學好數學,需要理解數學的本質

2020-12-17 姓林的雷較瘦

這篇文章靈感源自我的學生,她是上海媽媽,女兒在讀初中。看大家在討論小學數學和奧數的內容後,她提出了自己的過來人經驗。

根據我自己的學習經驗,確實如此。學好奧數,不等於學好數學;學好數學,不等於學好奧數。當然,這兩者可以同時學好,不過本質上不是一個東西。

我的奧數水平很差,只在五年級的時候參與過一次奧賽尖子班海選,尖子班第一次培訓完考試就被刷下來了。但我不覺得自己「不聰明」,因為數學我在我們班就是第一名,全年級大概是30名左右吧。

我在培訓的時候,第一次知道那些「走捷徑」的解法,驚奇卻也覺得是旁門左道。所以退出奧賽班,沒有影響我的自信心,繼續認真學習數學。

最後小升初只有167分,重點班的分數線是160,算是中等馬。因為我爸仇人的事情換了個學校,插班進了2班。初一上半學期有點懵,數學期中只考了72/120,然後開竅,抓到了代數學習的規律,成績就上來了。初二上半學期就是全級第一了,此後一直保持到中考。

我知道其他數學好的同學有在學奧數,不過我是2班的,他們是1班的,所以平時不玩在一起。我也經常帶同學學習,給他們講題,大家都喜歡和我玩。我一直待在2班,讓我轉1班也不去,因為我喜歡和2班的小夥伴一起踢球。

總之,不學奧數,不是不學無術;學了奧數,未必做題有術。

我認為,只要把學校教的數學,牢牢地掌握了,就足以應付考試了。但是光靠老師和課本是不夠的,老師和課本只能是打基礎,依然需要適當地發散、延伸。不過沒有基礎,就談不上後續的東西。

數學的學習,是分次第的,步驟不能亂,踩準一個階梯,才能再上一個階梯。

第一階段:具象到抽象的轉換,即意識到現實世界的事物,是可以用數字來表示的。

這是一年級的功課,如果提前,大概5-6歲是適合的。太早了,未必可以把握,因為抽象思考能力可能還沒發育出來。雖然簡單,但很重要,舉一反三就是這麼來的。老師或家長,要給小朋友大量的具體例子,這樣才能充分地領會數字的含義。這個階段最多慢一點,但基本沒有問題。

第二階段:計算,即基本的四則運算,和一些常用的速算方法。

這是二到五年級的功課,包括整數、分數、小數的計算。要練習到熟能生巧,變成小菜一碟的程度。計算馬虎一些,可能會出錯,我就經常算錯,但算法是對的。直到高考前我才把這個毛病改了,此前我一直用自檢的方式。即做完之後,再檢查一遍計算過程。

早期的快與準之間,快更重要。但是快,要建立在完全掌握的基礎上,不是為了快而快;而是根本就慢不下來了。比如九九乘法表,常用的平方數,速算的方式,都得記起來。到了初中,依然是有一些要背下來的速算數值,比如根號2、根號3,但背3.14(159……)就沒意義了。

第三階段:理解概念,即知道數學公式或表述,對應什麼內容。

這也是小學階段要做的功課,比如分數、餘數、無理數、整數、梯形、平行四邊形之類的。這些概念都有不同的定義以及屬性,但同類的概念背後也有共同的邏輯。每一種概念裡面,又有特殊的,如三角形有直角三角形、等腰三角形。

小朋友需要學會分門別類,在大腦中將同屬一類的概念歸在一起,然後抽出屬性值。比如梯形、平行四邊形和長方形,起碼有三種相同的屬性。你知道是哪三種嗎?(答案我放在後面)

第四階段:推導結論,即根據現有的條件,得出未知的結論。

小學階段的題目基本是現實的應用題,以計算為主,但也有推導的邏輯。只不過這種邏輯常常是現實的,而不是數學的。比如,隊列問題、相遇問題、做功問題。邏輯來源於哪?就是概念。如果小朋友腦子裡沒有概念,那麼就無從推導。

現實問題好解決,就是沒有親身經歷過,也在電視上看過,這些概念不會出錯。但現在條件好了,小朋友對很多事情早就有概念,做過了,所以老師可能就不講。以前我們就沒有,老師還得畫示意圖,在黑板畫個小火車才行。無形之中,老師的解釋過程就會更加詳細。

如何理解新概念,是否真正掌握新概念,就決定了推導過程的順利與否。而推導,基本就是中學數學的常態。只是記住了公式或者定理,不知道如何推導,就等於綁死了,不會舉一反三了。

比如,a2 + b2 > 2ab(a≠b)是初中最常用的公式了。它怎麼來的?

∵(a-b)2>0, a≠b

∴ a2 -2ab + b2 > 0

∴ a2 + b2 > 2ab

知道這個推導過程,你就可以做更多的應用了。比如,把平方去掉,兩邊同時除以ab,都可以變成各種題型。這是以不變應萬變的基礎。出個題,考考你。

已知:a≠0,b≠0,求:a/b + b/a的最小值。

再舉一個平行線的例子。

平行線有一條定理:兩直線平行,內錯角相等,同位角相等。你怎麼證明它?

依靠小學的知識,你就可以證明了,起碼有三種方法。做完輔助線,解法就很清楚了,如下圖。

現在公布前面三個屬性的答案:

第一,都是四邊形;

第二,都有兩條平行的邊;

第三,左、右上角和下角加起來都是180°。

正是依靠這三條屬性,還有三角形、四邊形的基本性質,我們就能推導初中幾何的知識出來。從小學到初中,乃至到高中,都是從具體到抽象,從特殊到普遍,從簡單到複雜,從單一到綜合的學習過程。後面的知識,建立在前面的基礎上,主線從來都沒有變過,是一脈相承的。

抓住了這條主線,數學肯定就能學好,而且一輩子可能都不會忘。現在讓我像高中生一樣全心複習,明年參加高考,我依然有把握能考上中山大學。我只是淡忘了,不是忘記,看一眼就記起來了。

奧數呢,有時候在這條線上,但大多數時候是不在的,太多出其不意的東西。從我個人的學習經歷,老老實實地把課內的數學學紮實了,足矣。最重要的中考、高考,都不會考奧數。

如果現在基礎不紮實,那麼就得從不紮實的地方開始補起。奧數班就可以退了,不補數學,沒用。

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