八颗珠子,她沿着四条边数出了十六颗

周六下午,外公家的小卧室里,上大班的朵朵趴在地垫上,面前是一块绿色方板。方板上插出一个正方形,四个角各立着一根小棒,每根棒上套着两颗黑珠。外公问她一共有几颗,她伸出食指沿着上边点「一、二、三、四」,再顺着右边「五、六、七、八」,一路绕完四条边,很得意地报出:「十六颗!」外公没说话,把珠子全摘下来倒在手心里,摊开让她数,只有八颗。

外公和孙女在卧室地垫上数方板四角的黑珠

朵朵愣了好一会儿。她其实哪一颗都没数错,只是还没意识到:站在角上的珠子,同时属于两条边。

角上那颗珠子,到底算谁的

这个游戏叫「保卫城池」。正方形是城墙,四个角是岗哨,黑珠是守城的士兵,任务只有一句话:让每一面城墙上的士兵一样多。

规则简单,难点全在角上。角是两条边碰头的地方,上课时常把它叫作「公交点」,就像一个公交站同时停两路车,左上角那颗珠子既替上边站岗,也替左边站岗。大人觉得这是常识,可五六岁的孩子数东西,习惯一样东西只归一个地方,一颗珠子数两次在他们看来是「数错了」,而不按两次数,每条边的数量又对不上。这个别扭感正是值得停下来琢磨的地方,孩子一旦想通,对「边」和「角」的理解就从「看着像个框」走到「知道它们是怎么连在一起的」。

从每边一颗开始,答案不止一个

起步的题很小:只有两个士兵,要让每边都有一个在把守。孩子试几次会发现,两颗必须放在斜对着的两个角上,放在同一条边的两端,就有一面城墙没人管。

再往上,四个士兵,每边两个。这时候答案开始变多:四个角各放一颗可以,左上和右下各放两颗也可以,右上和左下各放两颗也行,一共三种。别急着告诉孩子,先让他自己摆,摆出一种就记一种,看他能不能找全。

找全之后,可以配一段顺口的歌诀:「放哪里?放上边,2可以分成1和1;放哪里?放下边,2可以分成1和1;摸一摸,对角要相等。」上边怎么分,下边就照着倒过来分,末了用手摸一摸两组对角,数量一样就对了。这其实就是数的分解,只不过数字不写在纸上,而是变成了站在角上的珠子。

孩子做到每边三颗、四颗、五颗的时候,往往会自己嘀咕一句:每边多一颗,摆法好像也多一种。这一句比做对十道题都珍贵,说明他开始从一堆操作里找规律了。

多出来的一颗,放到边的中间去

孩子把角上的黑珠挪到边中间的棒上

基本式玩熟了,在四条边的正中间再各插一根棒,每面城墙就有了三个岗哨。题目也跟着变:五颗珠子,每边还是两颗,怎么放?

比较顺的思路分三步。先用四颗珠子摆成熟悉的样子,每个角一颗;再数一数,发现还差一颗;把这颗加在上边中间。可这么一来上边变成了三颗,多了。多出来的那颗从哪儿减?从上边的角上拿。拿走左上角的珠子,左边又少了一颗,那就把它挪到左边中间。歌诀里管这叫「边上增加,角上减」,后半句是「左手减的放左边,右手减的放右边」。

这一步孩子的眼睛得同时盯住两条边,手上一加一减,嘴里还要跟着数。题目不难,但要把一个动作的连锁影响想清楚,对六七岁的孩子来说是很实在的推理练习。

玩过几轮,可以抛一个更开放的问题:每边两颗,城墙上至少要几颗,至多能放几颗?孩子会慢慢摸到门道,珠子全站在角上用得省,一颗顶两颗用,四颗就够;全挪到边的中间用得多,要八颗。题目给的总数如果在这两个数之间,就一定摆得出来,多出来的往中间挪,少了就往角上收。能自己说出这层意思的孩子,已经在用很朴素的方式做推理了。

不看棋盘,只听题

训练教室里蒙着眼睛听题摆珠的孩子

再往后,玩法会转到耳朵上。大人只说一句:「请把十颗珠子放在城墙上,让每边都有四颗。」孩子要先从这句话里抓出两个关键数字,再动手。紧接着第二题:「在现在的基础上再加一颗,每边还是四颗。」上一题的图阵还摆在那儿,他得记住自己刚才是怎么放的,才能接着调整。

难度再往上,是戴上眼罩做。比如一个二年级的男孩,蒙着眼听完题,左手先摸到左上角的棒,数一数上面套着几颗,右手再顺着城墙往中间摸。这时候考的已经不太是算术了,而是他脑子里能不能「看见」那个正方形:哪个角连着哪两条边,刚才动过哪一颗。很多孩子睁着眼做得飞快,一蒙眼就慢下来,这很正常,慢下来的那段时间,恰恰是在脑子里搭图。

家里没有棋盘,四根筷子也能摆

爸爸和儿子在餐桌上用筷子瓶盖花生摆城墙

在家想试试,四根筷子在桌上围个正方形,角上和边的中间各放一个瓶盖当岗哨,花生米当士兵,就能开局。有几个小地方可以留意:开始只玩四个角,别急着加中间的岗哨;一题让孩子自己找出几种摆法,比大人出十道题更有意思;孩子要是像朵朵那样数出十六颗,不用急着纠正,把士兵全部集合起来数一遍,让他自己撞上那个矛盾。

数维棋里的「保卫城池」用操作板和拼接棒插出城墙,棒子立着,珠子套上去不会滚,每个岗哨都摸得到,做听题和蒙目练习会顺手一些。用筷子和瓶盖也完全可以玩,关键在于大人别抢着说答案。

那天之后,朵朵再数城墙,手指走到角上会停一下,小声嘀咕:「这颗上边算过了。」