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刷题刷出来的数学教育

奴隶社会  · 公众号  · 热门自媒体  · 2017-03-21 08:35

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题图: WEB AGENCY 摄影作品。

这是奴隶社会的第1069篇文章,未经作者授权不欢迎其它公众号转载。

作者:数学博士路上的退堂鼓表演艺术家,自由主题写手。美国罗切斯特大学,纽约大学毕业生。


出国的朋友都知道, 很多外国人乘法口诀都不会,算个1000以内加减法要用计算器, 四则运算顺序混淆,而我们中国数学差生,都能在国外数学课上拿个A。

这确实不假,但 算数好就代表我们中国人数学学得好吗?

真相往往还有另一面。

去年,我一位朋友向我抱怨:

“为什么当年比那老外高中和微积分学得都好,而如今他们抽象代数,拓扑学得比我们轻松多了。高端的课反而思维不如他们敏捷了。 中国基础数学教的很难很扎实,可咱们中国数学上的研究却不尽如人意,这是为什么?”

首先我们要理解数学是什么。

数学是研究数量、结构、变化、空间以及信息的概念的一门学科,这是字典定义。用通俗的语言说, 数学就是一副眼镜,透过它能看清复杂问题的简单本质。 通过现象看本质是生活常识,所以数学是一种常识的扩张。不理解这种“常识”,固然遗憾但也无妨。

学好数学需要人有计算、逻辑和抽象能力,而数学锻炼的也正是这三项能力。

逻辑能力指一个人对多种事物分析、观察概括与理性推断能力;抽象能力指人对非实质事物以及新概念的理解能力。依我看,上面这位兄弟只有计算能力,另外两项还差些火候,所以遇上了瓶颈。

这同样是中国数学教育的最大问题:

过于追求炫技,没有注重逻辑以及“思维黑匣子”的培养。

外国人数学基础不好是不言而喻的标签“事实”,有一定的道理,但相比之下,中国的微积分之前的(简称微前)数学题是世界上最难也是最无聊的,既解题过程长但可顺理成章毫无悬念地套路化推理出。

学生和老师一直以“看出诡异的等式关系和掌握很多公式”来评定数学水平,其实是在炫技巧并不是数学的核心。 某些题是纯粹字母大聚会,看似头头是道,全是胡拼乱造等式。

微前的炫技适合数学优秀者提高竞赛水平,对基础没夯实的学生毫无用处。这些雕虫小技是数学的边角料,而不是核心。

既然数学是常识,就要 出一种理性思考方式与独特观察角度,而不是单纯的会算术。

无穷尽的炫技,导致中国学生逻辑与抽象能力没有得到足够的锻炼。 换句话说,炫技是街边篮球——倚靠努力任何人皆可熟能生巧——搞高端研究是NBA的级别。

再举个例子,在中国,考驾照需要学会钻杆,绕桩等。可发达国家秉承如何安全驾驶,贯彻让驾驶员熟知交规和交通礼仪。结果呢? 中国每年车祸伤亡率相比于发达国家要高很多。

因为这样的要求,导致大家把注意力放在练习 绕桩练习的技巧,而不是 安全驾驶,但司机要把车开长久开安全,真正需要的是牢记并履行交通规则。

同理, 想学好数学必须形成黑匣子,否则没有 举一反三的能力, 一旦遇到已知范围外的新事物就会寸步难行。

如果脑中有“数学黑匣子”,那么遇难题就能迎刃而解,而不是联想之前刷题的套路。在中国,形成“黑匣子”用的是由炫技来的套路,套住的是活跃的大脑。我不反对搞题海,前提是方法合适且并渗透核心思想: 要通过现象看到解题的本质。

这好比健身,想做无氧运动且浑身肌肉硕壮,则要计算每天吃多少焦耳,举多少次哑铃,做多少个卧推;想减肥跑马拉松则要计划每天跑多少公里,练习多少次变速跑,补充多少营养。 减肥决不能用增肌的办法,术业有专攻,治理有方,就是这个道理。

如果继续追求炫技,大众只会算术,不懂数学的逻辑思维和解题能力(这里指的是实际生活中的各种困难)。而数学专业的人会成为只会计算学家。国外则舍弃了计算能力,注重培养另外两方面,为的是其一培养数学思想,其二为喜爱数学的人做数学研究做准备。 现代的数学不需要“人体计算器”,而需要有逻辑和抽象能力的人,会想的人。

不会思考的人体计算器不能成为出类拔萃的数学家,而普通人则难以捕捉到数学精华。 这么追求炫技的根本原因是我们 没有站在 一个制高点去看待数学。 微前数学一直站在微前的角度去看数学,而未从高等数学去公理化讲解基础,使得学生迷失方向对数学产生误会。 这好比跑步,终点虽远,但方向与位置却要知道。

说到缺乏思考能力,我想到一件趣事:我上大一时,一个老外,数学差生,问我朋友,为什么 (a+b)^2=a^2+b^2+2ab,我朋友说这就是个公式啊。于是我画了两个正方形几何证明给老外看,他才明白。这才是真正的数学啊!在国内大概很少会有不懂由来的人询问此公式来历。若是一个中国人问同样的问题,我想很多人定会说:“你是SB吗?这都不会?”。不求甚解只看结果,终究是无判断力的偏执奴隶。

数学是锻炼逻辑能力的最佳途径,可现在这种教育模式不提倡独立思考“为什么”(why),只崇尚“怎样做”(how),记住公式就完了,管你为什么。

“不加以检讨的人不值得活”——苏格拉底可怕的是,缺乏逻辑能力已危害到了生活之中:

在我初次在个人公众号发表文章后,一位数学博士生偷偷地在朋友圈“反驳”我的观点:“一派胡言,这种数学水平的人还敢发表高谈阔论,不愧是人才。”

我不是数学最好的人,更不介意背后责骂我的文章。但这种以个人资历削弱他人观点、以人身攻击形式来反驳,也有点幼稚。这更让我确定,数学考得好的人,逻辑能力和同理心却不一定高。

总而言之,中国人在学习上花的时间全世界前三,可我们学术水平很落后。 而我们还 在用“外国人不会乘法口诀,1000以内加减法不会算”来掩盖数学上的弱点。

数学普及教育并没有把精髓传授给大众(大部分人是数学平平的百姓),而研究教育又尚无领军成果。所以,数学可能是中国教育最失败的学科之一。

当然,这不是老师和学生的错,只是我们还未探究出好的学习方式,不犯错误不会知道什么是正确的。矛盾地说,最正确的学习办法数学专业人也不清楚。但我肯定, 至少现在的方式不恰当。

我希望中国的数学研究能够崛起,因为我期待学到一个以中国人命名——名留青史的定理。

本文来自作者个人公众号:石页哥(ID:shuoge626)


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