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益智数学古玩具，营造孩子寓教于乐新天地
——别让中国古典益智数学玩具“断流”
吴中区浦庄中学 周灵敏

摘要：
九连环、七巧板、华容道、四喜人……这些流传了千年之久的古典数学玩具，渗透了我们祖先的神奇智慧。这些看似简单的玩具，应用了许多高深的数学原理，西方有时将这些玩具统称为“中国的难题”。然而，现在的孩子们却热忠于不利于自己身心健康成长的电脑游戏中，在现各大商场中各种电动玩具琳琅满目，也鲜见中国古典玩具的踪迹，这些曾经是多少代人最有效的启智玩具对他们来说却十分陌生，我们不尽要惊呼别让中国古典益智数学玩具“断流”。

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一、中国古典益智数学玩具对世界数学的影响。
中国科技馆馆长王渝生说：“中国是历史悠久的文明古国，它为世界数学的发展做出了巨大的贡献，中国古老的智力游戏和古典数学玩具就是见证之一”。中国古老的智力游戏和古典数学玩具，如九连环、七巧板、华容道、鲁班锁、四喜人等把数学和游戏玩具结合起来，涉及数学中的几何学、拓扑学、运筹学、图论等多门学科。七巧板运用了几何学原理；九连环的解法用的是二进制原理，解的过程包含拓扑学原理；鲁班锁是立体几何图形的拼接；华容道更复杂些，它的有限空间里的图形调动用的是图论和运筹学。它们其实都是数学问题，美国一所大学就曾用计算机编程算出解华容道所需的最少步骤为８１步。这些对于提高玩具品位、开发孩子思维智力具有独特的功能，西方有时将它们统称为“中国的难题”。著名英国皇家协会会员李约瑟博士在《中国科技史》中曾把七巧板称作“东方最古老的消遣品之一”。日本《数理科学》杂志将华容道称为“智力游戏界三大不可思议之一”。国外称九连环为“中国环”，称鲁班锁为“六根刺的刺果谜”。美国智力大师马丁·佳德纳认为西方著名的智力玩具“驴的魔术”的灵感来自中国的“四喜人”。
与益智数学玩具打了近半世纪交道的上海老人方不圆，首次用自己的益智玩具，奇迹般地解开了一道尘封１３０多年的世界级数学难题——“寇克曼１５个女生问题”。日前，当这位８３岁的老人在美国一次演说中，透露其解题思路是排列组合拼盘时，在美国数学界引起了很大轰动。由此可见中国古典智力玩具对世界的巨大影响和世界对中国古典数学玩具的重视。

二、中国古典益智数学玩具种类
所谓益智，英文就是puzzle，本来是解谜题或解困惑之意。它以推理为主，知识性和机智性的考察为辅。良好的益智古典数学玩具大多以推理的方式来解答，而且问题与解答都很有趣，设定各种令人莞尔的情境，集科学性、趣味性、娱乐性、教育性为一体。
中国古代有很多优秀的益智玩具，最著名的是“华容道”，它和法国人的“独立钻石棋”、匈牙利人的魔方一起被称为世界“益智游戏界的三大不可思议”。 益智玩具的集大成者──英国的霍夫曼教授，在他的名著《新与旧的益智玩具》中，以机械性为主、形状和材质为辅，将益智玩具分为十大类，我国古代数学益智玩具可分为以下五类：
１、环。名声最大的就是起源于宋代的九连环。它包含了极为深奥的数列原理，如果找不出其中的规律，是很难解开的。还有如万寿环、花篮环、迷宫、梅花三弄、银蛇狂舞、银蛇摆尾等技巧类游戏，均含有很深的数学道理，有助于培养提高人的空间想象、逻辑思维和数学分析能力。
２、扣。包括鸳鸯扣、吉祥扣、同心结、千千结、Ｍ扣，这类游戏大多利用了绳的柔韧性原理，其中的Ｍ扣最具代表性，你可能会在无意中把它分开，但装上后又不知所措，掌握其规律性有相当难度。
３、绳。它一般是将绳从设定好的框架中取出，如迷宫象、高音符。这类游戏难度较大，这正如每位水手都必须掌握几十种绳结一样，绳因其最具柔韧性，变化也很多。
４、拼板。这类游戏普遍属于高难度，如"Ｔ之谜"、"华太郎"、"七巧板"、"六巧板"这类游戏要求你完全跳出常规思维的圈套，绝不能仅局限几块拼板的形状，你多花一点时间，它可以告诉你全新的思维方法。
５、综合类。这类游戏品种繁多，较有代表性的有"孔明锁"、"魔盒"等。"孔明锁"相传都是诸葛亮发明，对空间想象能力是一个极大的挑战，绝对值得一试。

三、玩中国古典益智数学玩具对孩子身心健康的发展有促进作用
1、有利于培养孩子动手能力
根据《美国经典育儿游戏》系列丛书建议，在儿童从五岁开始就注重手工操作能力的训练，具有分解几何图形拼成方形或圆形的能力和简单的计算能力，要进一步加强技能训练，培养儿童的科学观察能力及对科学实验的兴趣。益智玩具开展趣味性计算、走迷宫、下棋、七巧板等及一些益智游戏，因其变化多、可玩性强，很容易吸引孩子兴趣。而且有些益智玩具结构简单，大部分益智玩具都不必花钱去买，通过网上查找或看到实物后，孩子自己可动手来做，从而获得更多的动手机会，使能力得到提高。
2、有利于提高数学思维能力
也许有人认为七巧板、九连环、鲁班锁和华容道等不过是些玩具，登不了大雅之堂，然而古典益智数学玩具绝不仅仅是玩具，她因流传中外、喜者众多而博大，因文明高雅、造型优美、数学底蕴深厚而精深。这些数学玩具在千变万化中，蕴含着传神深邃的诗的意境，形美、神美、意美兼备，让玩着充分体味到古人变化中暗藏的幽雅和情趣。这是培养数学亲切感的最好工具，让数学变得生动有趣，不再是板着面孔的公式、原理，大大提高学习数学的兴趣和能力。
3、有利于培养孩子的创造性
许多益智玩具玩法多样，并可自己设计游戏规则，孩子能在玩中打破思维定势，从多角度、多渠道去看事物容易找出新的解决办法。激发自己保持积极主动的思维模式，而非沿袭惯性思维，因此有人将益智游戏称为“盛放积极头脑的容器”。这更有利于锻炼孩子的注意力和记忆力，拓展创造空间，可以培养孩子的兴趣和创造力。
4、有利于孩子形成良好的个性品质
中国古典益智玩具有互动性，可双人或多人进行益智游戏，这为孩子们创设了良好的教育环境，在活动和交往中形成交往策略、交往技能，以及建立与协调人际关系的能力，培养出同伴间的分享、助人、谦让等行为品质。孩子们在竞赛中提高心理受挫能力，形成坚强的意识，有助于形成外向的人格。

四、几点思考：
益智玩具在欧美先进国家非常流行，尤其是其知识份子如医生、律师、数学家、科学家等更是乐此不疲，并且以玩益智玩具、收藏益智玩具为荣，蔚为风气。反观国内，市面上的益智玩具数量并不多，玩益智玩具的人也很少，反而是声光一类的电子、电动玩具充斥市场，电脑游戏更是所向披靡，这种单一化的社会游戏格局已经在潜移默化地塑造着苍白的社会游戏心态，重视视觉刺激的沉溺性休闲方式对孩子一代的负面影响不可小觑。
２００２年国际数学家大会在中国举行，华裔数学泰斗陈省身为中国少年数学论坛题词：“数学好玩”，大会主席吴文俊提出中国的数学“不仅要振兴，更要复兴”，一些国外数学家也提出数学教育与人文教育结合起来能大大提高学习数学的兴趣和能力。也许这些中国古典智力玩具能让中国孩子在游戏中领略我国古代文明的博大精深和中国古代数学之美。
1、发挥一些老学者的积极性，加强中国古典益智数学玩具的研究。
曾任《我们爱科学》杂志主编的余俊雄曾被邀请到美国参加“马丁·加德拉趣味数学聚会”。当他在美国看到一些学者家里收藏的在中国都很难见到的象牙和银质九连环等中国古代玩具，回国后，余俊雄找到了研究七巧板的徐庄、傅起凤夫妇，研究鲁班锁的秦筱春、研究巧环和九连环的周伟中，创办北京玩具协会益智玩具委员会，一群老学者为拯救中国古典智力玩具的工作开了个好头。
2、积极开展各种展览活动，让孩子们了解古典玩具
在2002年8月中国科技馆举办的“中国古典数学玩具展”中，让孩子们更深入的了解了中国古典玩具，七巧板、九连环、鲁班锁、华容道让孩子们爱不释手。他们玩着充满“魔力”的益智玩具，在用心揣摸，认真思索，不知不觉地走进曾经感觉神秘、高不可攀的数学殿堂。
3、加强引导，提倡学校全面开展各类活动
开展中国古典益智数学竞赛活动是一项有利于青少年身心健康成长的科技教育活动，在一些地区和学校的多年实践来看，积累了一定的活动经验，也取得了一些的教学效果，希望教育产主管部门加强引导，可将此纳入到每年的青少年科技创新大赛活动的一个组成部分，先可组织一批教师参加培训，为整个活动的开展创造条件，倡导学校经常性、有组织地开展好各类中国古典益智数学活动，为学生营造一个遇教于乐的新天地。

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