銳參考| 「真正學數學的都是出於興趣」,美國奧數「總教頭」揭開...

2020-12-11 參考消息

參考消息網3月15日報導(文/徐劍梅)今年2月在羅馬尼亞大師杯數學競賽中,美國隊奪冠,4名隊員3人獲金;中國隊總成績名列第六,無一人獲金牌。國內熱議的同時,美國媒體靜悄悄。記者沒能在英語谷歌新聞裡搜索到美國媒體的報導。美國數學協會官網發布了不到一頁紙聲明,其推特帳號發送的奪冠推文,截至美東時間3月10日凌晨,點讚104個,轉推34條。

近些年,美國奧數隊戰績頗佳。在國際奧林匹克數學競賽中,美國隊2015年奪得21年來首個冠軍。此後,美國又奪得兩屆國際奧數競賽冠軍。美國奧數隊在國際賽事捷報頻傳背後,存在哪些值得借鑑的理念和做法?奧賽與學校數學教育能否相互促進?奧賽人才濟濟,與國家基礎科研與創新能否形成良性循環?帶著這些疑問,本報記者採訪了美國奧數隊總教練羅博深以及多位奧賽金牌得主和他們的家長。

2018年11月,美國奧數隊總教練羅博深在上海宋慶齡學校演講。(資料圖片)

「真正學數學的都是出於興趣」

羅博深是新加坡華裔,在美國出生長大,年僅36歲,是卡內基-梅隆大學數學系副教授。他2014年起擔任美國奧數隊總教練,自己也是奧賽選手出身。據他介紹,羅馬尼亞大師杯賽和國際數學奧林匹克競賽是兩個賽事,前者規模小而難度更大,但參賽選手不一定代表本國或本地區頂尖水平。每年全球有100多個國家和地區參加國際奧數競賽,羅馬尼亞大師杯賽主辦方選擇其中成績較好的20多個國家和地區發出邀請。中國選派某個省的省隊;美國從全國選拔,但只限沒參加過國際奧賽的新手。

那麼,奧數,即奧林匹克數學,究竟是什麼?

羅博深說,美國人對奧數的理解,與國內常說的奧數不太一樣。他說,在美國奧數是指「高中或以上的數學證明題」,具有挑戰性、需要動腦筋、課堂上遇不到。而中國小學生就開始學的奧數包含很多計算題,內容上較接近全美初中數學競賽「數學計算(Mathcounts)」。

除內涵不同,兩國奧數學習氣氛也不一樣。羅博深說,可能最大的區別是:「在中國,很多學生很小就開始學數學,大家都認為學數學是必需的,家長很重視讓小孩花很多時間做數學練習。但美國人沒有這樣的想法。有興趣,就學下去;對別的事情有興趣,就做別的。選擇很多。真正學數學的都是出於自發的興趣。」

羅博深再三強調說,送學生參加國際奧賽不是為了追求名次,而是希望學生在數學方面發展得更好。他當年接受美國數學協會聘任時,就申明會著重激發學生數學興趣,而不是追求競賽名次,這點得到協會的認同。

數學對基礎科研和創新當然非常重要。羅博深認為,做數學證明題,需要深入思考和數學創新能力。幾十年來,從美國奧數隊裡走出許多人才。美國第一個分析人類DNA的團隊,其負責人就是美國首次參加國際奧賽的奧數隊隊員。有「數學諾貝爾獎」之稱的菲爾茲獎得主,不少人都有國際奧賽經歷。奧賽人才不一定都成為數學家,有的開創業公司,有的進入華爾街,有的進入經濟、計算機、生物等領域,但他們從事的工作常涉及交叉領域,需要創新能力。

羅博深認為,學習數學即使在入門階段,創意也比記憶更重要。他希望能幫助更多的人發現數學有趣好玩,是重創造性思考而不是拼記憶力的學科。他說,現在感到最重要的,是讓學生知道「腳下這條數學的路,未來會抵達什麼地方」。美國奧數集訓營請來的老師大多是博士畢業生或高校數學教授等,他們會向學生介紹自己走過的道路,運用數學知識做了什麼事情,「這對學生很重要」。

參賽隊員選拔需層層闖關

林浩然是一名美國亞裔學生、連續兩年國際奧數競賽金牌得主。2017年名列世界第六,2018年以滿分成績和一名英國學生並列世界第一。

他的父親林超陪伴孩子一路走來,十分熟悉美國奧數隊選拔過程。他告訴本報記者,美國奧數隊由非營利機構美國數學協會負責選拔,過去方式相對簡單,但近些年美國奧數隊選拔機制進行了改革。如果從每年2月初選算起,到次年4月最後一次考試和5月電話通知入選學生截止,整個選拔過程長達一年以上,學生一級級闖關,競爭激烈。

全美中學生有兩大全國性數學賽事。一是由全美職業工程師學會等舉辦、面向6到8年級學生的「數學計算」競賽,快問搶答,拼速度拼反應,娛樂性很強,知名度最高,每年逾25萬初中生參加,優勝者能進入白宮由總統親自接見。另一個就是美國數學協會主辦的「美國數學競賽」,分成8年級(相當於中國初二)或以下(簡稱AMC8)、10年級(相當於中國高一)或以下(簡稱AMC10)、12年級(相當於中國高三)或以下(簡稱AMC12)三個級別。

美國奧數隊的初選始於每年2月舉行的後兩個級別「美國數學競賽」,總計全美約20萬學生參加,考試內容是25道多重選擇的計算題,這種出題形式便於標準化快速判卷。美國數學協會由此選拔出AMC10競賽成績前2.5%、AMC12競賽成績前5%的學生,組織他們參加3月份舉行的「美國數學邀請測試」。其後把他們2月和3月競賽成績累加,從中選拔出500人,這是頭兩道關。

4月賽事,名稱就叫「美國數學奧林匹克」競賽,題型與國際奧數競賽相似,全部是需寫解題過程的證明題。從中選拔出60名學生,其中三分之二是9至10年級學生。這是第三關。

這60名學生能進入美國數學協會每年6月在卡內基-梅隆大學舉辦的奧數夏令營集訓,集訓為期3至4周,結束時會從考試中再選拔出約25名學生。這是第四關。參加次年2月羅馬尼亞大師杯賽的4名美國隊員,就來自其中沒有國際奧賽經驗的學生。

這些闖過第四關的學生,從當年12月至次年4月,每月都需參加一次考試或競賽。美國數學協會根據這5次考試或競賽成績的總分數確定國家奧數隊最終人選。

非營利不刷題享受「朋友圈」

從上述美國奧數隊選拔過程,可以看出有以下幾個特點。

首先,非商業化運作,以依託全美中小學校進行、具有全國規模和影響力、定位清晰的各級中學生數學競賽作為人才選拔基礎,公益性較強。作為主體選拔機制的全國中學生數學競賽和最後的奧賽集訓,均由非營利性質的行業協會組織。林浩然的隊友任昊淼是2018年國際奧數競賽金牌得主。他的父親任寶瑞告訴本報記者,美國數學協會不辦課外班,組織賽事收取費用很低,且以學校為單位收取。

其次,重視人才積蓄,鼓勵更多中學低年級學生參與,方式靈活,不搞一刀切,這突出體現在各類競賽考試的設置上。比如2月份AMC10和AMC12兩個級別的美國數學競賽,各舉行A、B兩場比賽,區別只是考試時間不同,學生可任選時間參加。任寶瑞說,最終入選美國國家奧數隊的學生實際上受到數年培養而非一次性培訓,美國數學尖子們受訓強度很大,未必弱於中國學生。

第三是多年來美國奧賽機制形成的人才回饋效應。據介紹,不少曾參與奧數競賽的美國學生,主動義務參與奧數培訓和數學網站的出題工作,他們創作的奧數問題和培訓材料,多數可以通過在線公開資源共享。任寶瑞說,美國奧賽培訓不僅依靠老師,學長「榜樣」的激勵作用也很大。

第四,網際網路社區的「聚攏效應」,讓愛好數學的美國乃至世界各地中學生能夠在網上找到豐富的數學資源與志同道合的朋友,互相激勵和促進。羅博深說,在美國,很多學生習慣於自學,而不是想學什麼就去找家教或報課外班。

接受採訪的奧數金牌得主家長都不約而同地提到「解決問題的藝術」網站(AOPS)為孩子提供了自學資源和互動空間。很多愛好數學的美國孩子都會在這個網站上出題解題、共同討論並組隊參加競賽。

第五,培訓方式上不採取題海戰術,不組織脫課集訓,注重啟發、思考、理解,重視團隊合作和共同提高。據介紹,備戰奧賽的美國學生既需要做題備考,也不敢放鬆學校各門功課,因為如果偏科嚴重就難以進入心儀的大學。他們平時能分配給奧數的時間有限,這是美國奧數隊從教練到學生,都不主張通過大量做題「熟能生巧」的重要原因。

第六,邀請其他國家數學尖子共同集訓。美國數學協會舉辦的奧數夏令營是美國奧賽最高水平集訓,羅博深告訴記者,從2016年起,除60名美國學生外,美國數學協會還邀請包括中國在內大約8個國家和地區各派兩名學生參加奧數夏令營。羅博深說,這樣做,能讓美國學生有機會和世界其他地方奧數高手朝夕切磋、結為朋友。

林浩然和任昊淼如今已是大一學生。回顧奧賽帶來的收穫,他們給記者的答案十分接近:因奧賽結識的人們;解決問題的技巧。林浩然說,他珍惜奧賽給他機會和各種各樣的人交談。在參賽和集訓期間,他遇到世界其他地方的高手,結交了許多終身朋友,培養了數學直覺和創造性解決問題的能力。從長遠來看,這些比競賽結果更重要。

在採訪結束時,羅博深建言中國奧賽學生:「往遠一點看,看到更遠的東西,就會更努力地往前跑。18歲時的國際奧數競賽並不是最後一個目標。如果作為唯一目標,一旦入選不了國家隊,就可能放棄;但如果你的目標更遠,你就會繼續努力提高自己。」

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