在济南市兴济小学,有一门独具特色的益智玩具课,鲁班锁、华容道、汉诺塔、九连环……这些看似与学习无关的玩具,都是课堂上的道具。这门课的任课老师叫杜玉柱,是一位有着22年教龄的数学老师,同时也是一位专注研发益智玩具16年的“玩具大师”,深受学生的喜爱。

齐鲁晚报·齐鲁壹点记者 黄翔

益智玩具“发烧友”

历时3年发明“百变鲁班锁”

“曹操尽量向下移,四个小兵分两组……”见到杜玉柱老师时,他正在课堂上向学生讲解着华容道的“关键局”解法。这是他花了四年时间研究出的华容道游戏解题思路,将千变万化的布局总结出了一套规律。

杜玉柱对益智玩具的钻研达到了“发烧友”级别,他不仅爱把玩益智玩具,更爱去改良发明新的益智玩具。在益智玩具课的教室后方有两个格子柜,数十个格子中装着大大小小上千件益智玩具,其中既有他走遍全国收集而来的,也有他自己发明的,而这些全是杜玉柱用来给学生上课使用的道具。

“我最钟爱的一款益智游戏是‘鲁班锁’。”谈起心爱的玩具,杜玉柱滔滔不绝,“‘鲁班锁’由中国卯榫结构演变而来,既具有深厚的文化底蕴和中国元素,又蕴含着严密的逻辑性和想象力。”据数学家计算,“鲁班锁”有119979种内部构造不同的组合,但市面上所能见到的标准“鲁班锁”也不足十种,于是杜玉柱便萌生了制作一个能包含这近12万多种组合于一体的“鲁班锁”。

“2013年开始,我花费了3年近2000小时的时间去研究了一款‘百变鲁班锁’。”杜玉柱介绍,当时他每天晚上7点睡觉,等到夜深人静的午夜,他便起床开始研究。最终他完成了一份厚达几百页、记载了11万余个鲁班锁排列组合的数据文稿,并在此基础上发明了一套仅用20余个零件便能拼凑出10万余种“鲁班锁”组合的“百变鲁班锁”,还获得了发明专利。在益智玩具圈里,他拥有很大的影响力,甚至有教授评价他为“鲁班锁”的研究打下了扎实的基础。

“玩益智玩具对学生智商的增益能有多少帮助,我不敢妄下定论,但能确定的是,它非常能锻炼一个人的专注力,这是所有聪明人具备的,最突出的特质。”杜玉柱说。

把玩具与数学有机结合

弥补传统教学中的不足

由于十几年来对数学益智玩具的专注研究,他被聘请为中国教育学会中青创奥委员会专家组成员,还多次被邀请到中国教育科学院,针对益智玩具教育作报告。

近年来,杜玉柱将自己北上南下学习到的益智玩具知识,整理成了上千页几十万字的学习研究笔记,独立编写出了《中国古典益智玩具与思维训练》教材。

“我教了22年的数学课,对老一套教学太熟悉了。”杜玉柱坦言,多年的教学经验让他发现,传统的数学教学围绕课本,对学生空间思维、动手实践等能力的培养相对欠缺。“益智玩具更注重于动手,在实践中训练思维,可以说是数学的一个完美延伸。”杜玉柱说。

一次偶然的契机,杜玉柱在研究奥数问题的过程中碰到了一道关于“汉诺塔”的数学题,作为在当时比较难的一道题,他在求解过程中发现,实践比空想更重要。“玩益智玩具跟解一道数学题一样,它们都有一个明确的目标,”杜玉柱说,两者唯一的不同在于益智游戏需要结合眼睛、脑子和手,“玩益智游戏,不仅可以观察、动手操作,还能让你在操作中试验各种想法,最终探索出一个最优路径。”

杜玉柱介绍,玩益智玩具的过程,就是一个学习的过程,既锻炼了学生的想象力,又能增强他们的动手能力,对开拓思维大有裨益。“益智玩具课在有些学校往往又被上成了一堂普通的数学课。”杜玉柱认为,这两者教学的核心不同,益智玩具课应该要将动手实践作为核心,只有这样才能真正与数学有机结合。

杜玉柱表示,未来,他还要继续研究、推广益智玩具,尤其是“鲁班锁”、“华容道”等这一类中国传统数学益智玩具,要让更多人感受到它们的魅力。