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数学应该怎么学?

 阿福根 2019-10-28
自从孩子上小学,我就开始思考这个问题——数学应该怎么学?通过反思自己的学习历程,观察两个孩子的数学学习,以及在三年多时间中的不断实践,终于算是初步明确了方向。

十六年数学学习反思

 
我的数学学得怎么样?不同阶段的我,有不同的评价。
 
小学时候数学总是一百分,觉得自己学得很好。直到在没接触任何数学竞赛题目,没上过任何培训班的情况下,参加了一次数学竞赛,发现自己只能做出来两道题,才意识到数学原来可以这么难。自此得出结论,自己不是竞赛的料,搞好课内才是根本。
 
到了高中,有些时候的模拟考试,最后一道大题也不一定能做出来,我就给自己定下策略:最后一道题想三分钟没思路,就先放下,检查前面的题目,确保准确率,剩下的时间再攻克最后一道难题。这个策略显然是拿不了极高分的,但可以保证一个还不错的分数。我就依靠着各科的“还不错”,跻身跃过清华录取分数线。
 
和我所在的普通中学不一样,清华人才济济,各种竞赛高手比比皆是。我这才意识到,对于他们很多人来说,高考的卷面分显然不能测出他们的真实水平,比如我们班另外一个女同学的高考数学就是149分。二十多年前的高考分数和现在不一样,满分很少,这个分数真是把我惊呆了,印象至深。我对自己的数学水平评级调整为“不行”。我们工科的数学要求在清华居中,比不上数学系、计算机系等,但比文科要难得多。在大学一年级学了两门数学课——《高等数学》和《线性代数》。大学的课程对我来说很难,尤其是《线性代数》。但最终凭借着努力,这两门课一个考了90多,一个80多。攻克这两门功课,给我在清华的学习树立了信心。
 
基于16年的数学学习经历,我觉得自己的数学还行吧,虽然比不上那些竞赛高手,但作为普通人应该还是可以的。
 
然而离开学校后,我越来越发现自己的数学水平,比自己想象中弱。
 
我从事的是非技术工作,工作中并不需要多复杂的数学应用。但我逐渐发现自己缺乏的是应用以往学到的数学知识(那些知识我都会)解决生活和工作中问题的习惯和思维方式。举几个例子来说明一下。

 和先生去订生日蛋糕,因为孩子的朋友来得比较多,需要订一个大的,发现大号蛋糕比中号蛋糕价格高很多,我随口说,大的怎么这么贵啊?是不是还没有买两个中号的划算?先生沉默了一下,说,如果中号和大号蛋糕的高度是一样的,那么体积的比值就是半径平方的比值,这么算下来,还是大号蛋糕划算。

家里暖气片坏了,需要买一个新的暖气片,我想把原先的矮暖气片趁机换成高暖气片,节省一点空间。买多大的呢?先生很快就定下来了方案,如果要和原先的暖气片制热效果一样,散热面积就要一样,这么就可以根据高度的变化算出来需要买多宽的(多少片的)。他去建材城买暖气片,销售问我们原先暖气多大,先生说他自己已经算好了,销售特别惊讶,一看算得是对的。唯一需要修整的是新旧两个暖气材质稍有不同,再加上一个热效率系数,很轻微的影响。
 
去办事排队,人很多,队很长。我排了一会儿着急了,担心时间来不及。先生说,大概还需要多少分钟到我们。我问他怎么知道,他说他观察了一下前面几个人办事的平均时间,又数了一下前面还有多少人,估算出来的。
 
在郊野碰到一棵非常高的树,孩子很好奇地问这棵树有多高。附近没有楼房,不能比较这棵树相当于几层楼高。先生用脚步丈量了旁边一棵小树的影子长度,然后又丈量了那棵大树的影子长度,然后就从小树的高度(比人高不了多少,很容易估测)推算出大树的高度。
 
以上用到的数学知识都是非常简单的,我肯定是会的,如果拿到这样的题目,我绝对能做出来。但我却不能在生活中碰到问题时,第一时间想起利用数学工具来解决。先生在大学时的数学成绩并没有我高,但他显然比我更积极地在生活中运用数学知识,包括返券打折等花样,算得清清楚楚。
 
基于自己的生活经历,我开始思考一个问题——数学学习到底对我们有什么影响?

数学的影响

 
对于绝大多数从事非技术工作的人来说,他们工作和生活中所用到的数学知识基本上就是小学范围内的。即便忘记了什么无理数、如何解三角函数、如何做几何证明题、如何多项式展开,其实也不怎么影响我们的生活。那么我们哼哧哼哧费了10年劲儿学习中学和大学的数学课,又有什么用呢?
 
最根本的原因就是选拔。通过一些抽象、有难度的学习来选拔学习能力强、智力条件好的人。就像以前奥数没取消时,小升初最硬核的证书就是奥数杯赛获奖证书,为什么?难道数学就比英语和语文重要?并不是。但数学竞赛无疑是客观度高,便于衡量、且能直接反映智力条件和学习能力的一个指标。最近刚读完一个研究超常儿童的顶级外国专家写的书,其中讲到超常儿童的一些特征,明确说到,大多数超常儿童都有惊人的数学能力。
 
然而受教育的作用不仅是“选拔”,还有一项重要的作用就是“培养”。随着社会的进步,越来越多的家长开始重视如何更好培养的孩子,而不仅仅是让孩子拿到毕业证。一个人的能力,将比毕业证更能预测他走向社会后的成功和幸福感。
 
那么从“培养能力”、“素质教育”的角度来说,作为一个“非技术工作者”,数学带给我们怎样的影响?我认为有两项:
 
第一,在生活和工作中运用数学知识解决实际问题。
数学是一种思维方式,是一个工具,是用来解决实际问题的。数学不等于做题。从阅读财务报表、到理财,到更实惠地购物,到如何更好地安排时间,都离不开数学。数学帮助我们量化,让我们能够从定性估计到定量计算,让我们更精确地认知这个世界以及进行生活、工作的安排。
除了上面分享的一些生活中的小例子,我还想分享一个工作中遇到的案例。曾经我从事的一份工作中,客户、领导都对我们的合作伙伴的质量很关心,但我们的合作伙伴数量极多,没有办法对每一个进行实时检查。一个同事就想出一个办法,随机抽取一些合作伙伴进行检查,从这个小样本来推测整体情况。这就要用到统计学的知识,抽取多少样本才够?结果的可信程度(置信区间)是怎样的?如何抽取样本才是随机?这些题目在学统计学时我做过很多,但可惜的是,我没有主动运用它来解决实际问题。

第二,锻炼抽象思维,以及学习理性分析、推导、解决问题的严谨能力。
 
毕业后,几何证明题如何做辅助线并不重要,重要的是对空间想象力的锻炼,对严谨的推导过程的锻炼。代数计算的结果以后也都会烟消云散,但我们知道“结果是不能靠猜的”,要通过严谨的计算和细致的核查才能确保质量。
 
我不想让数学仅仅沦为“选拔”的一个工具,一旦选拔结束,就抛之脑后,弃如敝履。那么给孩子的“素质数学教育”应该是怎样的呢?不管以后学文、学理还是学工,他们应该怎么学习数学呢?

孩子如何学数学

  
首先,就是让孩子对数学有兴趣。
 
讨厌数学的人非常多。很多人谈数学变色,也有很多人是出于对数学的恐惧和无力感才“被动”选择了文科。我承认个体差异,每个孩子的数学能力是不一样的,每个人的兴趣爱好也是不一样的。有些孩子就是会对数学痴迷,而有些孩子却做不到。这些都是正常的。但是,如果搞到那么多人都讨厌、害怕数学,这挺不正常的。就算不能让每个孩子都热爱数学,但是通过努力,“不害怕、不排斥”还是应该可以达到的。当然,这和家长的态度、老师的教学都是分不开的。
 
现实生活中,很多人却在走相反的方向。扼杀孩子数学兴趣、人为制造“恐惧感”,这些做法甚至已经到了学龄前。逼孩子做题(特别是非常枯燥的计算题),逼孩子报班,对孩子做错题进行惩罚、责骂。什么是对,什么是错,不能人云亦云,自己要有个判断。家长确实不可能对所有领域都精通,我的方法是,不知道就问专家。
 
在孩子入学前,我去大学同学家玩,同学的妈妈是华东某经济强省的小学特级数学教师,退休后一直在办奥数班,教学质量远近闻名。而我的同学也在中学数学竞赛获过奖。我向同学妈妈请教孩子该不该学奥数。阿姨告诉我,奥数对数学思维的拓展还是很有好处的,尤其是对数学有兴趣的孩子,学习的乐趣很大。因为我小时候没参加过数学竞赛(在那唯一一次体验和失利之后),就有点觉得孩子也不用学。但是听完阿姨的话,我决定要看孩子的状态才定,奥数不应该被妖魔化,对于有些孩子来说是很好的课内补充。我又接着问阿姨,如果要学,该什么时候学,阿姨说一二年级过早,没有必要,如果想学,三年级可以开始。当时我不知道为什么,就是记住这个结论了。后来在孩子上学的过程中才知道,一二年级基本上都在学习数学的基本概念和加减乘除四则运算。这些基本功都没有,就像手头基本的工具都没有,很难去解决一定难度的问题。
 
我还看见过一些清华毕业生的分享,他们都是中学省级、全国数学竞赛获奖者,当他们成为父母,开始关注孩子的数学学习,他们认为小孩子应该从游戏开始学习数学,有关数学的游戏很多、棋牌、桌游、生活中的场景。我本来就认为刷题非常损害学习热情,现在看到数学高手们也这么说,就更坚定了自己的想法。
 
因此,为了提升孩子的数学兴趣,我会努力寻找有意思的数学绘本、数学故事,玩一些数学相关的游戏,在生活中提出数学问题,让他们理解数学和生活的练习非常紧密。比如小姨说她每天下午都要喝一杯咖啡,假定一杯咖啡20元,那小姨一年要花多少钱买咖啡呢。顺便说,现在的小学数学课本和生活联系就很紧密。以前有好多“无意义”的应用题我都想不通什么奇葩的人会这么做,比如一个水池同时开着进水管和出水管。但现在孩子学习面积单位时,就会让孩子估算假设一平米能站16个人,那么一公顷能容纳多少人。用常见的一些地标来理解公顷的大小,比如鸟巢有20公顷。
 
其次,让孩子思考。
 
我认为相比起我们小时候的学习,现在孩子们的学习有一个重大问题,就是没机会思考。为什么?因为现在辅导班多、家教多、教辅多,孩子一不会,家长就着急,就报班,就买参考书,就给孩子讲。有一次看见网上一个帖子说某语文班好,老师总结了很多实用的知识点,比如四大名著人物关系图、重大事件、中心思想等等。我当时就想,这不就是老师把饭菜放到嘴里嚼过了,再吐出来让孩子吞下去吗?孩子什么都不需要自己总结,只剩下记忆了。
 
布鲁姆的教育目标分类有六个层次,从低到高分别是:记忆、理解、应用、分析、评价、创新。老师都给掰开了、揉碎了、总结了,孩子要做的就一件事就是记忆,而这恰恰就是最低的层次。
 
不懂学习的人以为学习是记住知识点,其实不管是学校里的真学霸,还是大教育家、大科学家(我看过多本这方面的书),都会认为其实那个知识点反而不是最重要的,而这个发现、说明、分析、尝试、验证的过程才是学习的真谛——学习能力因此而形成。前两天看见清华附中的校长说,在一些应试成绩很好的地区,孩子的学习能力反而比较差,原因就是教师的应试经验太丰富了,全都给孩子总结好了套路,让孩子避开每一个坑,其实这个过程就是让孩子失去了锻炼学习能力的机会。
 
好,再回到数学学习。语言本来就是约定俗成的用法,语文和英语都少不了大量记忆的东西,但即便这样,教的太多,孩子自己思考的太少,也会有很多损害。数学和语言学习不一样,走到了死记硬背的路上,就算废了。
 
数学课,我最怕的就是老师拿出一道例题,孩子们看了一眼没时间思考,老师就开始讲解题方法。然后布置一堆非常类似的题目,孩子们照猫画虎、照葫芦画瓢,都做的挺好。然而,在这个过程中,孩子们锻炼到了什么能力?有些孩子虽然当时理解了,但因为都是外在灌输的,没有经过自己思考,所以很快就会忘记。而有些孩子压根就没理解老师的解题方法,只是简单地模仿、套用。这样的学习把危害说低了就是浪费时间,把危害说高了,就是让孩子误解了数学,形成了错误的学习方法。
 
数学教学,我以为一定是要启发孩子们思考的。题目可以少做,但是一定要让孩子主动参与。孩子认真思考,想出来一道题,比教十道题都有益处。我也会让孩子有空时做点儿拔高难度的有意思的题,每次就一两道,有时候他一道题就要做一小时,试了很多方法都没成功。没关系,这个试错的过程本身就是有意义的(想想爱迪生发明灯泡)。我从来不告诉他答案,也从来没给他讲过题,当他卡住实在进行不下去的时候,我会给他一点启发,提示他用某种方法试一试,但过程都要靠他自己去钻研。
 
第三,课内一定要扎实。
 
我最不喜欢贪多嚼不烂。课外的东西是学有余力再去学的,前提就是课内基础很扎实,如果课内不扎实,就不要学课外。
 
课内非常重要,学会了很多概念,公式、定理。小学的这些内容还不算多,很容易记忆。到了中学公式就会越来越多,凡是死记硬背公式的,数学都学不了多好。公式记住,可以提升解题速度,但是必须要知道公式从何而来,要有推导出基本公式的能力。
 
比如孩子课内学了长方形面积的计算公式,很简单,就是长乘以宽。我问他,这个公式从何而来,你凭什么这么说?他就会把长方形划分成小方格,每一个小方格都是一个单位,这样就得出了面积计算公式。
 
课内学的浅尝辄止,危害是很大的。概念没有理解深入(概念不是讲一遍就理解了,要去体验、尝试),就去应用,以为自己会了,其实到了复杂一点儿的应用环境就会错误百出。
 
写到这里已经够长了,关于孩子数学学习的基本理念,就说到这儿。以后有机会,可以再举一些具体例子,来说说我家两个孩子的数学学习,他们性格不同、数学兴趣以及数学能力都不相同,但今天谈到的理念在他们身上都还比较适用。

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