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林群院士
本文是由中国科学院院士林群在2009年中国数学奥林匹克竞赛上所做的报告,并在湖南省教育厅沈建春主持的著名论坛上发表。虽然这是一篇很老的文章,但我们还是觉得对今天的父母有一定的借鉴意义。
正如林群院士在文章中提到的:我们培养学生不仅要证明,还要发明,不仅要解决问题,还要提出问题,开拓新的问题。这样不仅能在国际奥运会上保持好成绩,还能培养出世界一流的数学家。
文章转载自微信公众号“彭宇成谈数学”
文|林群(中国科学院院士,计算数学专家)
中国奥运选手太专注于初等数学
学不会现代数学方法
奥运会就像奥运会一样。我们一直在寻找种子,专注训练,取得了巨大的成功。这是一个成功的经验,我们当然要继承。然而,通过采用这种培训方法,我们取得了很多成绩。我们的老师和学生太努力了,专注于初等数学,培养借助初等数学解决数学难题的能力。花了那么多时间在上面。他们注重对初等数学的技巧和方法的掌握,几乎所有的题都做了,这样拿到就不用多想了。
我认识一个奥运冠军。他说几何题难做,几何题画辅助线难。不过,他很有经验。他带来了问题,然后画了几条线,看哪条像。一般来说,他会在转换后提问。这是一个基本方法。熟能生巧。这当然是很强的能力。我很佩服,但我觉得这还不够,因为在现代。
我们的奥数人把精力集中在初等数学上,养成了不学习现代数学方法的习惯。这些学生有很强的初等数学技能。他们认为高等数学太简单了。谁不会微积分?我只是想用初等数学来做你能用微积分做的题。这是我的能力。微积分好像没有水平。恐怕我们教育部门也有责任培养他们对主流数学的理解。虽然我们学不了很多数学,但是很多初等数学都包含了主流数学的影子,这方面要注意。
回顾改革开放的时候,中国恢复了奥运会。当时华先生是主席,我们都参加了华先生领导的这个委员会。当时华老师给中学生的题都是取自会用一辈子的题。华先生说:他的问题在未来的大学和工作中是有用的,而不是在这个问题上考验学生。我记得很多老师都说这不可能。这些问题太容易了,无法测试学生的水平。华先生说:“学生只在考试中遇到你问过一次的难题,他们一辈子也不会用,这对学生的成长不利。".华先生提出了一个极端的问题,像一个谜语,没有人能做到,但有什么意义呢!
华先生以陈景润为例。如果你当面问陈景润一个问题,他答不上来,因为他没有做竞赛题,但是三天之后,他给出的答案比谁都深刻,学数学竞赛题的可以当场回答,但是没有多大意义。华先生也举了一个例子。他最崇拜的苏联数学家之一,也反应迟钝。你问他,他回答不了,过几天他想的比你深刻多了。
数学家陈景润
奥林匹克金牌和伟大的数学家
差异是一种提问的能力
我记得听陈省身先生讲过如何培养数学家,第一,接受良好的教育,第二,努力,当然还有自己的才能。因此,我们必须对他们进行良好的教育,培养他们不仅是解决难题的大师,而且是创造发明的伟大数学家。
在教育方面,这里有很多成功的经验。例如,陶哲轩在高中学习了很多高等数学。HKUST初中班也有一些学生,他们年轻的时候看过微积分。教练如何把高等数学的思想引入,让学生不仅能把问题做好,还能和未来的前沿数学很好的衔接,值得探讨。
这次也遇到了香港教育局的李小姐,她说香港也是这样。因为香港地处东西方文化交汇的桥头堡,一方面香港受中国传统影响,非常重视我们的培养方式;另一方面,香港受西方影响。他们认为中学生解决问题是可以的。学生不提问,不提问,问题就大了。
一般来说,数学家不仅解决问题,还会提问。许多数学家认为提问比解决问题更重要。我们培养学生不仅是解决问题的专家,而且是提出问题的专家,不仅是证明,而且是发明。数学要先发明再证明,证明其次。
我经常和中学老师讨论这个问题。平面几何大家都很透彻,比如三角形内角之和是多少,学生不需要考虑,只要画一条平行线就行了。但是,从来没有人问过这个定理是怎么发明的。没有这个定理,怎么看待这个定理?这个定理是先发明的,然后问怎么证明。
毕达哥拉斯定理是众所周知的,证明起来非常困难,但对于奥数人来说,却是普通而容易的。不过我和老师同学讨论过勾股定理是怎么发明的。他们从来没有想过这个问题。他们认为知道勾股定理是如何证明的就够了。为什么要问它是怎么发明的?其实勾股定理的关键在于发明,先发明再证明。
用有趣的方法证明勾股定理
吴文俊倡导机械化的证明。所以我们在训练学生的时候,尤其是我们的教练最有经验的时候,一定要注意训练方法。我们培养学生不仅要证明,还要发明,不仅要解决问题,还要提出问题,开拓新的。这样不仅能在国际奥运会上保持好成绩,还能培养出世界一流的数学家。
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