第一百零五章:數學競賽激斗志
隨著物理、化學等新學科在鴻文書院乃至長安城的蓬勃發展,林小滿敏銳地察覺到,學子們對知識的熱情已被徹底點燃。然而,在日常教學中,她發現盡管算術課程通過新式教材變得生動有趣,但部分學子仍局限于基礎運算,缺乏對數學思維的深度拓展與應用能力。與此同時,朝廷在統計賦稅、規劃水利工程時,也急需精通復雜數學運算的人才。“或許,一場別開生面的數學競賽,既能激發學子斗志,又能篩選出真正的數學人才。”林小滿將這個想法告訴趙玄璟時,窗外的玉蘭正開得爛漫,花瓣落在她攤開的數學教材上。
趙玄璟翻閱著林小滿整理的數學難題集,那些關于數列、方程、幾何證明的題目讓他眼前一亮:“明姝,若能通過競賽選拔出優秀學子,朝廷的賬房、工部便不愁無人可用。只是這競賽……”他話音未落,林小滿已接口道:“我想打破常規,不僅設置書面答題,還要加入實際應用環節,讓學子們在解決現實問題中展現才華。”
籌備競賽的過程繁瑣而細致。林小滿與鴻文書院的夫子們反復研討題目,從《九章算術》中汲取靈感,結合當下社會需求設計考題。她特意前往戶部,收集歷年賦稅計算的難點,轉化為數列與方程題目;又請教工部的工匠,將橋梁承重、城池規劃等問題改編成幾何應用題。為了確保競賽的公正性,她還設計了多套備用試卷,并安排專人負責保密。
消息一經傳出,長安城瞬間沸騰。鴻文書院的學子們摩拳擦掌,就連周邊郡縣的書院也紛紛派人前來報名。林小滿特意設置了“初賽-復賽-決賽”三級賽制,初賽面向所有參賽者,以書面答題篩選出百名優勝者;復賽則加入實際操作環節,要求學子們在限定時間內解決模擬的工程、商業問題;決賽將在王府演武場公開進行,由朝中大臣、各學科名師組成評審團。
初賽當日,鴻文書院的考場上鴉雀無聲。學子們盯著試卷上的題目,有的咬著筆桿沉思,有的在草稿紙上飛速演算。“今有牛五、羊二,直金十兩;牛二、羊五,直金八兩。問:牛羊各直金幾何?”這樣的方程題讓許多學子眉頭緊鎖,但也有佼佼者思路清晰,迅速列出方程組求解。
復賽環節設在工部的工坊。參賽者們面對的是一座“問題橋梁”——模型橋梁因設計缺陷出現承重不足,他們需要運用幾何與力學知識,在不改變整體結構的前提下提出加固方案。現場氣氛緊張而熱烈,有的學子拿著尺子反復測量角度,有的蹲在地上繪制受力分析圖。一位來自江南的年輕學子別出心裁,利用三角形穩定性原理,在橋梁兩側添加斜撐結構,成功讓橋梁承重翻倍,贏得在場工匠的陣陣贊嘆。
經過層層篩選,二十名頂尖學子脫穎而出,站在了決賽的舞臺上。王府演武場被布置成擂臺模樣,四周坐滿了觀眾,朝中大臣們也親臨現場。林小滿作為主考官,手持一卷竹簡走上高臺:“決賽第一題,乃天文歷法之問。已知上元積年,如何推算日月合璧、五星連珠之時?”
題目一出,臺下議論紛紛。這道題不僅涉及復雜的天文知識,更需要運用高次方程與數列運算。只見一位身著青衫的學子率先舉手,他快步走到臺前,在巨大的演算板上寫下解題思路:“可將日月五星的運行周期視為數列,通過聯立方程求解最小公倍數……”隨著他的推演,原本復雜的問題逐漸清晰,臺下響起一片驚嘆聲。
第二道題則聚焦民生。“長安東市擴建,需規劃攤位布局。若每行多設3個攤位,行數減少4行,攤位總數不變;若每行減少1個攤位,行數增加6行,攤位總數亦不變。問:原計劃設多少行、多少攤位?”這道題看似簡單,實則暗藏玄機。一位來自商賈之家的學子憑借對商業布局的熟悉,巧妙地設未知數,通過兩次等量關系列出方程組,快速得出答案。
競賽進入白熱化階段,最后一道壓軸題震撼登場。林小滿命人推出一個巨大的機械裝置——這是天機閣提供的“混沌鎖”,機關內部齒輪咬合精密,需通過計算齒輪轉速、傳動比才能解開。“此鎖若逆向轉動,需轉多少圈方能開啟?”題目之難,讓所有參賽者臉色凝重。
時間一分一秒過去,就在眾人以為無人能解時,一位年僅十六歲的少年突然站起。他手持自制的計算工具,在演算板上飛速寫下密密麻麻的公式:“先測算主齒輪與副齒輪的齒數比,再根據逆向傳動的損耗系數……”隨著他的計算,鎖內齒輪開始發出咔嗒聲響,最終“咔嚓”一聲,混沌鎖應聲而開。全場爆發出雷鳴般的掌聲,連一向嚴肅的趙玄璟也忍不住起身叫好。
競賽結束后,評審團經過激烈討論,評選出一、二、三等獎。林小滿親自為獲獎者頒獎,一等獎得主正是解開混沌鎖的少年,他不僅獲得了豐厚的獎金,還被特招進入天工院,參與朝廷的重大工程計算。而那些在競賽中表現出色的學子,也紛紛被戶部、工部等衙門看中,成為儲備人才。
這場數學競賽的成功舉辦,不僅激發了學子們對數學的熱情,更讓朝廷看到了新式教育的成果。林小滿趁熱打鐵,提議在鴻文書院設立“算學館”,專門培養數學人才。趙玄璟全力支持,撥出專款修建場館,并從各地聘請數學名師任教。
夜深了,林小滿站在算學館的窗前,看著館內仍有學子在挑燈演算。趙玄璟走到她身邊,輕輕攬住她的腰:“明姝,你又為長安城種下了一片數學的沃土。”林小滿靠在他肩頭,目光溫柔而堅定:“我相信,這些熱愛數學的學子,將來必能在各自的領域發光發熱,用數字與公式,書寫出屬于他們的輝煌。”窗外,星辰閃爍,仿佛在為這場知識的盛宴喝彩,也為長安城的未來點亮希望之光。