學數學要大量做題嗎?史寧中校長談數學的七個問題

2020-12-04 騰訊網

轉自 史寧中

和樂數學

2018-05-24

史寧中,東北師範大學資深教授,博士研究生導師,國內著名數理統計學家和教育家,義務教育數學課程標準修訂組組長,普通高中數學課程標準修訂組組長,教育部中小學教材審查委員,曾任國務院學位委員會學科評議組成員、教育部科學技術委員會數理學部委員、中國概率統計學會副理事長、東北師範大學校長。

數學在某種程度上是一個工具。通過數學,來研究別的事情。在本質上數學研究三類問題:一個是研究數量的問題,一個是研究空間圖形的問題,還有一個研究隨機現象。就是有的事情可能發生,也可能不發生,這樣的問題。數學也進行研究,作為研究這三類問題。隨著社會的發展,數學的應用就越來越廣泛了,在我們的日常生活中幾乎隨處可見,而且學習其他學科的時候,也要更多地用到數學。

一、數學專業學些什麼呢?

一類是分析類的,比如像在大學中學習的微積分、實變函數、泛函分析這樣的一類課程;還有一類跟圖形有關的,比如拓撲學、微分幾何這樣的一類課程;還有一類就是研究隨機現象的課程,比如概率論,就是一件事情可能發生,也可能不發生,發生的可能性有多大,比如今年的GDP增長,跟去年的GDP之間有什麼關係,我們如何預測一件事情;還有,比如像衛星、反飛彈,如何一個飛彈過來,這個飛彈怎麼打上去,這樣的一類課程。

二、數學思想主要有哪些?

數學思想,我認為有三個:抽象、推理和模型。數學是把現實生活中的一些東西抽象到數學內部來,而數學內部的發展則完全依賴假設和推理,然後再藉助模型把數學的結果應用到外部世界。抽象只是針對兩種情況,一是數量和數量關係;二是圖形和圖形關係。抽象之後的東西是如何存在的呢?這就是哲學問題,我稱之為「抽象的存在」。我用這個道理來解析形而上和形而下。其中的「形」是什麼?我認為就是抽象的存在。

什麼是抽象的存在呢?就是當你看到了足球,看到了桌球,就會想到圓。但是,如果沒有足球,沒有桌球,你腦子裡仍然有個圓,而且你能畫出這個圓來。這個圓絕不是簡單的複製,因為現實的圓是三維空間的,而在紙上畫的圓是二維空間,所依賴的頭腦中圓的存在就是抽象的存在。我認為,古代先哲所說的形而上的「形」就是這種抽象的存在。為什麼要在形而上和形而下之間構建一個「形」呢?因為形而上的「道」太遙遠而不可及,形而的「器」太具體而不可信。

推理有兩種,演繹推理和歸納推理。研究演繹推理時,我非常想知道中國古代先哲是如何思考問題的,他們思考的邏輯是什麼。我苦思冥想老子的「道」是什麼意思,孔子的「仁」到底指什麼。後來,突然想到老子說的「道」,孔子說的「仁」,也許只是認識問題的出發點,即「道」就是好的,凡事需從「道」出發,與西方哲學一樣,出發點本身是不用討論的。這或許就是老子所說的「道可道,非常道。名可名,非常名」的真正含義。而對於具體的事物,就可以用這個出發點「道」來進行判斷。

相比西方哲學,中國古代哲學中沒有演繹推理,是一種更實用的哲學。演繹推理是從大命題走向小命題的推理,因此不能用於發現只能用於驗證。那麼,中國古代沒有演繹推理,許多事情是怎麼推理出來的呢?我認為是分類,藉助的思維方法是歸納推理。《繫辭》中說物以類聚。孔子說「仁」,把「仁」分為許多類。大概可以認為,中國古代哲學最高層次的是「道」,其次是「仁」或「德」,再往下是「禮」,「禮」都不在了,整個社會就崩潰了。

三、學習數學對一個人的發展有多大好處?

你不一定是一輩子都從事數學的研究,比如你從事經濟學的研究,你習慣於定量分析的話,那你有較好的數學知識就很好;比如對於生物學的研究,如果你對基因的遺傳規律感興趣的話,那你可以學習數學知識;比如對於物理,物理中更多的量化的事情,要感興趣的話,那你學習數學。數學是一個基礎性的學科。

對於一個學生。你希望進行習慣於理性思維,並且希望以後進行一些理性思維的話,學習數學當然有很大的好處,一方面他學會了計算,還有一方面學會了比較邏輯的思考問題,這個是很有用的。

四、如何讓孩子對數學產生興趣?

讓孩子產生興趣,你就得有有趣的問題,讓他這個問題解決過程中,感覺到一些樂趣,這個是大概是很重要的問題。你看這個孩子對什麼樣的問題感興趣,比如這個孩子喜歡音樂,那你就知道,這個音樂跟數學什麼關係呢?這個時候,非常有趣的故事了,就是傳說,古希臘的一個叫做畢達哥拉斯,這麼一個大數學家,他經過鐵匠鋪的時候,就發現有的鐵匠鋪敲的聲音非常好聽,有的鐵匠鋪不好聽,他就進去研究,後來發現,錘子的重量之間成比例的就和弦,要不然就不和弦,然後他就創造了音樂,音樂就是這個弦拉的一樣緊,這個弦之間成比例關係的話,敲出來的就(和弦),要不然就不(和弦),所以現在的胡琴什麼的,都是這麼樣創造出來的,這就有很有趣了嘛。根據孩子具體情況,提出具體的問題,引導他,這是很重要的。

五、學數學要做大量的題目嗎?

學數學不做題是不行的,但是大量做題也不一定是必須的。因為你做的每一道題是經過思考得到的是很重要的,而不是靠訓練得到的,所以我倒是建議做一個題做的稍微難一點。只有稍微難一點的題,你才能經過認真地去思考,不要做個題10分鐘,20分鐘都能做出來,有時候你做一道題,用一天或者兩天時間,做出來的時候,你會突然感覺你明白了很多事情。但是現在的高中階段這個老師教學中,我總是批評有的老師就是,兩個小時做出來的時候,你恨不得馬上就把答案告訴學生,其實不一定這樣,你可以讓學生很認真地去想。只有經過學生思考之後,學到的東西才是他自己的,要不它永遠是老師的。

有人認為,數學家整天計算做題。數學家不一定整天計算,不一定是做題,他在很多時間是在思考,根據現實的情況來構造一個模型,來解釋這個現象,這是很有趣的一件事情,然後在這個模型之後,求解的過程中才是做題。

六、研究數學,最大的樂趣在於什麼?

最大的樂趣,就是有時候研究一個沒辦法解決的事情,後來你突然想出來一個辦法,把它解決掉了以後,用起來很好用的時候,你會感到非常高興。就是前一段時間,來解決一個叫做市長公開電話,就是市民給市長打電話,打完電話之後呢,接聽員聽了之後,希望通過計算機自動分類,說這件事情是哪個區處理的,這個事情是公安局處理,這個事情是民政部處理……這樣的事情。用計算機能不能處理這件事情。一開始覺得沒有辦法,後來想出來一個辦法,把這件事情處理了。而且計算機會自動學習,原來解析度是60%多,越來越好,越來越好,現在90%多了,這個時候你會感覺非常高興。就是數學,剛才我們談到了,數學是應用非常廣泛,比如現在網頁搜索,這些東西底下都是數學。

七、學習數學最重要的是什麼呢?

我給學生們的建議有兩個,一個是要有興趣,你在學習的過程中,特別是克服了困難過程中,你感到樂趣這是很重要,因為興趣是學習的最根本的動力。還有一個學習數學要會思考,尤其剛才說的希望理性思維,這樣的才適宜學數學

精選留言

默沫

15

從學生的趣味點入手,展示數學的魅力,是激發學生興趣的關鍵。老師需要知道學生的趣味點,需要知道數學的魅力。老師們,你們做到了嗎?努力啊!

蔣雲鵬

7

學數學要有興趣,會思考,這是沒有疑義的。而怎樣才能有興趣會思考呢?我主張從形象化入手,重視具體形象到一般抽象的過程,充分調動學習者的感官(視覺 聽覺 觸覺 嗅覺),對於絕大多數沒有系統的數學觀念方法的人來說,思維活動都是由於感官信號的刺激而發生的。

不願意透露姓名的小瑞老師

6

想告訴熱評第一的,作為一個數學老師,我覺得我在努力做到

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5

如果學生愛講話,睡覺,打架,有如何把他和數學聯繫在一起呢?

無窮之旅

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從我接觸的情況,偏激一點來說的話,我覺得有些老師自己都沒得到樂趣(更別說目前的評價體系帶來的負能量),都習慣於死做題,又怎麼能通過教學讓學生感興趣呢~~問題不在於「要培養學生興趣」這樣的理念,而在於如何提高教師的專業素養(當然還有其他的)~~

G.X

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