看点 在刚刚过去的圣诞节假期,两次率领美国队夺得国际奥林匹克数学竞赛冠军的罗博深教授,应外滩教育邀请访问上海,在华师大二附中和上海中学连做两场演讲。无论在演讲中,还是在与外滩君的私下交流中,他都表达了同样的观点:学好数学最重要的是掌握数学思维。对于中国孩子怎么学好数学,他给出了8个建议。
文 | 吴妍娇 编辑 | 闻琛
去年暑假,外滩君越洋采访了现任美国奥数队总教练罗博深。这位出生在美国的新加坡华裔教练,也是卡内基梅隆大学的数学教授。
罗博深与国际奥林匹克数学竞赛(IMO)渊源颇深,学生时代作为选手参加过奥赛,2014年更是成为美国奥数队总教练。执教三年来,罗博深连续两年带领美国队在赛场上力压老对手韩国队和中国队,成功夺冠。
1999年,罗博深(右二)参加国际奥林匹克数学竞赛获得银牌
近日,这位传奇教练来到中国,接连在上海两所以理科见长的知名高中——上海中学和华师大二附中,做了精彩的公益数学讲座。罗博深教练身材瘦小,谈吐却挥洒自如,举手投足间,丝毫不见“理科书呆子”的影子,相反他十分外向健谈,且逻辑严谨、观点清晰。
2016年底,罗博生应外滩教育之邀在上海中学演讲
虽然此次是以美国奥数队总教练的身份出现,但罗博深却说,数学绝不仅仅只是竞赛而已。就拿他自己来说,一年里真正作为教练的日子,也不过三周而已。事实上,对于真正喜欢数学的人来说,即使不睡觉也是要学的,参加竞赛不过是兴趣使然。
他甚至还打趣说,作为美国队总教练,一拍脑袋就跑到中国来给学生做讲座,在外人看来简直是不可思议的“无私”之举。但其实在他眼中,数学本不分国界,他只是想让大家知道,学好数学可以做成哪些了不起的事情。
2015年,罗博深(左一)率领美国队夺得国际奥数竞赛冠军
罗博深曾告诉外滩君,他个人并不反对刷题,但他有一套独特的刷题“技巧”。他说学数学不应只是为了考试,更重要的是培养创造力。他最欣赏美国教育的一点,就是鼓励学生找出与众不同的解题方法,而这正是强调打基础的中国式数学教育所欠缺的。
在罗博深的课堂上,你会看到这样的场景:首先是一道有意思的题目,或简单或复杂,但可以肯定的是,老师绝不会事先透露解题思路,而是会带着学生一起找到各种有趣的方法来解题。在此过程中,可能又会发现新的数学问题,从而不断衍生出充满创造性的新思考。
中国向来是数学强国,但不少老师会跳过引导孩子思考的过程,直接传授解题思路。这种走捷径的学习方式,对短时应试固然有效,但对孩子长期数学思维和能力的培养显然是不利的。
2016年,罗博深应邀访问白宫
其实,理科和文科有一个很大的区别,孩子背古诗词,即使不懂意思也能先背下来,等到以后慢慢有了知识储备,某一天茅塞顿开,遂而理解诗词。但数学不同,死记硬背公式和解题技巧并不能帮助理解知识,而且很快会忘记。
这里要说一个小插曲,有一次外滩君和罗博深一起在餐厅吃饭,要按人头算位子,我一时间算不清楚,推说自己数学不好。没想到一旁的罗教练也说自己算不来,他随即告诉我,这并非数学。
罗博深说,记住公式培养的只是记忆力,而想要学好数学,真正应该培养的是思维能力。
为了探寻数学教育的正确打开方式,外滩君特意设计了8个问题,向罗教练请教。
首先,每个人都能学好数学好像有点困难,因为可能有一些客观原因、不可抗力,比如基因突变,所以我们永远也不能说:每个人都能干什么事。但除去这个因素,我觉得大家的确都能学好数学,甚至达到一个比较高的水平。
我比较喜欢用的一个例子是跑步。世界上最快的跑步运动员,可以用4分钟不到的时间跑完1英里。而我们普通人,如果花点时间去训练,可能用8分钟左右也能跑完1英里。8分钟和4分钟的比例,是2:1。
而我想说的是,在数学领域,最强的那个人和我们普通人相比,大约也就是2:1的比例。因此在所谓的最差和最好之间,并没有太大的差距。关键在于,他们愿不愿意去训练,然后达到高水平。就好像每个人都有可能、有这个能力用8分钟完成1英里。
那么,就数学而言,如果有好的学习方法,每个人都有可能学好数学。而且事实上,只要有好的学习方法,数学反而是最容易学的学科,因为和其他学科不一样,数学不需要你去记忆任何东西。
为什么大家都会觉得数学难学呢?就是因为学习方法出了问题。如果只是死记硬背解题方法和套路,数学就成了最难的学科。方法太多,根本无法穷尽,而且还有各种奇奇怪怪的方法,相互之间又好像没有联系。这就跟一个人想要记住自己根本不认识的外文字一样难。
作为一个华裔,我小时候也经历了这一套记忆的东西,但这与我后来在数学上的发展并不矛盾。这种常规数学运算还是有些用处的,关键是你下一步做什么。
一般孩子会在小学经历这个过程,但比较有趣的是,之后孩子会怎么发展。如果你初中以后还是这么死记硬背,那就会出大问题。
也许有些人和我一样,有特别的小技巧去记忆这些东西,但这并不是问题的关键。一开始大家都差不多,只是后面发生的事对一个人数学能力的长远发展更为重要。换句话说,总是纯粹地死记硬背数学事实,肯定不利于一个人在数学方面的长远发展。
我认为,造成数学焦虑症或者缺乏数学自信的根本原因是,孩子是否真的理解,为什么他们的解题思路是对的。如果你只是记忆别人的方法,就很可能会感到焦虑,因为你会想自己是否记错了方法,包括一些细节会不会记错等等问题。
但如果这个方法是你自己想出来的,或者你是充分理解了的,无论如何你都能很自信地和别人从头到尾地解释清楚。你也可以直面任何人的挑战,会非常自信。
因此,如果你没有打好基础,就可能会感到焦虑,因为你不确定这一切是不是对的。所以消除数学焦虑症最好的方法就是,理解每一个细节,速度不用太快,也不需要一下子学太多东西,导致最终无法持续下去。
总的来说,数学焦虑症的源头也许正是死记硬背的解题套路。
当你有一道特别想要解决的数学题目并且解出答案时,兴趣很自然地就发生了。因为所有的人类创新都是从试图解决问题开始的。
我们制造出汽车,是想快点到达某个地方;我们制造干净的水,因为我们需要喝水并且生存下去。如果你想感受数学是何等有趣,并和我们的生活息息相关,最终产生兴趣,从解决问题入手是一个很好的选择。
但我不想说,数学理论不重要,很多人包括我自己,就喜欢创造出各种美丽有趣的数学理论。我们是尝试了很多以后,才慢慢发现即使只是推导数学理论也非常有意思。但对于普通大众来说,解决有意思的数学题目可能是兴趣开始的第一步。
第一步,不要害怕失败,要不断尝试。在很多人看来,数学就是遇到一道题,然后套用某种解题方法,然后解决它。
他们很可能不习惯这样的情况,遇到一道题,一开始并不知道怎么做,然后尝试,发现好像不太对,然后再尝试,又不太对,很多人可能会就此放弃。但事实上,很多数学方法和理论都是在无数次的试错后,才得到正确解法的。
所以当你遇到一道题,最好的办法就是先拿起笔,然后不断尝试各种方法,如果我这样做会怎样,如果那样做会怎样?如果还是没思路怎么办?不妨尝试一个小一点的样本,举个例子,如果有一道题目里提到100把雨伞,不妨先试试5把。
如果你只是死盯着题目,然后尝试记起来什么解题套路,记不起来就放弃,那永远都不会做对题目。
想要学好数学,关键在于能够把很多解题方法、数学思维都充分调动起来,在此基础上,发展你自己的解题思路去解决各种不同的问题。
第二步,寻找更好的解题方法。最重要的原则是,永远尝试去解决成功率在25%-75%的题目。很多人可能习惯了去解有95%以上成功率的题目,但那些题目都太简单了,你无疑是在浪费时间。但如果你一直做解出率只有1%的题,同样也是在浪费时间。
如果一个人本来就对数学感兴趣,最好的方法就是始终“喂”给他合适难度的挑战。如果他一直刷这样的数学题,就一定会比别人进步得更快。这和运动员训练是一样的道理。
如果你是一名运动员,今天举起100公斤,明天就要举起300公斤,这是不现实的。同样的,今天举起100公斤,明天反而只举起50公斤,这也是不现实的。你永远是,先知道自己的水准,然后设置一个合适难度的挑战。接下去就是一个接着一个的挑战。
因此,我的建议就是,第一不断尝试,第二就是不断地调整你的难度水平,你会发展得很好。
其实普通的数学题就可以提升数学能力,所以我认为题目的类型并不重要,不管是开放性还是封闭性的,重要的是你解决问题的态度。开放性问题也是可以靠死记硬背来解决的。而我想强调的是,你必须认真思考为什么某个解题方法是对的。
至于题目本身,的确有优劣之分。比如说有那种比较套路的问题,可以根据某种规定算法来解决,同时也有比较tricky的问题,即使知道很多算法,依然很难解决。这就是所谓的数学竞赛题(奥数)。
事实上,很多人都记了很多算法,包括我在内,因为当你做了很多题目以后,即使你没有去刻意记忆,还是会知道那些算法。就好像我去一座城市,从A到B,10次都是如此,那我肯定会不经意地记下路线。我并不是从一开始就去记忆,但是当我不断地走同一路线,很自然地就琢磨出了走法。
所以数学竞赛题就是为了给那些已经知道很多算法的人新的挑战。你必须做到有创新意识。所以我的建议就是,尽早去接触这样的题目,这样你就能够发展出更为高级的解题方法。
简单来说,数学是一种定量分析推理的框架。事实上这种框架适用于很多领域,比如辩论、法律等等。因此,很多数学好的人在这些方面也很擅长。
过去有人曾经问我,数学是什么?我回答说,数学是艺术和规律的交叉。规律就是我们说的定量分析推理这一部分,艺术的部分,就是我们会去寻找很多美丽的事物,然后挖掘它背后可供分析推理的东西。
所以你会看到一些数学定理,从某种角度来说,是很美的。就好像艺术家创作出美丽的艺术品一样,数学家也会去创造美丽的数学定理。
但数学和物理或者其他学科还不一样。举个例子,物理里面重力加速度的值是确定的,为什么?没有为什么,就是这样。但数学却给了你这种从无到有,从已知去不断推理未知的力量,最后让你收获很多。
几个世纪以来,人类从少数几个假设,一直发展到今日,有很多重大的结论,而且都是100%正确的结论。所以当你在生活中发现某些数学假设是正确的时候,就能利用几百年间无数前辈的努力,一下子得出正确的结论。而且你对自己的结论非常自信,因为过程中不存在任何逻辑漏洞。
当直觉不能帮我们发现正确答案时,数学会帮我们修正直觉。如果人类的直觉是完美无缺的,直觉答案永远都是正确的,那就完全不需要用到数学了,因为我们可以用直觉解决任何事。
但当人的直觉给我们互相矛盾的不同答案,而我们又必须充满信心地对某个答案百分百肯定时,数学就充当了弥补人类直觉缺陷的角色。
不过,我所谈的数学,并不是指帮人类登月这样的大事,而是能够帮你识别在玩抛硬币的游戏时,谁在作弊。因为,当一些事明显不符合你的直觉判断时,你就会去想要了解这是为什么。这个时候,数学就华丽登场了。