【讲座精彩回放】应该如何正确引导孩子学习数学？
台湾数学奥林匹克竞赛国家教练与代表队带队老师
台湾世界科学展览数学科与信息科指导教师
大家好，我是李瑞，是台北市建国中学的退休老师。这个建国中学在台湾就好像上海中学在上海一样，是台湾第一名的高中。以学校为例子，他是全世界奥林匹克各科竞赛得到总奖项最多的一个学校。我在这个学校里的资优班担任班主任，也是他们的数学老师，也就是台湾最好的六十个学生分成两班，而我是这两个班的数学老师，我想这是可以先大家介绍一下的东西。我是2005年台湾奥林匹克数学竞赛的随队教师，但是因为六个选手当中有五个是我的学生，我当然就随着队一起去参加比赛了。把自我介绍先讲完了以后，我想我们就来谈谈这个讲座吧！
今天我要跟先跟大家谈一谈为什么会有这个讲座，当然就是来自于家长的焦虑，家长常常会问一个问题：我们到底要不要学奥数？对于这个问题我们就从头来看吧！据我知道，在中国小学奥数跟升初中是挂勾的，因为要到一个好一点的重点初中，如果小学奥数成绩不够好的话，就变成不能升到好的初中，于是有些家长的逻辑就变成如果升不到好的初中，就不能升上好的高中，如果进不了好的高中，如果进不了好的高中，就不能考上好的大学，而考不上好的大学，将来就找不到好的工作。在谈这个问题以前，我必须要跟大家谈谈，到底什么叫做「好的工作」？恐怕大家好工作的定义，应该是好的「白领工作」，而不是所谓的「蓝领工作」，我不知道有没有家长去做过调查，清大跟北大毕业的学生他们的工作性质是什么？得到工作以后他们的成就又是什么？如果有这样的认识的话，我们会发现其实刚刚这些逻辑有些值得讨论的地方。这时候如果你们想要维持这样的逻辑，那就必须要学奥数，但如果可以了解他们工作的性质、成就与收入，就会发现不一定会像现在一样坚持了。
我们在台湾，有些班主任就会在每个学期初把家长找来开会，告诉他们说我这个学期会怎么教数学？怎么带领学生？怎么做班级经营？我常常跟我的家长讲一句话，每个家长在孩子出生的时候都会希望自己的孩子快乐一点，但是我却发现一件有趣的事情，每一次当小孩子快乐的时候家长就变得很不快乐，因为他们快乐的时候就要去玩，家长就会发现他们考不好试，没有办法考上好的学校，又出现了刚刚那样的逻辑。可是你们有没有想过其实打电动玩具也可以打出很多收入？如果家长可以了解的话就会发现这件事情。
我们再来谈谈我自己吧！我的两个小孩，他们出生的时候我就只希望他们健康平安，所以我的女儿叫做李康，也就是科学爸爸的小助手Connie，她有一个弟弟叫做李安，我也就一直维持这样的期望，基本上他们要快乐的时候我也不会剥夺他们的快乐，他们要不要念书我也不会做太多的干预。我可以跟大家讲，这两个小孩我并没有特别教他们数学，因为我觉得「易子而教」恐怕是比较好的事情吧！当然我们在家长会的时候，我们会发现一件事情，小孩在初中的时候数学都可以考到九十几分一百分，为什么到了高中以后就会掉到五六十分只有及格的边缘，这当然跟教材有关，因为初中到高中的学习内容有一个很大的跨度，于是家长就变得很紧张，紧张就让孩子去补习，而我常常告诉家长，给孩子一点时间，他们会赶上的，可是看起来这个劝告是没什么效果的，通常家长不相信我。
举个例子吧！就好像我们生病的时候去看医生，医生告诉你其实没有生什么病，也不帮你做处理，你就会觉得这个医生不好，然后就换一个医生，因为你自己认为自己是有病的；可是这样的医生到底是好还是不好？就一个医生而言，他看过的病人太多了，他觉得你的小病没有什么了不起，而病人却因为这是自己的身体而觉得很紧张，就像我们会为自己的小孩觉得很紧张一样。但是把这些小孩子抓去补习，当然他们的成绩可能会因为补习而变好，可是我想问一个问题？如果他不补习就一定不好了嘛？大家可以在这个问题上做一些思考，这是很重要的。我们看学生看的太多了，学生的成绩不见得是因为补习而有所好坏，还有一种补习的原因是因为补习班可以找到自己的朋友圈，就像建国中学因为是个纯男校，他们跑去补习班以后可能可以交到女朋友，如果是基于这样的原因，我也赞成他们去补习，这也没什么不好。我绝对不相信补习就会把成绩补好，如果这种情况之下要让学生成绩好，那么就需要给他们一点时间，让他们可以对数学的内容有些充分的思考，思考以后的这些数学学起来也会比较简单。
有些家长又问我，如何提升小孩子学数学的兴趣？首先就是家长千万不能急。现在很多家长觉得学习数学是一件很重要的事情，一定要逼学生去学数学，但是只要你逼了，数学的兴趣可能就因此没有了。我们谈谈我对自己女儿学钢琴的例子吧！当初他学钢琴的时候，同时学钢琴的还有他的表妹、表姊、同学，大家都是一个星期学一次钢琴，很多孩子回家以后妈妈就逼着他们练琴，每天练一两个小时，可是我的女儿我却没有逼他，想练不想练都没有关系，因为我对孩子学音乐方面的期望是比较务实的，我也不希望他会变成李斯特或贝多芬，如果你们认识他的话，就会知道他的手非常的小，所以他要在钢琴上面有什么样了不起的成就，机会其实不是太大的。钢琴对我来说，可能更是利用一种乐器让他了解音乐，仅此而已。他的老师也常常说你的女儿怎么都不练琴，我告诉他的老师：「你的工作只需要维持他对音乐的兴趣就好了。」并不见得要逼他多有成就。而最后的结果是什么呢？那些被逼着弹琴的孩子在很早的时候就因为对钢琴的厌恶而拒绝再学下去，可是我的女儿一直学到高中，还是每个星期都弹琴，最后的结果其实也差不多甚至更好。所以要培养孩子兴趣的第一件事情，就是不要抹杀他的兴趣。
现在回到奥数的考试的主题上吧！考试的目的是什么？我们要不要学奥数？那么就要先来谈谈「什么是奥数？」我们先谈谈考试的目的，我认为考试的目的是评量你教学的成效，所谓教学的成效就是考考看自己的老师在教学上有哪些缺失？学生在学习上有哪些缺失？我想这是考试最原始的目的。但是后来因为社会的发展与「尚贤」的哲学，考试就变成了选才的工具。考试作为选才的工具这件事情到底对不对？我们中国已经玩了几千年了，我们不谈对错，只谈考试被作为选才的工具。当考试成为工具的时候，为了评分的方便，要要求公平，考试的形式就会被限制。
在台湾选竞赛选手的时候，到了最后的前三名，我们给学生一个口试，所谓口试就是给学生一个题目让他想三十分钟，然后回答十分钟，如果他在五分钟以内讲不出来，就会给他一点提示让他再去想，当然每一个提示以后他的满分就会被减少，像这样的考试过程每个孩子至少需要花掉接近一个小时的时间，如果把这样的方式拿来考中考或高考，我相信这个情况是很不现实的。当然口试的时候可以看出一个学生思考的模式，可以看出他们是怎么思考这个问题，但也只能在人数比较少的时候。而人数多的时候，我们为了提升效率，考虑试题的选择，又要考虑公平，又要考虑改题目的人力成本，尤其现在都是计算机阅卷，所以考题的形式就无法再考计算题、证明题，只能用是非题、选择题或一些简答的题目。这样的题目就会变成题目需要很多，观念要重复，考的是仔细，考的是熟练，其实这样的考试方式也没有什么不好，但是反过来影响了教学的结果就是老师们希望学生要得高分，就逼学生做很多的题目，逼学生把题目练的非常熟练，舍弃的就是让学生变得没有时间思考，这件事情我觉得是现在这个考试反过来对教学最大的影响。当然我不认为知识的记忆不重要，相反的我觉得记忆也是重要的，可是光有记忆没有思考，我们就没有办法去做更有用的应用。
什么叫做「思考」呢？我想就是对于目标要有一些更深刻的了解。我们现在举个例子，印度有个故事，有一个国王向一个棋王学棋，两个人讲好如果要给薪水的话，他拿了一个8*8的棋盘，有点像现在西洋棋的棋盘，棋王说第一天在第一格里面放一粒米，第二天在第二格放二粒米，第三天在第三格放四粒米，第四天在第四格放八粒米，也就是说每一天都是前一天的两倍，等到你放完的时候我就把我的技艺教给你。国王听了觉得很简单就答应他了，但是他却没有想到把这个棋盘堆满了以后，最后一格是2的63次方，所以加总起来就是2的64次方减1这么多粒米。这个数字到底是什么概念？我不知道各位家长是不是可以有深入的概念，如果你们有兴趣的话，不妨跟孩子讨论一下这个问题，2的64次方到底有多少米？我算了一下，如果利用对数来算的话，2的64次方有20位数，而最小的20位数就是1后面有19个0，这是最小的20位数。你会发现一件事情，假设100粒米当做1公克，那么1后面19个0我们就可以拿掉两个0，也就是总共有1后面17个0这么多公克，然后再拿掉3个0，所以这样下来，总共就有1千万亿公斤，如果50公斤装一个袋子的话，就有200万兆包的米，而这么多的米到底要放在多大的仓库呢？大家可以跟你们的孩子谈谈这样的问题，如果你可以深刻的看这个问题，才会有比大小的概念。刚刚我们今天有个题目，大家说6万多的11次方跟11的6万多次方到底哪个大？其实很直觉的就是11的6万多次方一定比较大，而且大的多！如果我们有机会见面的话，我们或许可以玩玩这样的游戏，大家可能会有更具体的认识。我也曾经上过这样的一堂课，我们用水来玩，大家也可以带着孩子找个滴管来慢慢滴，就可以想象一下2的64次方到底是一个多大的数字！其实陪孩子玩的时候他们的兴趣就有了。
接下来我们再来谈谈你对一个东西的熟练度。我们再举一个例子，一般的大学教授让他去考小学的奥数，我想他的成绩不会很好，难道说大学教授的数学知识不够好嘛？他只是不熟练，他不是解不出来。但是你会发现如果按照现在小学老师的标准，那么这个大学教授就必须接受批评，包括他的父母亲都要接受批评，因为没有把自己的小孩教好。很多老师在评分的时候只看分数，但是他们没有看到更细的东西，我无意去批评他们，其实他们也非常努力，因为他们也是希望可以把学生送上一个好的初中，只是这样的作法常常会抹杀掉一个小孩的兴趣。我再跟大家讲一个故事吧！在台湾有一个非常有名的书法家叫做于右任，我想大家也都认识他，当然他已经过世很多年了，他是一个非常有名的草书大师。有一次他的小孙子在练习书法，写到一半就跑去玩了，结果这个老先生看到这个练习帖就手痒也拿起来写了几个字，结果小朋友看到写完了就把这个作业拿去交给老师，老师一看了以后打了一个等第叫做「丙下」，也就是最低的分数，还在旁边写了评语批评他为什么不好好写字！所以有很多事情很多人很认真在做事情，但是他却不知道他到底做了一些什么不对的事情。
接下来我们谈一个熟练的故事，来谈谈心算。如果问一个问题：18*22是多少？熟悉心算的人就会直接用算盘打出来，他们的心里面有算盘，但是对我来说就是20的平方减掉2的平方，答案就是396。我们都是心算，但是你会发现我用的是「方法」，他用的是「熟练」；初期通常都看不太出来，但是过了一段时间以后，就会发现学心算的孩子不愿意去学习这些数学方法，可是数学方法有很大的可能可以去做更大的事情，而当他们发现数字复杂到无法再用心算或熟练的时候，很多方法与数学知识已经被他丢掉了，赶不上了，所以在这种丢掉数学知识的情况之下，学生就赶不上了。当然我不是说心算学的好的人就一定学不好数学，「心算好」跟「数学好」是两件事情，所以大家也不要再问到底要不要学心算。我的想法就是你想学就学，不想学就拉倒，学心算其实跟数学没有多大的关系。
我们再谈到为了成绩，做很多的题目终于把这些技巧练熟了，如果是这样的作法，还不如认真的去做懂一个题目。因为题目做多了做的熟练，这跟做数学思考是相违背的事情，我常常跟学生讲，做100道题目不如真正的做懂一个题目，只有把一个题目吃透了，你才有应用的可能，才能够做更多更大的题目。而什么叫做「吃透」了？什么叫做「懂」了？我们有个定义。如果现在拿一张考卷给你，你做100分，三个月之内你不做任何的复习，三个月之后再重新写这一张考卷，还可以拿到90分，这才叫做有做懂；如果三个月之后只剩下了40分，就表示前面的100分全部都是假的，都是熟练的，都是背的。所以我真的建议大家一定要把观念吃透，做懂，好好的思考。
现在我们真正来面对问题谈谈要不要奥数。什么叫做奥数？奥数有两种，一种是真正的奥数竞赛，我们叫做IMO（International Mathematics Olympia），像这样的奥数，说老实话，你不应该去期待你的小孩可以成为这样的奥数选手。每一年每一个国家参加世界奥林匹克数学竞赛最多只有六位选手，中国之大，要选出六位选手你认为你的小孩会是其中之一嘛？这六个人基本上都不是用培训或补习教的出来的。接下来我们来谈谈大家生活中的奥数，我记得我们小的时候学的数学就像现在大陆的奥数差不多的难度，那个年代是采取菁英教育，很多人念完小学就不念书了，跑去当学徒，有一部分的人到了初中之后也不念书了；可以上到高中的是全国的前20％，可以上到像我这样的师范大学的学生基本上都已经是全国的前5％。你说前5％的人能不能学数学？我们当然可以学数学！但是是不是可以当选手，我觉得这恐怕还要商量。
数学是一个非常奇怪的东西，就是物理、化学、地球科学、计算器科学这几个奥林匹克的比赛项目当中，基本上拿到金牌的都是高三的学生，唯独数学有一个初中二年级的学生就能拿到金牌，这就是数学的特殊性。在学校的尖子班里面，这些资优生我们会发现一件事情，他们的其他科目其实跟其他的班级平均不会相差很多，唯独只有数学的落差是最大的，所以数学是一个很奇怪的东西。有人问我说数学到底是什么？其实我也不知道。除了我们说的IMO以外，坊间所谓的奥数，就是可以把一元一次方程式跟二元一次联立方程式的问题给小学生解。讲到这边又要谈一件事情，在台湾南部有一个卑南古迹，我去参观的时候那个古迹挖出来一个玉做的管子，管子的管壁厚度是0.1厘米，管径大约是0.8厘米，如果用现在的技术当然不难做到，但是我始终想不透4000年前的古人用什么样的技术可以做出这样的东西，这也是我一直长期在思考的问题，大家如果有兴趣也不妨帮我一起想一想。这个故事告诉我们什么概念？就是在工具不好的时候你要想尽办法做出东西来。
反过来说，如果我们把一个可以用一元一次方程式或是二元一次联立方程式解出来的问题，我不给你这个工具要你把它解出来，那么大家是不是就要想一些其他的方法来解答，而这就是强迫你思考，如果奥数一种带动思考的方式，那么我可以同意让孩子去学，但如果只是为了得到好成绩然后得到一个好的初中，我就不认为这是一个好的东西了。如果问我要不要学奥数，我的看法就是这样。如果你赞成奥数是一种培养思考的方式，是一种你在没有足够的工具以前可以学会解决比较难的题目的方式，我认为可以学；但如果学这个只是因为要熟练，只想到拿到了高分进入好的学校，反而奥数会成为一种妨碍数学思考的不好的东西，那我就非常不赞成了。
今天早上我在准备演讲的时候我看到了很多家长的问题，大家在辩论奥数成绩与升学挂勾的这件事情，我有个比喻。如果我给你10万元的现金跟50万元的支票，但是我不能保证这50万元的支票一定会兑现，那么你要选哪一个？我想大概就是这个意思吧！如果愿意多给一点耐心，相信50万元的支票是会兑现的，当然我会建议拿这50万元的支票比较好一点。
我们再回头谈谈兴趣吧！所谓的兴趣其实是一种「正增强」，如果你做一件事情成功了得到奖赏你就会一直做下去，如果你一直受到挫折就会不想要做下去。小时候我们弹钢琴的时候，钢琴老师都会在一段时间之后给你稍微难一点的曲子，就慢慢的把你的程度拉高一点，所以在培养小孩的兴趣时，不要一下子就给他太难的东西，就他所认知的水平再多给一点，然后陪着他玩；也不要在孩子不知道答案的时候就急着告诉他，让他们再多想一下。小朋友其实是非常厉害的，我这边有几个建议，同样题目在不同的场合就会变成亲子的游戏。比如说在搭公交车的时候，这一站到下一站是30分钟，然后两头各停车三分钟，那你走在路上各会碰到几班车？这个题目当然我没有给答案，可是真的可以让孩子去讨论。
你们可以带着孩子到处问问题，看到了一根大的柱子也可以问他直径是多少？其实重点不在到底直径是多少，重点是在他用什么样的方法告诉你这件事情，这是一种数学思考。你也可以问他估计一下游乐场的人数是多少？反正是玩嘛！答不出来没关系，答的出来可以奖励他一点点小小的礼物，我觉得就是这样。你也可以在河边问小朋友水流的流速是多少？重点从来不是答案，而是过程。或是你也可以让孩子去找一片树叶，这一片树叶需要有最小的面积却有最大的边长，而这个树叶需要有什么样的形状呢？就是像枫叶这样的形状才有可能满足；不要小看这样的题目，这个题目放大了以后的应用就是太空观测当中对地遥测的「残型几何」。所以培养兴趣最重要的就是鼓励他、给他奖励、不要太难的题目，缓步加深难度。
刚刚我说的例子都是「取得资料」的思考。但是取得数据一定要有数学知识，数据取得以后要怎么利用？我觉得这又是另外一个考虑的东西了，这些东西都会让数学看起来变得比较有用。譬如你的孩子如果是小学二年级的话，我又想起来我女儿小时候我跟他玩的一些游戏，这个游戏很有趣，我让他出题目让我做。当时是二位数跟二位数的加法，我让他出了十道题目让我做，我也有点坏心眼，我就故意做错考个40分，因为考得不好他就很开心了，可以骂他老爸说「你怎么这么笨！」然后他就会再出题目要求我再做一遍。这其实非常好，因为他出题目要花脑筋，他改题目也要花脑筋，其实我已经达到目的了，「人之患在好为人师」，小孩子你让他当老师，你自己做个坏学生他恐怕更开心一点，因为当学生会被骂，当老师就可以骂别人了，当你把角色反转的时候，这也是一种兴趣。
另外在台湾有「Mind moving」跟「捡红点」两种游戏，Mind moving是训练逻辑思考的，捡红点是训练10补码的。「10补码」在算数里面是非常非常重要的观念，因为7的补码就是3，8的补码就是2，如果很清楚补码这个概念的话，进位借位的观念就会很容易去了解了。所以很多事情是可以早早就陪自己的孩子去玩的，这些材料俯拾皆是，基本上应该是可以让孩子跟着你们好好的去玩的。所以说要不要学奥数？如果是培养思考的学法就去学；如果是为了升学，孩子学的轻松就让他学，学的很辛苦还不如不要学了。考到好学校的途径还有很多，不要因为把重点放在奥数上面，结果不但数学的兴趣没有了，连其他的各种兴趣也都牺牲了，这样的损失就会非常非常大。
今天这个主题其实并不是学或不学这么简单的，所以我分了几块来分析这个问题，但我也不会给出肯定的答案，也希望今天可以透过这样的机会跟大家交流沟通一下。今天所提到的一些方法跟观念都是希望大家可以参考的。我最后想要谈一谈目前这个社会上到底需要的是什么样的人呢？现在产业界有一个共同的趋势，大部分基础的共同技术问题都已经被解决了，所以只要有idea，就像马云，他不需要解决技术问题，他只需要想的出这样的概念说出来再把这些技术组合起来就可以得到这么大的成就；或是像Steve Jobs，他几乎是把手机变成了一台小的计算机带在身边，其实技术都不是问题，只是因为有这样的一个人想到了这样的一件事情，于是世界就因此而改变。现在这个世界上不需要「零件人」，零件人不是不重要，但是零件赚的是小钱；你必须要把很多的零件组合起来变成一个大的「系统」，才有可能赚到很多的钱。我记得我在当兵的时候，我看到有一个通信系统，一套系统要好几百万美金，但是其实每个零件都好便宜，但是就因为他们把它组装起来变成一个好几百万美金的系统，所以我们要的其实是这样的人。这种人很重要的就是一定要会思考。
而现在社会里到底要的是哪一种人呢？是需要「沟通」、「连结」、「推理」跟「解决问题」的人；这四种能力都是美国数学教师协会提出来的数学四大能力，大家可以看看自己的孩子是否真正具备这样的四大能力。「沟通」就是是不是可以无障碍的跟别人交流；「连结」就是看见了一个现象是不是可以跟另外一个现象做很好的想象与商机，或是产生更多奇怪有趣的想法；「推理」能力当然也是一定要必备的；而「解决问题」的能力也就是碰到了问题你可以怎么去解决，这就是非常重要的，所以我今天讲了一大堆，我个人也非常紧张，希望大家包涵，今天的讲座到此为止，谢谢大家！