著一籃雞蛋的大娘，大娘沒站穩(wěn)，“啪”一聲摔倒在地，籃子里的雞蛋全都碎了，蛋黃和蛋清瞬間淌了一地。
圖片來源：圖書《數(shù)理化里的十萬(wàn)個(gè)小問題》
胡子大叔一看自己惹禍了，急忙下車，連聲道歉：“對(duì)不起，對(duì)不起！大娘，您怎么樣？沒事吧？” “哎呀，我倒是沒什么事?！贝竽镄奶鄣卣f，“可是我的一籃子雞蛋都摔碎了。我可是要用賣了雞蛋的錢去買糧食的呀！這可怎么辦？”這位大娘確實(shí)不富裕。
“大娘，人沒事就好?！焙哟笫遐s快安慰她，“這件事情怪我，我轉(zhuǎn)彎時(shí)太急，一不小心碰著了您。您不用擔(dān)心，籃子里有多少雞蛋，我照價(jià)賠您就是了。我平常雞蛋吃得少，這次就當(dāng)一下子給補(bǔ)上了！”
圖片來源：圖書《數(shù)理化里的十萬(wàn)個(gè)小問題》
“到底有幾個(gè)我也記不清了?！?大娘吃力地回憶著，“在家里我把雞蛋從那個(gè)籃子里倒騰到這個(gè)籃子里，倒騰了幾次，我記得分別按 2 個(gè)一次、3 個(gè)一 次、4 個(gè)一次、5 個(gè)一次或 6 個(gè)一次拿出來時(shí)，籃子里總是剩下 1 個(gè)雞蛋，當(dāng)我按 7 個(gè)一次往外拿時(shí)，正好拿完，籃子里一個(gè)雞蛋也不剩?！?/p>
看熱鬧的人感到不解：“這怎么才能計(jì)算出來呢？” “是啊，應(yīng)該準(zhǔn)確地計(jì)算出來，讓大娘不吃虧，胡子大叔也不冤枉?！?/p>
只見胡子大叔眨巴著眼睛，認(rèn)真思索著，又找了一根小棍在地上劃拉著計(jì)算起來。不一會(huì)兒，他眼前一亮 ：“籃子里可能有 301 個(gè)雞蛋，也可能是 721 個(gè)，但大娘的籃子里盛不下那么多，所以肯定是 301 個(gè)雞蛋了！”
圖片來源：圖書《數(shù)理化里的十萬(wàn)個(gè)小問題》
“哦？大概應(yīng)該就是這個(gè)數(shù)吧！”大娘表示同意。胡子大叔按照市場(chǎng)價(jià)格，付了 301 個(gè)雞蛋的錢給大娘，大娘滿意地接過錢走了?？礋狒[的人里有個(gè)孩子，喜歡數(shù)學(xué)，想知道胡子大叔是怎么計(jì)算的， 便問：“胡子大叔，您是怎么計(jì)算出來的呢？不妨說給我們聽一聽?！?/p>
“哦，可能有些人會(huì)感到不解，覺得有些神秘。”胡子大叔不失幽默，“我的計(jì)算是有根有據(jù)的，可不是隨便糊弄出一個(gè)數(shù)字。” “大娘說，她的雞蛋按 2 個(gè)一次或者 3 個(gè)一次、4 個(gè)一次、5 個(gè)一次、 6 個(gè)一次拿，最后都剩下 1 個(gè)。那么她的雞蛋應(yīng)該是 2 到 6 這五個(gè)數(shù)的公倍數(shù)加 1，即 60 加 1，是 61。61 被這幾個(gè)數(shù)除都剩 1。但 61 除以 7 卻有余數(shù)，也就是說 61 個(gè)雞蛋按每次 7 個(gè)往外拿，拿不盡?！?/p>
胡子大叔數(shù)學(xué)好棒，有條有理地講解著，“這說明大娘的籃子里不是 61 個(gè)雞蛋。接著再算下去，2 到 6 這五個(gè)數(shù)的最小公倍數(shù) 60 的倍數(shù)再加 1，所得的數(shù)被這 5 個(gè)數(shù)除也余 1，但 60 的幾倍加 1 所得的數(shù)能夠被 7 整除呢？我們不妨算一算，60 的 2 倍加 1 是 121，但是除以 7 也有余數(shù)，繼續(xù)依次計(jì)算，得到了 60 的 5 倍加 1，是 301，被 7 除正好沒有余數(shù)。301 是符合要求的數(shù)字。繼續(xù)算，下一個(gè)符合要求的數(shù)字是 721，可是大娘的籃子是裝不下 721 個(gè)雞蛋的，所以我斷定大娘的籃子里有 301 個(gè)雞蛋?！?/p>
圖片來源：圖書《數(shù)理化里的十萬(wàn)個(gè)小問題》
周圍看熱鬧的人聽完胡子大叔的計(jì)算過程，都對(duì)他的邏輯推理能力和數(shù)學(xué)計(jì)算水平表示欽佩。
思維洞開：如何把生活中的問題轉(zhuǎn)化為一個(gè)數(shù)學(xué)問題？
大娘的雞蛋自己最少數(shù)了 7 次，看上去很復(fù)雜，一時(shí)半會(huì)兒理不出頭緒。但胡子大叔巧妙地利用了自然數(shù)的倍數(shù)關(guān)系，將 2、 3、4、5、6 共同的倍數(shù)加上 1，找到線索，再利用 7 的倍數(shù)找到合理的答案，最終胡子大叔運(yùn)用知識(shí)的力量，和和睦睦地解決了問題，讓大娘得到了應(yīng)有的賠償，避免了糾紛的發(fā)生。
這也教會(huì)我們，遇到棘手的問題時(shí)，要沉著冷靜，利用你所掌握的知識(shí)去理性地分析問題和解決問題，才能巧妙地化解問題。
知識(shí)鏈接：話說倍數(shù)
如果整數(shù) a 能被非零自然數(shù) b 整除，得到一個(gè)整數(shù) q， 則 a = bq。這時(shí)，a 叫作 b 的倍數(shù)，b、q 都叫 a 的因數(shù)。
因?yàn)?0 可以被任何非零自然數(shù)整除，所以 0 是任何非零自然數(shù)的倍數(shù)。若 a 是 b 的倍數(shù)，由整除的性質(zhì)知道，2a，3a，4a…也都是 b 的倍數(shù)。所以 b 有無(wú)限多個(gè)倍數(shù)，并且沒有最大的倍數(shù)。
例如：34 = 17×2，所以 34 是 17 的倍數(shù)，68，102，136，34n…也都是 17 的倍數(shù)。
值得注意的是，一個(gè)數(shù)的倍數(shù)有無(wú)數(shù)個(gè)，也就是說一個(gè)數(shù)的倍數(shù)的集合為無(wú)限集。還有，不能把一個(gè)數(shù)單獨(dú)叫作倍數(shù)，只能說誰(shuí)是誰(shuí)的倍數(shù)。
生活場(chǎng)景二
思考題：如何統(tǒng)籌安排時(shí)間，你學(xué)會(huì)了嗎？
雙休日早晨，楊一諾和媽媽吃完早飯，就分別開始寫作業(yè)和做家務(wù)了。過了一會(huì)兒，媽媽問道：“諾諾，你完成作業(yè)了嗎？”楊一諾說：“那么多作業(yè)，怎么可能這么快完成呢？”
“我們來個(gè)比賽怎么樣？”媽媽望著女兒說，“你做作業(yè)，我做家務(wù)，看誰(shuí)先完成?！?“媽媽，我怎么能和您比呢！”楊一諾為難地說，“媽媽掃地只需要 10 分鐘就可以完成，而我寫完數(shù)學(xué)作業(yè)，還要寫語(yǔ)文作業(yè)、英語(yǔ)作業(yè)，都寫完大約需要 40 分鐘的時(shí)間呢?！?/p>
圖片來源：圖書《數(shù)理化里的十萬(wàn)個(gè)小問題》
“其實(shí)，媽媽有很多家務(wù)要做的?！眿寢尳忉屍饋恚拔矣孟匆聶C(jī)洗衣服要用 30 分鐘，掃地、擦地板要 10 分鐘，晾衣服要 5 分鐘，洗碗要 5 分鐘，整理書桌要 10 分鐘。你看，我干的活兒也不少吧？”
楊一諾聽完，給媽媽算了算，30 + 10 + 5 + 5 + 10 =60（分鐘），媽媽要做的家務(wù)是夠多的。于是她轉(zhuǎn)念一想，我做完所有作業(yè)只要 40 分鐘，一定能搶在媽媽之前完成，于是就答應(yīng)了下來：“好，媽媽，我們來看看誰(shuí)先做完吧！”
就這樣，楊一諾做作業(yè)，媽媽做家務(wù)。兩人都不說話，悶頭努力做各自的事情。哈哈，楊一諾估算得還真準(zhǔn)，40 分鐘后，她按時(shí)完成了作業(yè)。以為自己穩(wěn)操勝券的楊一諾抬頭一看，咦？媽媽正在看雜志呢！楊一諾驚訝地問道：“媽媽，您怎么看起雜志來了呀？您的家務(wù)都做完了嗎？”
“當(dāng)然了，不做完家務(wù)我哪兒來的時(shí)間看雜志呀！”媽媽回答道。
圖片來源：圖書《數(shù)理化里的十萬(wàn)個(gè)小問題》
楊一諾如墜云霧，疑惑不解 ：“媽媽，您是不是說謊啦？洗衣服 30 分鐘，晾衣服 5 分鐘，掃地、擦地板要 10 分鐘，洗碗要 5 分鐘，還要整理書桌 10 分鐘，整好是 60 分鐘，也就是 1 個(gè)小時(shí)的時(shí)間，您怎么不到 40 分鐘就完成了？是不是投機(jī)取巧了？”
“哈哈，沒有的事?！眿寢尡欢盒α耍叭∏墒怯悬c(diǎn)兒，投機(jī)確實(shí)沒有。”
“哇！那您是怎么干的呀？”楊一諾繼續(xù)問，“60 分鐘的活兒，您在 40 分鐘里怎么就干完了呢？”
“是啊，問題就出在這里。”媽媽自豪地說，“凡事都要?jiǎng)幽X筋，想一想應(yīng)該怎么做才能夠提高效率，盡量合理安排時(shí)間。你想一想，我用洗衣機(jī)洗衣服的時(shí)候，是不是可以做其他事情呀？”
圖片來源：圖書《數(shù)理化里的十萬(wàn)個(gè)小問題》
媽媽這么一說，楊一諾茅塞頓開，一切都明白了，她高興地揭開了媽媽的秘密：“媽媽在等待洗衣機(jī)洗衣服的同時(shí)整理了書桌、掃了地、擦了地板，還洗了碗，對(duì)不對(duì)？”
媽媽笑了，說：“對(duì)，這就是統(tǒng)籌安排時(shí)間！”
看著楊一諾發(fā)現(xiàn)秘密后高興的樣子，媽媽說：“那你再算算，媽媽做家務(wù)總共用了多長(zhǎng)時(shí)間？”
楊一諾眼珠一轉(zhuǎn)，馬上算出了媽媽做家務(wù)只需要 35 分鐘，比她還提前 5 分鐘完成。楊一諾笑哈哈地說：“媽媽，您又給我上了一課，難怪有句俗語(yǔ)說，姜還是老的辣，一點(diǎn)兒都沒錯(cuò)。”
“知我者，女兒呀！”媽媽得意地笑了。
思維洞開：如何把生活中的問題轉(zhuǎn)化為一個(gè)數(shù)學(xué)問題？
時(shí)間就是生命。我們?cè)鯓痈咝У乩脮r(shí)間呢？
答案就是統(tǒng)籌兼顧，合理分配時(shí)間。這是一種技巧與智慧，在同樣長(zhǎng)的時(shí)間內(nèi)，對(duì)要完成的任務(wù)進(jìn)行合理安排，可以并行的就同時(shí)進(jìn)行，爭(zhēng)取利用最少的時(shí)間把事情干好干完，這是聰明人的做法。
大家不要認(rèn)為今天的事情干不完，還可以留到明天去干。明天還有明天的事情要做——“明日復(fù)明日，明日何其多”。珍惜當(dāng)下，按時(shí)完成手頭的任務(wù)，當(dāng)天應(yīng)該干完的事情絕不拖到明 天。堅(jiān)持對(duì)自己提出這樣的要求，就會(huì)養(yǎng)成良好的習(xí)慣
知識(shí)鏈接：巧妙安排時(shí)間
學(xué)校食堂招聘廚師，一位牛廚師和一位馬廚師都報(bào)了名。食堂用最簡(jiǎn)單的菜—炒雞蛋來考他們。兩位廚師炒雞蛋的過程有幾個(gè)規(guī)定步驟：敲蛋 1 分鐘，攪蛋 1 分鐘，切蔥花 2 分鐘，洗鍋 1 分鐘，燒熱鍋 1 分鐘，燒熱油 1 分鐘， 炒蛋 3 分鐘。但是牛廚師和馬廚師最終所用的時(shí)間卻不一樣。牛廚師按順序一步一步地操作，用時(shí)一共是 10 分鐘，馬廚師只用了 8 分鐘。最后，學(xué)校食堂錄用了馬廚師。你知道這是怎么回事嗎？
原來，馬廚師巧妙地安排了時(shí)間：在燒熱鍋和燒熱油的同時(shí)可以敲蛋、攪蛋，這樣一來就節(jié)省了 2 分鐘的時(shí)間。
用簡(jiǎn)單的流程圖表示：洗鍋（1 分鐘）→切蔥花（2 分鐘）→燒熱鍋（同時(shí)敲蛋）（1 分鐘）→燒熱油（同時(shí)攪蛋）（1 分鐘）→炒蛋（3 分鐘）
《數(shù)理化里的十萬(wàn)個(gè)小問題》
科學(xué)普及出版社
作者
于啟齋 鮑艷雙 王珂 編著
鄭兆辰 繪
這套書分為數(shù)學(xué)（上、下）、物理（上、下）、化學(xué)（上、下）6 個(gè)分冊(cè)，具有如下特點(diǎn) ：
與課堂學(xué)習(xí)掛鉤。書中很多知識(shí)點(diǎn)都與小學(xué)高年級(jí)及初中的課堂教學(xué)內(nèi)容密切相關(guān)，并具有延伸閱讀、發(fā)散思維的重要作用，是學(xué)校教育的補(bǔ)充。
培養(yǎng)跨學(xué)科思維方式。故事后面配有“思維洞開”板塊，對(duì)本故事所涉及的內(nèi)容進(jìn)行跨學(xué)科拓展介紹，開闊視野，注重思維方式的培養(yǎng)。
包含大量的人文歷史知識(shí)。將名人逸事和趣味知識(shí)結(jié)合起來，讓小讀者學(xué)習(xí)理科知識(shí)的同時(shí)，也能補(bǔ)充人文歷史方面的知識(shí)。
希望這套書能夠激發(fā)小讀者對(duì)數(shù)、理、化的學(xué)習(xí)興趣，培養(yǎng)科學(xué)的思維方式，啟發(fā)他們的思考，在他們心中埋下科學(xué)探索的種子。
來源丨《數(shù)理化里的十萬(wàn)個(gè)小問題》科學(xué)普及出版社
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