MathTrail

لماذا رياضيات الأولمبياد لطفلكم

تعلّم المدرسة حل المسألة على غرار مثال محلول في الفصل. أما مسائل الأولمبياد فتعلّم إيجاد الطريق حين لا يوجد مثال يُحتذى به. وحتى الصف 6 يمكن لأحد الوالدين إعداد الطفل لها، وقد صُمّم MathTrail لهذا الغرض.

مجانيمفتوح المصدرالصفوف 1–6

تمرين مدرسي

يلزم معرفة القسمة.

12 ÷ 3 = 4

مسألة أولمبياد

سياج طوله 12 مترًا. تقف الأعمدة كل 3 أمتار، بما في ذلك عند الطرفين. كم عمودًا هناك؟

312

الإجابة: 5الفخ: 4 هو عدد الفواصل لا الأعمدة

يلزم فهم ما يجري.

الأعداد نفسها، لكن طريقة التفكير مختلفة.

يُعلَّم التفكير من دون مثال يُحتذى منذ أكثر من ألفي عام

المسائل غير النمطية ليست أمرًا جديدًا. ففي بلدان كثيرة وعلى مدى قرون عديدة، تعلّم الناس إيجاد حل لم يعرضه عليهم أحد، وتفسير سبب صحته، ونقل كل جيل هذه المهارة إلى الجيل التالي.

«لا يوجد طريق ملكي إلى الهندسة».
إقليدس للملك بطليموس، الذي سأله هل يمكن تعلّم الهندسة بطريقة أسهل من «الأصول». هكذا يروي برقلس القصة في القرن الخامس.
جزء من لوحة جدارية: عالم أشيب ينحني على لوح ويرسم بالفرجار، وحوله أربعة تلاميذ.لوحة: معلّم يجلس بين تلاميذه في الهواء الطلق، وهم يصغون ويتجادلون.تمثال أبيض: عالم ملتف بعباءة يمد يده.منمنمة: علماء بعمائم يعملون بكرة أرضية وأدوات وكتب.لوحة شخصية: راهب من علماء الرياضيات يشير إلى لوح كُتب عليه Euclides، وبجانبه تلميذ، وفوق الطاولة يتدلى متعدد سطوح زجاجي.لوح خشبي عليه رسوم ملوّنة لدوائر، وأعمدة من الحروف.لوحة: صبية بقمصان الفلاحين يقفون أمام سبورة عليها مسألة ويفكرون، وأحدهم في المقدمة يسند ذقنه إلى يده.صورة لفصل دراسي: أطفال يكتبون أعمدة من الأعداد على السبورة، والمعلمة تساعد فتاة، والبقية يجلسون إلى مقاعدهم ومعهم كتب.صورة: تلميذ عند سبورة عليها رسوم في الهندسة الفراغية يلتفت إلى الخلف ويبتسم.شاشة جهاز لوحي: مسألة عن أعمدة على طول طريق، ورسم تقريبي منقّط على لوحة الرسم، وبجانبه تلميح الرفيق الثعلب والخطوات: الفهم والتخطيط والحل والتحقق.شاشة جهاز لوحي: الكاميرا تلتقط ورقة عليها مسائل أولمبياد، وقد وجد المدرب فيها ست مسائل.شاشة جهاز لوحي: خريطة لمواضيع الأولمبياد في ثلاث خطوات، من الأسس إلى المسائل الصعبة، وبجانبها موضوع حصر الحالات ومرحلة الطفل فيه.
إقليدس يرسم بالفرجار على لوح بينما يراقبه تلاميذه؛ ويقول البعض إنه أرخميدس. جزء من جدارية رفائيل «مدرسة أثينا»، 1509–1511.كونفوشيوس مع تلاميذه. كان الحساب أحد «الفنون الست» التي كان على الشخص المتعلّم أن يعرفها. لوحة من القرن التاسع عشر لفنان مجهول.أريابهاتا، عالم رياضيات وفلك هندي من القرن الخامس. لا أحد يعرف كيف كان يبدو: هذا تمثال حديث في بونه.فلكيون وعلماء رياضيات يعملون في مرصد تقي الدين في إسطنبول. منمنمة عثمانية من أواخر القرن السادس عشر.عالم الرياضيات لوكا بتشولي مع تلميذ. على حافة اللوح الذي عليه الرسم كُتب «Euclides». لوحة شخصية من عام 1495، تُنسب إلى ياكوبو دي بارباري.سانغاكو، لوح عليه مسائل هندسية، في ضريح كونّو هاتشيمان-غو في طوكيو، 1859. تصوير: Momotarou2012، بترخيص CC BY-SA 3.0.تلاميذ مدرسة قروية يحلّون ذهنيًا مسألة من السبورة: (10² + 11² + 12² + 13² + 14²) ÷ 365. نيكولاي بوغدانوف-بيلسكي، «الحساب الذهني. في مدرسة س. أ. راتشينسكي الشعبية»، 1895.تلاميذ الصف الثاني يحلّون تمارين على السبورة. مدرسة بيتس، سانت لويس، أوائل القرن العشرين.امتحان مدرسي: تلميذ عند السبورة أمام مسألة في الهندسة الفراغية. موسكو، خمسينيات القرن العشرين. تصوير: Yu. D. Korolev، الأرشيف الرئيسي لموسكو، بترخيص CC BY 4.0.النموذج الأولي لمدرب MathTrail: يُرسم الحل بيد الطفل على لوحة الرسم، ويقترح الرفيق البدء بأعداد صغيرة.النموذج الأولي لمدرب MathTrail: بعد تصوير الطفل لورقة مسائل، يجد المدرب فيها ست مسائل.النموذج الأولي لمدرب MathTrail: خريطة للمواضيع من الأبسط إلى الأصعب، ومرحلة الطفل في كل منها.
صور من التاريخ
  1. العالم القديم · حتى القرن السادس

    البراهين وكتب المسائل

    بدأ الإغريق يبرهنون لماذا تصح القاعدة. وفي الصين جمع كتاب «الدروس التسع لفن الرياضيات» 246 مسألة مع حلولها. وفي الهند صارت الأعداد تُكتب بالصفر، كما نكتبها حتى اليوم.

  2. العصور الوسطى وما بعدها · من القرن التاسع إلى التاسع عشر

    المسألة بوصفها تحديًا

    في بغداد ألّف الخوارزمي الكتاب الذي أخذت لغات العالم من عنوانه كلمة «الجبر». وفي إيطاليا تبارز علماء الرياضيات بالمسائل، وفي اليابان عُلّقت المسائل في المعابد على ألواح خشبية.

  3. أواخر القرن التاسع عشر والقرن العشرون

    مسائل لكل طفل

    صار الأطفال جميعًا يذهبون إلى المدرسة، وحظي الأكثر فضولًا بينهم بنوادي الرياضيات والأولمبيادات: في المجر منذ 1894، وفي لينينغراد منذ 1934.

  4. اليوم

    مرشد لكل طفل

    كان المرشد الشخصي في الماضي حكرًا على القلة: علّم أرسطو الإسكندر الأكبر. أما اليوم فبالإمكان أن يكون لكل طفل مرشد. والرفيق في مدرب MathTrail لا يعطي الإجابة أبدًا: فهو، مثل كبار المعلمين في الماضي، يطرح الأسئلة التي تقود الطفل إلى الحل.

ما توصلت إليه الأبحاث

تُطرح مسائل الأولمبياد على الأطفال منذ أكثر من قرن، لكن الدراسات الدقيقة لأثرها قليلة. وهذه أربع منها.

المدرسة والأولمبياد يعلّمان أشياء مختلفة

ليس في هذا لوم للمدرسة، فلها مهمة أخرى. لكن مهارة إيجاد الحل حين لا تُعطى طريقة لا تظهر من تلقاء نفسها. إنها تُكتسب بالتدريب.

درس عادي

مثال

12 ÷ 3 =

عُرضت الطريقة في الفصل: لم يبق إلا تكرارها.

مسألة أولمبياد

مثال

سياج طوله 12 م، والأعمدة كل 3 م، بما في ذلك عند الطرفين. كم عمودًا؟

لا تُعطى طريقة، ويجب إيجادها: 4 فواصل، وعدد الأعمدة يزيد على عدد الفواصل بواحد، إذن 5.

بنية المسألة
درس عادي: تُعرض طريقة، ثم تُكرَّر على أمثلة مشابهة
مسألة أولمبياد: لا تُعطى طريقة، ويجب إيجادها
ما يُقدَّر
درس عادي: العمل بسرعة ومن دون هفوات
مسألة أولمبياد: فهم ما يجري، وتفسير السبب
ماذا يعني الخطأ
درس عادي: خسارة درجة
مسألة أولمبياد: إشارة إلى الموضع الذي انحرف فيه التفكير عن الطريق الصحيح
ماذا يعلّم
درس عادي: استعمال أداة مألوفة
مسألة أولمبياد: ابتكار أداة حين لا توجد أداة

لماذا لا تجد المدرسة وقتًا لذلك

  1. منهج للفصل كله

    على المعلم أن يوصل كل تلميذ إلى المستوى المطلوب. ومن الصعب إيجاد ساعات لمسائل خارج المنهج.

  2. الاختبار يرى الإجابة لا التفكير

    يتحقق الاختبار من النتيجة. ونادرًا ما يتسع الوقت لمراجعة طريقة تفكير الطفل، والموضع الذي أخطأ فيه التفكير بالضبط.

  3. نادي الرياضيات ليس متاحًا في كل مكان

    لا تضم كل مدرسة ناديًا للأولمبياد، وقد يكون النادي الأقرب بعيدًا أو لا يقبل إلا الأطفال الأكبر سنًا.

يمكن لأحد الوالدين إعداد الطفل

لا تحتاجون إلى

  • شهادة في الرياضيات
  • معرفة الحلول مسبقًا
  • البحث عن المسائل والتحقق منها

يتولى MathTrail

  • المسائل
  • الإجابات
  • شرح الأخطاء
  • اختيار المستوى

ما المطلوب منكم

  1. فضول طفلكم

    مسألة الأولمبياد لغز، لا اختبار. والمطلوب من الطفل الفضول، لا الخوف من الخطأ.

  2. شرح الغاية من ذلك

    لا «للحصول على أعلى الدرجات»، بل لتعلّم ابتكار طريق حين لا يدلّ عليه أحد.

  3. وقتكم واهتمامكم

    قليل من الوقت بجانب طفلكم، ومن الأفضل أن يتكرر كثيرًا بدل أن يطول دفعة واحدة. واهتمامكم بالمسألة سريع العدوى.

كيف تشرحون للطفل الغاية من ذلك

ثلاث لحظات شائعة، وما يمكنكم قوله فيها. ط: طفلكم.

  • سؤال «ما الفائدة؟»

    طلماذا أحتاج إلى هذه المسائل؟ لم يطلبها مني أحد.

    أنتمهي مثل اللغز: الإجابة مخبأة، ويمكن العثور عليها.

  • إجابة خاطئة

    طأخطأتُ مرة أخرى…

    أنتمهنا يُسمح بالخطأ: فالخطأ يدلّ على الموضع الذي يحتاج إلى تفكير جديد.

  • إجابة صحيحة

    طانتهيت! الإجابة خمسة.

    أنتمالأجمل ليس الإجابة، بل طريق الوصول إليها.

كيف يعلّم MathTrail التفكير

لا بعدد المسائل، بل بما يحدث حول كل مسألة.

  1. مسألة واحدة، فكرة واحدة

    تنتمي كل مسألة إلى موضوع، مثل «حصر الحالات» أو «الزوجية والتناوب» أو «الفرسان والكذابون». وتشكّل المواضيع خريطة من الأبسط إلى الأصعب.

  2. مسألة في المتناول

    لكل موضوع تصنيفه الخاص، وبه يختار MathTrail ما يأتي بعد ذلك: الموضوع ومستوى الصعوبة؛ أما الصف فلا يحدد إلا نقطة البداية.

  3. الخطأ تشخيص

    وراء كل خيار خاطئ فخ له اسم. ويبدأ الشرح من طريقة تفكير الطفل، لا من الإجابة الصحيحة.

  4. تلميح بدل الإجابة

    يمكن للطفل فتح تلميح على البطاقة، ويمكن للشخص البالغ السؤال في الدردشة بكلمات الطفل نفسها: «لماذا ليس 6؟». ويجيب النموذج عن هذه المسألة بالذات.

عرض المواضيع ←

نيزك
MathTrail
مدرب الأولمبياد · الصف 3

نص المسألة

ليس تماما: الإجابة هي 5 وليست 4.

الفخ

عُدّت الفواصل بدل الأعمدة.

333312
12 ÷ 3 + 1 = 5، وليس 4
  1. 1 12 ÷ 3 = 4 فواصل.
  2. 2 في السياج المستقيم الذي تقف أعمدته عند طرفيه، يزيد عدد الأعمدة على عدد الفواصل بواحد.
  3. 3 4 + 1 = 5 أعمدة.
نوع المسألة
الفواصل والحدود
التصنيف في هذا الموضوع
1502 ← 1480

البطاقة كما تعرضها الدردشة بعد إجابة خاطئة. الطفل والأعداد مجرد مثال.
رسم توضيحي للدردشة
الشخص البالغ

لماذا ليس 6؟

النموذج

مع الستة يُعدّ أحد الأعمدة مرتين. على طول السياج بدءًا من اليسار، ينتهي كل فاصل بعمود، إذن 4 فواصل تعطي 4 أعمدة، والعمود الأول يقف قبلها جميعًا. 4 + 1 = 5.

لماذا ليس هذا تطبيقًا عاديًا

في دراسة للتطبيقات التي يلعب بها الأطفال من سن الثالثة إلى الخامسة، احتوى نحو تطبيقين من كل ثلاثة على تصميمات تطيل وقت لعب الطفل (Radesky وآخرون، 2022). أما MathTrail فقد بُني بطريقة مختلفة، ويمكن التحقق من ذلك.

هل يبدو هذا مألوفًا؟ ليس في MathTrail شيء من هذا.