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美国奥数队总教练教你“鸡数学”的正确姿势

姚爸 爸爸真棒 2022-11-13

女儿坐在IPAD前,头搁在桌子上,目光略有些呆滞的看着屏幕上的动画课件。老师正在展示一个经典的“比路程”问题。

为了避免“过个暑假笨一点”,我给女儿购买了大热的某线上数学课。两个小时的课有点长,内容非常多,要连续集中注意力跟上老师的节奏,确实很累。

姚爸

你现在是在想屏幕上这个问题吗?

女儿

(实话实说)没有啊。

姚爸

你已经会了?还是觉得这个问题没意思?

女儿

不是啊,老师一会儿会讲的,我听她讲就行啦,讲完我就会了。

课后女儿很快的按照老师的方法做完了题,开开心心拿到了“金币”,但我却实在开心不起来。

因为,女儿显然就是养成了不再主动思考而是被动等待解答的坏习惯啊!

这样的学习方式看似很有效率,但其实剥夺了女儿的自主思考能力,对于她的数学思维培养,有害无益。

打个比方,孩子要想“牙口好”,就得多吃硬一点的东西,如果吃的食物太精细,不是糊状就是碎片状,就会导致孩子颌骨发育不良。学数学也一样,把题目“嚼”得太细喂给孩子未必是好事,毕竟,题做不做得出只是表象,思维有没有真正得到锻炼,才是学习数学的根本啊!

那么,怎样的学习方式才能锻炼数学思维呢?

就这个问题,我采访了一位重量级嘉宾,那就是美国奥数队总教练、卡耐基梅隆大学教授、数学思维的积极推广者——罗博深。

但就在我想看看他有什么独门秘诀的时候,他的回答倒是出乎意料的简单,甚至有点“平淡无奇”——三个字:刷难题。

但是详细问下来我才知道,“罗氏难题训练法”可不是普普通通地刷题就好了。这个通过做“难题”培养数学思维的方法,不但能帮助美国队拿到IMO第一,更适合所有想把数学学好的孩子。

罗博深教授

知名美籍华裔数学家、教育家,现任教于卡内基梅隆大学数学系,同时兼任美国国家奥数队总教练。连续2年带领美国队获得国际奥赛团体金牌。(图片摄影:智勇)


锻炼身体,唯有体育

磨练思维,全靠数学

美国家长不太爱“鸡数学”,他们的精力都拿来给娃儿“鸡体育”了。体育运动是美国教育的重要组成部分,当我们的娃在练100以内加减法的时候,美国娃可能正在运动队里打比赛。

罗教授说:

美国家长喜欢通过体育来培养孩子勇于接受挑战、不怕困难的品格。其实我觉得,如果说体育是锻炼身体的最佳工具,那数学就是锻炼思维的最佳工具。

美国人有句话叫‘no pain, no gain’,这句话放在数学学习上一样适用。因为在做题目尤其是做难题的过程中,在精神上要做出巨大的付出。哪怕不是真的痛,至少也会很累是不是?

罗教授不但担任美国队总教练,其更多的时间是奔走在世界各地,普及数学思维的重要性。作为一个有着从小学到研究生全龄教学经验的老师,可谓是阅人无数,其中不乏一些做题非常厉害的孩子。然而他却说:

如果让我来看,我不是看孩子到底会做多少题目,做得有多快,而是当他遇到没见过的题目时,愿意用多长时间去思考,会不会放弃。

我在教中国学生时,经常会遇到两种学生,一种是你说有一道新题目,他会高举着手说我要试我要试,然后不管能不能做出来,他都非常努力在想;而另一种则会先观察,如果这道题是他做过的,他马上会说我会我会,但如果是没做过的,他就默不作声,等着别的同学把答案做出来。甚至有的孩子会直接对我说,你告诉我我就会了呀。

难题的背后,体现出的是孩子的学习态度。罗教授坦言,他喜欢的学生,应该具备三个特点:

  • 热爱挑战

  • 勤于思考

  • 善用工具

如果能做到这三点,别说是数学,其实任何事情都可以做好。

锻炼思维的"难题"

到底长啥样?

前面说到罗教授锻炼孩子数学思维的方法是“刷难题”。相信看到“难题”二字,很多家长自己的汗毛都已经竖起来了。

其实,并不是说只有哥德巴赫猜想级别的才叫难题。这里的难题并非绝对的最难的题,而是根据孩子的年龄不断拾级而上的“挑战”。

用不超纲的工具出的难题,才是好的难题。

那么,“罗氏难题”长什么样?又该怎么找呢?

1从数学定理中找难题

一二年级的孩子可能要学乘法,罗教授家的孩子也不例外。那罗教授是怎么利用乘法这个工具出难题的呢?一次在吃饭的时候,罗教授给刚学会乘法的儿子出了这样一道题:

7x7=?6x8=?

5x5=?4x6=?

并没有什么特殊,这不就是大家最深恶痛绝的计算题吗?他儿子也很快的给出了答案。接下去罗教授问了这个问题,这些题目就变成了一道难题:

“你能从这些题目中找到什么规律吗?”

还不赶紧回看一下这几道题?如果你细心,很快会发现,第一行的两道题中7+7和6+8都等于14,第二行中5+5和4+6都等于10。可是7X7的答案比6X8的大,5X5的答案又比4X6的大。

于是罗教授的儿子很自然的问了个问题:6X6是不是比5X7大呢?

自己一算,发现还真是这么回事儿!这是巧合吗?其他的数呢?我能不能找到解释这种现象的规律呢?当然,要证明这个猜想对于一个一二年级的小学生来说有点难度(但也不是不可能哦,一二年级的工具也能证明),不过能发现规律,大胆猜想,已经迈出了数学思维训练的第一步。

像这样的题目哪里来?如果你的数学很好,那我相信对你来说可以举出无数个例子。因为数学定理中蕴含着大量的“巧合”和“规律”,足够孩子们折腾的。

2从生活中找难题

但如果家长对数学定理并不了解,也没关系,因为其实生活中也充满着这种需要思考的问题呢!

比如,当我采访罗教授的时候,他指着窗外,随口就是一道题:

窗外的马路上有两个人结伴而行,一个人有自行车、另一个人只能步行。如果假设他们要走一段很长的路,又不能两人同时骑一辆自行车,那什么方法能最快到达终点呢?

题目一出,你的感觉是什么?是不是在脑中飞速的模拟各种情景?可能每种情景的计算也就是用用加减乘除的方法,但你心里总是觉得似乎有漏掉的更好的办法。

  • 让一个人先骑到终点去等另一个人,可不可以?

  • 当然可以,但你车骑得再快也没用,决定时间的是走路的那个人。

  • 一个人骑到一半改步行,然后把车子留给后面的人,怎么样?

  • 好像有用,因为这样肯定比刚才的方法用的时间短。

  • 那是不是还有其他方法呢?……

在生活中锻炼数学思维,不但让题目变得鲜活,更能让孩子经历完整的假设、抽象、分析的过程。我们曾经介绍过的,著名的哥尼斯堡七桥问题就是最好的例子点击直接阅读这个故事)

▲“哥尼斯堡七桥”是一个经典的数学问题

3偷懒但有用的方法:奥数

如果家长实在对数学没什么好感,也很难在生活中找到这些难题,是不是就没招了呢?也不是,还有一个最便利的工具——奥数。

正是因为奥数中充满了各种新颖有趣的题,才对锻炼数学思维很有帮助。这些题目的解法多样,运用的工具也不复杂,很多问题的重点在于能不能把题目想透彻,一旦想通,马上迎刃而解。

▲美国奥数的竞赛体系。

"陪刷难题"的正确姿势

成为孩子的朋友

那么怎么陪孩子“刷难题”呢?一定要注意一点:引导!引导!引导!

当孩子做不出题目时,你的情绪是什么样的?

捉急?抓狂?恨不得自己帮他做?

万一孩子的题目自己都做不出怎么办?打电话问、上网查资料、甚至变成“学奥数的中年人”?这样做真的需要吗?

你别说,这还真是需要的。

在“陪作业”方面,罗教授的太太最有发言权。虽然罗教授是数学大牛,但大部分时间他的孩子还是罗太太辅导的。

但和大家想的不同,罗太太也经常遇到孩子的题目做不出来,而她在这种时候采取的方法是:承认“这道题有点难,妈妈也做不出”,然后和孩子们一起学习,一起攻克难题。

孩子们一看:妈妈是大人也做不出来,我做不出来很正常啊!也就对难题没什么恐惧了。而且,还学到了妈妈克服困难的方法。

罗教授也说,要让孩子们喜欢数学,就要做孩子们的朋友,而不是威严的老师,让孩子们更放松的去思考。他在参加一些国内的数学夏令营活动时,经常遇到一个问题提出来,却没有孩子举手回答的情况,他们不是没想法,而是不敢回答。

而经过他慢慢引导,让孩子们放松下来,一旦他们之中有一个人站出来了,那些想法可能一黑板都写不完。

▲罗教授家的女儿在做数学。如果不画出图中的卡通人物,她可不乐意算哦(图片来自罗博深数学)


"刷难题"的3大误区

莫忘思维锻炼的本质

误区一:都15分钟了你还做不出来,我来帮你做!

这个误区的问题在于太心急

还记得为什么要用“难题”来训练思维吗?根本上就是要“耗一耗”孩子。思维的挑战本来就是不轻松的,好比锻炼肌肉,没有健身房的挥汗如雨,第二天的四肢酸胀,以及日复一日的坚持,怎么可能有对着镜子自拍的成就感?

15分钟做不出题HOLD不住了吗?费马大定理证明用了300多年才被证明出来;而1859年提出的黎曼猜想直到现在都还没有被证明。有些人穷尽一生都在做着这一道题,甚至在吃饭、散步、甚至睡觉的时候都在思考同一个问题。这种专注力,才是数学最需要的品质。

当然,并不是所有人都要成为数学家,但是当您的孩子正在聚精会神的思考的时候,请不要打断他,15分钟、30分钟都没关系,相反,时间越长,反映出孩子的专注力保持能力越强,是好事儿啊。直到他求救了,给他点提示,让他体会到解谜的乐趣。

误区二:你做的方法不好,用我的方法做才是对的。

这个误区的问题在于,好的方法和对的方法不是一个概念

要做对一道题,可能有好几种方法。采访中,我和罗教授讨论了这样一个例子:

5+()=12

对于初识加减法的孩子来说,这可以说是一道难题。为什么?因为它和当初常规看到的5+7=?形式不一样,考验孩子们对于加数、加数、和之间的关系。

如果你的孩子不会这道题,你会怎么给她讲呢?

相信不少人会说:你用12-5,就能得到你要的答案了。

也有的家长更注重启发:会用一些实物让孩子尝试一下,然后找找其中的规律和特点。

然而有的小朋友也会采用这样的方式:

5加几等于12我还不知道,但是我知道5+5=10,10离12还差2,所以加5不够,还要再加2,一共是加了7。

虽然这和第一种12-5的方法比,显然是一个“笨办法”,但:

第一,这是孩子自己想出来的,结果也是正确的,当然应该给与鼓励;

第二,这个孩子其实是在利用数字之间的大小关系进行推理,相比直接告诉他12-5的方法,这种方法反而更锻炼孩子的数感和思维。

同时,你也可以从他的思考方式中,了解到他还欠缺对于加数与和之间的关系的理解,可以有针对性的再做训练和引导。

所以当你的孩子兴致勃勃的向你介绍他的“笨办法”时,请千万不要打击他,耐心听他讲完,其中的收获远比单纯的把题做出来大。

误区三:尽量多做点题,什么样的类型都碰到过了,就做得出了。

这种误区,其实就是我们通常所说的“题海战术”。

很难说题海战术无效,因为当练得足够多时,确实可以对绝大多数的题目形成条件反射,从而快速的找到解决问题的方法。罗教授也坦言,无论在中国还是在美国,考试是大家都绕不过去的。而要想在考试中取得好的分数,确实题海战术的作用更大。

但是,其实锻炼思维和增加熟练度并不矛盾,即使是进行思维锻炼,也需要基础做保证。比如说之前那道他儿子做的乘法题,如果连基本的计算都不能做对,那肯定也无法发现其中的规律。

如何在打基础和练思维两者之间达到平衡,是每个家长都需要根据自身情况做权衡的。

也许最好的方法是:不要把难题训练法局限于“做题目”,而更应该形成一种思维习惯。罗教授举了一个生动的例子:

我父母都是新加坡人,他们都会讲汉语。虽然在美国我肯定还是要说英语,但是因为我父母在平时生活中,时不时会说几句中文,所以一直以来,我的中文也不算被拉下。虽然我现在的中文说得有点奇怪,但你还是能听懂我的意思的对不对?(罗教授全程都是用中文接受的采访,我的“半吊子英语”不用出来丢丑真是太好了。。。)

数学也是如此,你时不时用难题去挑战一下孩子,激发他去思考,慢慢的思维能力就能提高。一开始锻炼思维,思考的速度可能会比较慢,但是只要养成习惯,后面会越来越快。所以要我来说,我还是觉得思维是更重要的。

对罗教授的采访虽然很短暂,但是整个过程中,能感受出他对数学的喜爱和对数学教育的热情。很多生活中的小事儿在他看来都可以用数学来解释。而相比“奥数金牌教练”的称号,他更希望自己成为一个“健康学数学”的宣传者和推广者。

就像他说的,他喜欢接受挑战,越是有难度的东西,会让他越有成就感。而相比IMO比赛,让更多的普通人爱上数学,显然更具有挑战性。

如果您想通过罗教授了解更多关于数学学习的内容,您也可以扫下面的二维码,关注罗教授公众号“罗博深数学”

注意看二维码,这道几何题你能解出来吗

姚爸

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