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你为什么觉得数学没有用?因为它是门艺术,不是技能

 练练r5fjb6bpvd 2019-12-15

周末了,和大家闲聊一下。

前些天,和一位朋友在咖啡厅闲聊的时候差点吵起来,原因之一,是关于对儿童数学教育重要性的不同看法。作为学了半辈子数理化的理科生,对自然科学的皇冠——数学的憧憬可谓是深入骨髓的。因此当听到:“数学没那么重要,我数学学得很差,也没影响我现在的工作生活,我又用不到”之类的话,基本是怒发冲冠,忍不住争了起来。

而等冷静下来,仔细想想,对方似乎说的并没有错。我们上学时,尤其是高中大学所学的数学,有多少能在日常生活中用得上呢?是微积分?三角函数?还是因式分解?绝大多数人无论是工作还是生活其实都用不上,所以说我们上学学那么多数学没有什么用,也并不算错。

那如果数学真是我们生活用不上的技能,为什么我们要学数学呢?

因为数学不是一种技能,而是一种艺术。

这是美国的数学教育工作者 Paul Lockhartzai 《A Mathematician's Lament/一个数学家的叹息》中提到的观点。他认为学校数学教育是走进了一个错误的方向,教育主要内容变成训练各种数学计算的技能,而非数学本身。

不仅仅是我们,所有关注数学教育的教育工作者和家长们,不管是中国还是欧美日,其实都在纠结同样的矛盾:但当学生离开学校,进入工作岗位之后,却发现,学校中教的数学,在工作中几乎都是用不到的。尤其是在互联网时代,大部分计算工作也都可以用计算机或其他工具辅助。那为什么要学习一个几乎在未来工作中很可能用不上的数学呢

数学是人类去接触理性世界的一个窗口。比如我们在学几何的时候,首先学的是点,这是整个欧氏几何的基础。那点是什么?点是一个只有位置,没有大小的图形,是一个0维的对象。换句话说,任何我们现实中能接触,能看到的“点”,我们在数学课上点过的点,都不是点,因为他们都是有大小的。

点之后是直线的概念,直线是什么,直线是由无数个点组成的1维对象,没有宽度,而向两端无限延长,长度无法度量。这同样是在三维现实中无法真正存在的概念。

事实上,不仅仅是点、线、面,数学所讨论的几乎所有问题,都是仅仅存在于我们大脑中的抽象概念。

而这种思考抽象概念的能力,是人类作为万物之灵最特殊的能力之一,也是人类文明发展的基石。以数字为例,1-9的出现非常之早,但数字0却远远晚于其他,这就因为0是一个只存在于抽象思维中的概念。但0的出现,却意味着人类文明登上了一个新的台阶。

所以如果我们把数学作为一种技能,那未来一定会失望,因为能成为数学家,或者工作中需要高超数学能力的人,一定是很少数。但学习数学的意义,并不在于日常计算使用,而是因为它是所有理科的基础,是理性思维的基石。

就像我们让孩子学习绘画,去欣赏音乐,并不是就是为了让孩子成为画家和音乐家,但他们从这些学习的过程中所得到的收获,将会伴随他们一生,培养他们的审美观甚至人生观,这对于他们未来从事任何工作都有帮助。

而数学也一样,良好的数学思维模式将会帮助孩子建立理性思维,对对数字对形状的敏锐感知,帮助他们,无论他们未来走向怎样的人生。

话说回来,这种纠结本身说明了我们现实中遇到的“数学没有用”的纠结,其实并不是因为数学本身的问题,还是回到那个老常谈的事情上:因为学校数学教育的根本是应试,而考试的目的则是选拔。因此在数学教育上,基本上从小就偏重“技能”化,简单化和直接化 —— 如何能训练孩子具备能最快最好最直接得到正确答案的方式,能最有效率的在规定时间内准确答卷的能力。

在孩子学习一个艺术类项目的时候,我们都知道,最根本最重要的培养,是建立孩子的兴趣。这是为什么我们在学音乐的时候先去听名曲,学绘画的时候先欣赏名作,学文学要看自己喜欢的书。但我们学数学的时候,却完全跳过了这个阶段,往往是先从“1数到10”,然后加减法,九九表......

如何能让孩子最快的学会数数,学会四则运算,似乎是家长到老师,所有教育者最关注的事情。其实我们自己也有时候难免有同样着急的事情,比如看到有初小的朋友做应用题算不清楚,就恨不得马上教他们方程式。

但这种追求效率的教学方法,对于提高答题速度和准确率,是很有效的,但对于培养数学思维基础,却并不是最好的方法。数学并不是公式,而是一种将复杂的世界理想化的艺术。

那如果我们不那么着急,其实数学可以用更有趣的方式来教育。比如我们应该都做过这样一道题:“为什么在三个角都在圆周上,以直径为一边的所有三角形都是直角三角形?”

正规的解题方式,是链链这样一条虚线,然后分割出来的两个三角形都是等腰三角形,所以......balabala就是直角了。

但其实上还有很多种更有趣的解法,比如把半圆旋转180°,拼成一圆,两个三角形变成一个矩形,自然就是直角了。(因为是180°,所以是四条边对应行的平行四边形,而两条对角线都是直径,对角线相等的平行四边形就是矩形啊

我们在数学教育中,习惯性的“效率优先”,往往忽略了告诉孩子“为什么”,也忘记了用不同的方式去引导孩子思考公式背后的数学艺术。

比如如果我们把都背过(A+B)2=A2+2AB+B2的公式,转换成如果用图形来说,其实看上去就要美好很多。

而当我们知道(A+B)2=A2+2AB+B2,那用下面这个图形,就又可以知道,从一个边长是A+B的大正方形下面,抠掉4个加起来面积是2AB的三角形,剩下的就是一个面积为A2+B2的正方形,而这个正方形的边长是直角三角形的斜边C。这就是勾股定理的一个很著名的解法。

数学很有用,但是如果我们把数学当做一种技能来训练,那孩子的未来极大可能性也会和我们一样,陷入“为什么学了这么多数学却用不到”的疑惑中。

可惜的是,我们即便知道以“效率”为目标的学校数学教育本身有问题,但在目前的环境下,是不太可能有机会去改变它的。最麻烦的是,这种教育模式不仅很难建立孩子对数学的兴趣,相反,却可能在大量重复、枯燥的训练中,消耗孩子原本对数学已有的兴趣。

这是我们为什么总在啰嗦,念叨家长应该注意在学前,在家中以培养兴趣为目的来进行和数学有关的活动学习,而不是“训练”,数数,做加减法。尤其是在进入学校系统进行数学训练(嗯,觉得这个词可能要比学习更准确)之前,尽量多培养孩子对数学的兴趣,和对数学直观认知的基础。

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