一直以來,我們都有一個共識:數學是中國學生引以為傲的一門學科。甚至常常有段子吐槽,英美國家的基礎數學教育太簡單。SAT考試的數學部分,也被默認為中國學生應得的滿分項目。
但遺憾的是,中國學生提起數學,往往都覺得枯燥,只是為了應付考試。
與之相對的,是另一個事實:縱觀世界範圍內的獲得菲爾茨獎的頂端數學家,有很多人在青少年時代曾獲國際數學奧賽獎牌;但中國大量的奧賽獎牌獲得者,卻沒有一個獲得菲爾茨獎或阿貝爾獎等重量級國際數學大獎。
更有人說,中國的數學課堂上壓根就沒有數學!背後的意思是,我們的孩子可能計算能力好,公式定理記得牢,卻唯獨沒有數學思維。
01中國教育孩子的論證方法居然沒有邏輯論證
邏輯是文科還是理科?邏輯的語言邏輯和形式邏輯,應當在語文裡面,就是從語言邏輯和形式邏輯發展起來的數理邏輯,也屬於哲學的範疇,哲學在中國肯定屬於文科內容,但西方的哲學裡面還包括數學和物理學。把邏輯和數學運算放在一起,被叫做了奧數,就變成一些人嘴裡的萬惡的了,而數學則是社會科學和自然科學都要廣泛使用的工具,西方數學與科學是獨立的。而沒有邏輯體系的支持,也就沒有了科學。
很多專家認為,中國的教育問題,關鍵就是沒有邏輯教育!邏輯思維能力如此重要,但是在我們的教育系統中並沒有這樣一門課。傳統教育方式重知識輕思維,力求在最短的時間內把最大量的知識存儲到學生的腦海中。
我們都知道,數學-邏輯思維智能代表了人類目前最高智能,幾乎所有的智商測試題目中都包含了大量的數學-邏輯內容,幾乎所有的能夠取得輝煌成就的職業都有邏輯智能的參與。全世界不管哪個國家在制定教育目標的時候都會把邏輯思維的培養當做最為核心的目標。
中國的數學教育,也是邏輯學被閹割的,我們都說中國比外國的數學教育要難,這個難其實是難在運算上,對運算之外的東西,其實教的不多。就如我一直說的,老王買鞋遇到假幣,30塊進的鞋,過季了減價20塊賣,有人拿了100塊的假幣來買一雙鞋,老王找老李換錢100,賣一雙鞋有找錢,後來老李發現是假幣,又把100塊要了回去,問老王賣鞋虧了多少?這樣的問題是可以炸群的,一群成年人是討論不清楚。這個就是你會加減法的運算,你不知道其中的邏輯。而且這個題目的歧義,估計絕大多數的中國人是看不出來的,幾個500人的大群也未必有一個能夠看出來。
很多很多老師、家長、學生總是認為學習就是學知識,孰不知我們的課程標準最為核心目標之一就是培養「邏輯思維能力」,沒有把邏輯思維能力當做教學目標的教育只能把學生「教愚」。
在如今網際網路時代,海量的知識其實是可以唾手可得。你可以回想一下上學時代所學的那些知識,究竟有多少是你現在還記得的,有多少是現在還用得上的呢?
世界著名的物理學家勞厄曾說過:「重要的不是獲得知識,而是發展思維能力,教育無非是一切已經學過的東西都遺忘掉的時候所剩下來的東西。「
如果沒有基本的邏輯思維,即便是死記硬背,其實也無法達到好的記憶效果,所有的知識就像一串串冗長的信息,我們的記憶必定負擔繁重。
怎樣才能更好的記憶?最完美的記憶方法是把現象按照一定的規律編碼記憶。這種編碼記憶的方式就是邏輯思維,它可以彌補記憶力的不足。
所以,知識的輸入和輸出都需要邏輯思考力。美國物理學家蘭姆說:你可以從別人那裡汲取某些思想,但必須用你自己的方式加以思考,在你的模子裡鑄成你思想的砂型。也就是只有經過思考的東西才會真正被吸收,繼而才能保證高效輸出。
知識的輸入和輸出過程就好比一棵樹的成長發育過程。邏輯思維就像大樹的根基,知識就像書的養料。只有大樹的根基堅固又深入,才能獲得更充分的養料,才能源源不斷的順著根基和樹幹傳輸,最終成長得枝繁葉茂。如果根基不深,或者發生了斷裂,那麼養料也無法順利到達。
02中國數學教育數學教學過於追求技巧
這幾年網上經常報導,一些出國留學的朋友抱怨「中國式教育」,其中數學是大家「吐槽」最多的學科。
「當年我們上高中的時候比那些老外微積分學得好多,考試都考的比他們好。反倒現在抽象代數,拓撲他們學得比我們好多了,越到高端的課反而思維不如他們敏捷了。我們在國內基礎數學教的很紮實,可咱們中國數學上的研究怎麼跟人家沒法比,這是為什麼?」
這就要回歸數學本質,百度百科數學的定義可知,「數學,研究現實世界數量關係和空間形式的科學。」通俗來講,就是通過現象看本質的生活常識技能,是一種生活常識的擴張。
「計算、邏輯、抽象能力」作為學好數學必翻的三座大山。邏輯能力,培養對事物分析、觀察概括與理性推斷能力。抽象能力,培養對非實質事物以及新概念的理解能力。而「刷出來」的中國式數學教育,往往更注重計算能力,另外兩項較為欠缺。所以,前期發力效果甚廣,後期「被超車」也是情理之中。
曾經上熱搜的一篇「難倒成年人的小學數學題」被各大博主轉發,一時間「中國式數學」被網友集體DISS。
網友紛紛敗下陣來,表示小學教學,尤其是數學的難度,竟然已經到了讓人瞠目結舌程度,小學一年級的數學題,大部分高中生竟然也搞不定。
不知道從什麼時候開始,「刷題速度快」、「偏題難題搞得定」被貼上了「學霸」的標籤,導致現在大多數學生和老師一直以「看出詭異的等式關係和掌握很多公式」來評定數學水平,把數學當成了炫技的能力,而不是常識。
把數學當成一種技巧,過於追求炫技,沒有注重邏輯思維,這也是中國式數學教育,最大的癥結之一。
從小學到大學中國數學一直在練技巧,比如如何計算某類型的積分,看出詭異算術關係等,這是競賽的範疇不適用於一般人,搞研究最重要的是夯實基礎不需要奧數的技巧。換句話說,炫技是街邊籃球,搞高端研究是NBA的級別。
在中國,考駕照需要學會鑽杆,繞樁,等各類技巧。可國外秉承如何安全駕駛,貫徹讓駕駛員熟知交規和交通禮儀。結果呢?中國每年車禍傷亡率相當高,因為根本不懂怎樣安全駕駛,只會見縫插針。
記得上大學數書,很多學生學不好抽象代數,書對初學者太不友好了。翻閱國外的教材每一本都上百頁,講解十分詳細,例題很少課後練習多,而且難度比中國的大。而中國書,只講解枯燥無味的定理而且講課順序零散,使新手容易誤解,認為高等數學高不可及,其實不然。大概出書人也覺得讀者不懂,放了許多本應學生動手獨立探究的練習當做例題,這樣一來剝奪人形成「黑匣子」的機會,強行刷題積攢套路。
清華大學經濟學博士、哈佛大學甘迺迪政府學院訪問學者郝景芳認為,中國教育系統有很多優點,值得鞏固紮實,但缺點在於視野狹窄,過度強調技能、鑽研題目,並沒有給技能訓練以充足思想指引,以至於學生長大之後技能優秀,但是對方向把握不足,選擇自我人生以及解決真實問題的能力有限,在世界舞臺的貢獻受到局限。
03中國數學教育的困境與出路
如果一個社會擁有普遍較高的數學水平,其科學研究和民眾素質也必然更富創造力、更具邏輯性。而面向青少年的數學教育正是養成民眾數學思維的基礎性工程。
長期以來,中國的教育體系與西方國家存在較大區別,我們曾培養出了許多數學奧賽冠軍,卻也被批評為缺乏創造性。
在2020年春季的NSR論壇中,中學、大學、研究生階段的數學教育者,以及活躍在各學科的數學工具使用者齊聚一堂,討論中國數學教育的現狀、困境與出路。
專家認為,中學數學教育受制於高考,以高考為導向的應試教育產生了一些不良影響。
首先,應試教育之下,只能是考什麼教什麼,考什麼學什麼。經過多年的實踐,中國的高考命題已經爐火純青,題量、題型,甚至題目的順序都是固定的。
所以全中國的高中都是一樣,都圍繞著同樣的題型,花大量的時間對學生進行反覆訓練,以能夠做得對、做得快、做得準,在高考中取得好成績為唯一的目標。
第二,這種訓練常常扼殺了學生學習數學的興趣。為了在高考中取得好成績,就必須進行大量、重複、機械性的訓練,最終實現條件反射式的「一看就會、一做就對」。
在這樣的訓練之下,很多本來喜歡數學的同學無法感受到獨立思考和獲取新知識的樂趣,喪失了對數學的興趣。
第三,通過應試訓練選拔出來的學生,通常後勁不足。
在高中教學中我們就發現,那些經過機械化訓練而在中考中取得好成績、考入深圳中學的學生,在高中三年中的表現普遍並不理想。
高中三年級整整一年的黃金年華是空轉的,這會影響國家未來的競爭力。
對孩子們來說,高三這一年剛好是18歲成人之前的一年,是他們記憶力最好、最容易吸收和理解知識的一年,也是他們思考人生、形成基本價值觀的關鍵時期,是一生中非常重要的歲月。
但是在這一年,全中國的學生都將他們所有的時間用於高考複習,用於反覆的機械性訓練,這會嚴重影響他們的創造力、不利於他們的未來發展,也將影響整個國家未來的創新能力和競爭力。
應試教育對於創新型人才的培養和選拔是不利的。
應試教育的優勢是培養整齊劃一的技術工人,而不是培養原創性的人才。
數學,其實是一種文化。和我們傳統意義上對數學知識的理解不同,數學這門文化有著更為豐富和深邃的內涵,是一種真理的探索精神,以及看待事物的哲學思考。
清代學者袁枚曾說:「學如箭鏃,才如弓弩,識以領之,方能中鵠。」有知識,沒有能力,就像只有箭,沒有弓,射不出去,但是有了箭和弓,還要有見識,找到目標,才能打中。
數學是鍛鍊邏輯能力的最佳途徑,可現在這種教育模式不提倡獨立思考「為什麼」(why),只崇尚「怎樣做」(how),記住公式就完了,管你為什麼。
中國的數學教育,基礎已充分足夠,那麼如何幫助孩子更好地學習,高效地吸收?
我們是不是首先應該反思的是,為什麼美國人學的數學比我們簡單,卻還能做出超級牛的東西?」
美國教育相信每個人都是不同的,在滿足基本教育要求之後就是「因材施教」。只要你肯學、想學,隨時隨地都能獲取任何領域的高深知識,沒有年級和年齡的限制。每個人的天賦都得到了極大的尊重和釋放。
矽谷的精英階層也會把孩子送去各種各樣「好玩」的興趣班,充分培養孩子的想像力、創造力、領導力、邏輯思維等等。
美國人推崇的好學生,一要看學術成績;二要看「領導力」、「對社區的貢獻」、「改變世界的願望」;三要看運動能力。學習成績並不是評判學生好壞的唯一標準,美國學校更強調培養學術、體育、社交各方面素質全面的學生。
我們以前總覺得美國的教育很輕鬆,但其實美國的好學生們課業壓力是很大的,但往往孩子們是樂在其中。借用《浪潮之巔》作者吳軍的話說,「學習一定很辛苦,但是不應該痛苦」。
在我看來,中美教育各有所長。我作為接受中國應試教育長大的學生,解題能力一流,但在挑戰和創新能力上卻有所欠缺。咱們中國的學生,若能儘量學習美國素質教育的優點,與中國的基礎教育優勢相結合,豈不是完美?
中國人在學習上花的時間全世界前三,可我們學術水平很落後。而我們還在用「外國人不會乘法口訣,1000以內加減法不會算」來掩蓋數學上的弱點。
數學普及教育並沒有把精髓傳授給大眾(大部分人是數學平平的百姓),而研究教育又尚無領軍成果。所以,數學可能是中國教育最失敗的學科之一。
當然,這不是老師和學生的錯,只是我們還未探究出好的學習方式,不犯錯誤不會知道什麼是正確的。矛盾地說,最正確的學習辦法數學專業人也不清楚。但我肯定,至少現在的方式不恰當。
我希望中國的數學研究能夠崛起,因為我期待學到一個以中國人命名——名留青史的定理。
參考文獻:趙維傑,從取消高考選擇題改起!學者熱議中國數學教育的困境與出路