下午,在瑞祥實驗學(xué)校聽了兩節(jié)同課異構(gòu)的“年、月、日”。這個課題給我很熟悉的感覺,仿佛是相識已久的朋友。活動結(jié)束后,打開電腦,竟然找到了兩年前(課件制作日期2016年5月19日)自己上課的課件。排版糟糕、內(nèi)容簡單的“老朋友”再次把我的思緒帶到了“年、月、日”中。
在我看來,《年、月、日》這節(jié)課是我們小學(xué)數(shù)學(xué)教材中最像常識課的課,而且確有很多教師把它上成了常識課。所以,我們常常見到教師在這節(jié)課上給學(xué)生介紹了一系列的規(guī)定,然后還把一些比較好的記憶方法分享給學(xué)生,其中的些微差別也只是呈現(xiàn)順序或載體不同。
事實是,這節(jié)課確實充斥著大量的規(guī)定,在之前的《時分秒》里也有類似的大量規(guī)定,比如一天24小時,這是人為規(guī)定的。問題是,當我們規(guī)定了一天是24小時,就無法規(guī)定一年為365天或366天了。一天我們是根據(jù)地球自轉(zhuǎn)(黑夜白天交替)的時間來衡量,而一年則是根據(jù)地球公轉(zhuǎn)(四季交替)的時間來衡量的?!吧系邸痹谠O(shè)計世界的時候忘記了數(shù)學(xué),沒有把一年的時間設(shè)計成一天時間的整數(shù)倍,當規(guī)定一天為24小時,準確的一年就是365天5小時48分46秒(一回歸年)。
于是,就產(chǎn)生了第一個必然:必然不能每年都是365天(或366天)。假如每年都是365天,每過一年就少了5小時48分46秒,10年就是50多個小時(2天多),100年就差20多天了。長此以往,四季就顛倒了。
所以,有些年份應(yīng)該是365天,有些年份應(yīng)該是366天。假如某一年365天,又出現(xiàn)了新的問題:365÷12=30(天)……5(天),也就是說必然不能每個月都是30天,有些月應(yīng)該是31天。至于,哪些月是31天,哪些月是30天,那是偶然了(這個環(huán)節(jié)如果讓學(xué)生自主去設(shè)計,會……)。據(jù)說,當時是古羅馬凱撒大帝規(guī)定了單數(shù)月為31天,雙數(shù)月為30天,僅僅因為凱撒大帝的生日在7月(單數(shù)月)。但是這樣一來的話,31×6+30×6=366(天),多了一天,必須在某個月上減去一天,據(jù)說古羅馬都是在二月處決犯人,二月是不吉利的月份,所以減去一天。如此:
1月2月3月4月5月6月7月8月9月10月11月12月
312931303130313031303130
當然,這跟我們現(xiàn)在看到的每個月的天數(shù)表還相差很多。這就得說到凱撒大帝的繼任者奧古斯都大帝,人家奧古斯都大帝出生的月份不是單數(shù)月,而是雙數(shù)月(8月)。奧古斯都大帝很郁悶,明明自己跟凱撒大帝一樣偉大,為什么凱撒大帝出生的月份是31天,而奧古斯都大帝自己出生的月份只有30天。
怎么辦?改!咋改?把八月份改成31天,然后(莫非是為了美觀)把10月和12月也改成了31天,把9月和11月改成30天。但是如此一來,就有3個月(八月、十月、十二月)從30天改成31天了,而只有2個月(九月和十一月)從31天改成30天了。又多了一天,對不對?把這一天減在哪個月上?又是倒霉的二月,誰讓人家是殺人月呢!如此:
1月2月3月4月5月6月7月8月9月10月11月12月
312831303130313130313031
這就跟我們現(xiàn)在平年每個月的天數(shù)相一致了。但前面我們已經(jīng)講過,把每年定為365年,長此以往,四季將顛倒。每年少了5小時48小時46分(近似呈6小時),那么每四年幾乎就是24小時(一天),所以每四年就得補上一天。這一天補在哪一年上,我覺得也是一個偶然,最后我們是補在4的整數(shù)倍年份上,也就是定為閏年,這一天加在可憐的二月上(29天)。
這一勞永逸了嗎?并沒有,當我們把它當成少了6小時的時候,多算了11分14秒(近似為12分鐘),當然這個誤差已經(jīng)很小了,一年只差12分鐘,5年才差1小時,120年差了一天。當然,我們的年歷表可是要千秋萬代,萬萬歲的,所以還得繼續(xù)修正。于是百年不閏,四百年又閏就產(chǎn)生了(400年差3天)。
當然,這樣就一勞永逸了嗎?在數(shù)學(xué)上(時間是無限的)并沒有,但是也沒辦法了。作為僅有百年壽命的人類個體而言,都已經(jīng)考慮到四百年的事了,知足吧!
你瞧,在這必然與偶然的相互糾纏及和解之中,多么有數(shù)學(xué)味。留給我們的問題是,如何設(shè)計教學(xué),才能讓學(xué)生和教師一起進入這糾纏及和解之中?
【延伸】剛剛講到的年歷表是產(chǎn)生于古羅馬的歷法,現(xiàn)在我們一般稱為公歷。但在中國,我們還有一套同樣偉大的歷法——農(nóng)歷。其實,在我看來農(nóng)歷比公歷更科學(xué),公歷每月的天數(shù)產(chǎn)生于平均分之下的偶然,而農(nóng)歷則不然。農(nóng)歷是跟月相相關(guān)的,即跟月球繞地球的公轉(zhuǎn)相關(guān)。當然,科學(xué)是科學(xué)了(畢竟有月相作為依據(jù)),但在數(shù)學(xué)上就麻煩得多,所以還得整個月整個月地添加(閏月),如果深入去研究也會很好玩。筆者曾在南明教育的數(shù)學(xué)課程中見過類似對農(nóng)歷的探索。