奥数常见的几个问题(那些关于奥数的问与答)
奥数常见的几个问题(那些关于奥数的问与答)有些问题,例如较复杂的应用题,若用初中知识不难解决,也不能塞进小学奥数。以此类推,若用高中知识容易解决的问题,也不应塞进初中奥数。还有,把高年级或者高学段的知识“下移”,例如在小学讲排列组合公式,也并非奥数。加法原理、乘法原理可以在小学课外讲,因为有趣而且不难,但硬将高中知识搬到小学,并不合适。就像小学生跑步,一般不宜距离太长,跑马拉松得等身体更成熟些。奥数同样如此,过分下移的知识不是奥数。奥数是奥林匹克数学的简称。奥数不是脑筋急转弯。比如,树上有10只鸟,一枪打死1只鸟,树上还有几只鸟?这样的问题,不是数学,也不是奥数。当然,奥数只是数学的一个部分。通常教材中的数学内容也不是奥数。奥数应当是数学中最有趣、最需要思考、最能体现创造性的内容。奥数也往往有深刻的背景与卓越的思想,比如图形一笔画的问题。解答奥数的问题,需要的知识并不多,更需要的是能力,如阅读能力、理解能力、解决问题的能力……奥数
今年7月,第63届IMO(国际数学奥林匹克竞赛)在挪威奥斯陆举行,中国队以252分的成绩获得团队总分第一名,且六名队员全部满分。去年,中国也获得团队总分第一,并且获得全场唯一满分。
奥数流行已有多年,但也始终伴随着诸多误解和责难。不少人质疑,既然中国队在IMO中屡获金牌,为什么至今没有人得菲尔兹奖?奥数也在社会上遭来过众多批评,即认为奥数与升学挂钩,增加了学生负担。
那么,奥数到底是什么?我们究竟需要怎样的数学教育?知名数学教育家单墫等学者给出了他们的看法——
公众对奥数的很多误解与责难,往往是由于不明白奥数是因什么而产生的。
奥数是奥林匹克数学的简称。奥数不是脑筋急转弯。比如,树上有10只鸟,一枪打死1只鸟,树上还有几只鸟?这样的问题,不是数学,也不是奥数。
当然,奥数只是数学的一个部分。通常教材中的数学内容也不是奥数。奥数应当是数学中最有趣、最需要思考、最能体现创造性的内容。奥数也往往有深刻的背景与卓越的思想,比如图形一笔画的问题。
解答奥数的问题,需要的知识并不多,更需要的是能力,如阅读能力、理解能力、解决问题的能力……奥数的问题应有一定的竞争性,这样才能激发学习兴趣。而竞争性的题当然较有难度,但是看到答案,又觉得其实不难,是可以做出来的,只是有那么一层窗户纸未能被捅破而已。总之,就像悬在头上的苹果,得踮起脚才能够到。
还有,把高年级或者高学段的知识“下移”,例如在小学讲排列组合公式,也并非奥数。加法原理、乘法原理可以在小学课外讲,因为有趣而且不难,但硬将高中知识搬到小学,并不合适。就像小学生跑步,一般不宜距离太长,跑马拉松得等身体更成熟些。奥数同样如此,过分下移的知识不是奥数。
有些问题,例如较复杂的应用题,若用初中知识不难解决,也不能塞进小学奥数。以此类推,若用高中知识容易解决的问题,也不应塞进初中奥数。
搞奥数的目的是什么?
搞奥数的目的很清楚。首先是发现有数学天赋的人才,加以培养。
从菲尔兹奖获得者的情况来看。2000年后,菲尔兹奖的14位得主中,至少8位在IMO中得过奖。如澳大利亚的陶哲轩、越南的吴宝珠、英国的高尔斯(Timothy Gowers)、俄罗斯的佩雷尔曼(Grigori Perelman)、法国的拉福格(Laurent Lafforgue)、伊朗的米尔札哈尼(Maryam Mirzakhani)等,都是IMO的奖牌获得者。其中,舒尔茨(Peter Scholze)真是天才,连续参加四届IMO(2004年至2007年),先后获得一银三金。舒尔茨在硕士毕业时写的论文创建了一种新的理论,因而直接获得博士学位,后来成为波恩大学教授,先后获拉马努金奖、克雷研究奖、柯尔奖、奥斯特洛斯基奖、费马奖、莱布尼茨奖、欧洲数学会奖等大奖,并于2018年获四年一颁的菲尔兹奖。
当然,有数学天赋的人不一定都从事数学研究。因为他们面对的世界很广,而数学研究只是一方天地。IMO选手有很多从事数学研究,如颜华菲、高峡、王崧、恽之玮、姚一隽等,也有很多转入其他行业,如从事软件开发的李平立、蒋步星等,从事金融业的库超、张朝晖、姚健钢等,更有从事奥数教育的,如王锋、邹瑾等。
搞奥数的另一个目的是普及数学。因为奥数,数学方面的书籍增加了很多,还有很多数学期刊,如《中等数学》等,也随着奥数繁荣,促进了数学的传播。奥数还促进了数学教材的改革,不少数学教材中引入了奥数的问题,特别是教材中的思考题或“想一想”等内容。数学教师的数学水平更因奥数得到提高。
数学竞赛只是入门?
国际数学家大会每四年一次评选出数学研究工作出色的、年龄不超过40岁的数学家(通常不超过4名)授予菲尔兹奖。数学研究与数学竞赛相差很大。可以说,从事数学研究的是专业选手,参加IMO的只是业余选手。IMO选手只有中、小学生,他们通常还要上四年大学,再读研究生。这才进入研究工作。
更重要的是,数学研究需要创造性——独一无二的创造性。
做IMO的题目,当然也需要创造性,但那些题目都是别人拟就,并且已有现成解答。而从事研究,往往需要自己去寻找问题,更要寻求一条从未有人走过的路径去解决问题。
IMO解题固然需要时间,而做研究花几千个小时,甚至赔上一生也未必能有结果。比如,数学家张益唐在六十岁才出成果,没有成功的数学研究者远比成功的多得多。可见,做研究,要熬得住寂寞,长时间的寂寞。在数学的象牙塔里待久了,不免会觉“蓬莱宫里日月长”“世界那么大,想出去看看”。于是,很多人与数学研究拜拜了。而且,人各有志,数学研究未必需要太多的人。所以很多人尤其是我国IMO选手,不从事数学研究,而去做其他事,这也无可厚非。
当然,数学竞赛与数学研究并非毫无关系,它们之间肯定是正相关的。数学竞赛的问题,虽然是已经解决的问题,但对年轻人来说是很好的练习,就像学徒一样,先学习前人的思想、方法,逐步提高。数学竞赛就是提高的基础。人的创造能力,未必都是天生的,多半是一步步从小的创造开始,到中等级别的创造,如果努力,又有机遇,也许会有大的创造。数学竞赛是一块试金石,培养了兴趣、毅力,提高了眼界,养成了对数学的品味,将广袤的数学天地展现在年轻人面前。
当然,竞赛只是入门,后面的“修行”需要很长很长的时间。其实,我国IMO选手有不少从事数学研究,而且也取得不少成就,从事数学研究、获得成果的人不少也都参加过数学竞赛,学过奥数,如许晨阳、何旭华、倪忆、袁新意、肖梁、余君等。其中有多人成为各自领域中的砥柱,得过各种奖,如恽之玮,就获得过拉马努金奖。或许,在不久的将来,我国就有人获得菲尔兹奖。此外,从事其他行业的也有多人取得不俗的成果。
我国至今无人获得菲尔兹奖的一个原因或许与缺乏名师有关。美、俄、法、德等数学强国早就有多人获得菲尔兹奖。就是日本,也先后有小平邦彦、广中平祐、森重文等三人获得过菲尔兹奖。有名师,自然易出高徒。而从我国数学的情况看,多年来,我们的发展远远落后于世界先进国家,要赶上去当然需要相当长的时间,不可能一蹴而就。
在此背景下,数学竞赛的兴起,有可能为中国数学赶超世界先进水平创造出良好的条件。数学研究是一座金字塔,不仅需要顶尖的人才,也需要各个层级的人才。目前中国的数学竞赛正为各个层级提供了不少人才,顶尖的人才应当就在其中。
相信时间会证明这一点,但不能操之过急。一旦中国有了一流的导师,一流的人才就会不断涌现。
为什么有一些人反对奥数?
确实有一些人反对奥数,不一定很多,没有做过统计。反对奥数的原因,恐怕不尽相同,得由他们自己作答才更准确,我只能根据一些言论揣测他们的想法。
反对的人中,大部分是人云亦云,赶时髦、随风倒。甚至还曾经看到一名高分考生也与奥数划清界限,说自己从未学过奥数。结果有人搜索,发现她不但从小上奥数学校,而且还在竞赛中得过奖。
有一次,我见到一位不很熟的朋友,他对我说,“对不起,昨天我又骂奥数了。”当然,我本人不等于奥数,骂奥数并非骂我,用不着说“对不起”。但这位朋友是书法家,显然不懂奥数。在骂奥数的人中,这样的人比例不小,他们在学生时代不喜欢甚至厌恶数学。年龄大了,就把对数学的恨意发泄到奥数上。
更有些家长,因为不会做家中小孩的奥数题,觉得太丢面子,于是也加入到骂奥数的人中。
其实数学恰恰强调不要盲从,要怀疑,要思索。即使是师长或权威的话,也要看看能否证明是正确的,确凿无疑的方可相信。
有人举出几位数学家,说他们也反对奥数。
一位是陈省身先生。他说过,“对于研究,数学竞赛的题目都不是好题目”。陈先生的话没错,研究需要创新,而竞赛题都是别人做过的,当然不能作为研究的问题。反过来,已有结果的研究问题,倒可以取出其中的初等部分作为竞赛题。
但陈省身先生从未反对数学竞赛。相反,他听到我国连续在IMO中夺魁的消息总是非常高兴。
另一位是华罗庚先生。有人撰文说华先生曾经因为支持竞赛做过检查。而事实恐怕正好相反,华先生一贯支持竞赛。1978年的数学全国联赛就是他亲自组织,并亲自做报告、讲解答。
第三位是丘成桐先生。丘先生的确抱怨过手下有几个人奥数得过奖,但研究能力却未必突出。然而,这只表明竞赛与研究是有区别的,并不表明丘先生反对数学竞赛。随着很多金牌选手获得菲尔兹奖,丘先生似也不再继续抱怨了。
小孩子要不要学奥数?
近年来,奥数与升学挂钩,一度成为奥数的一条“罪状”,其实,这也十分可笑。因为与升学挂钩,需要一定的权力。至少是一校之长或某教育部门的负责人才有此权力,奥数哪里有呢?所以,奥数显然不该承担这一罪名。
当然,有不少中学或大学看重奥数成绩,愿意优先录取奥数的获奖生。这是因为奥数获奖的学生确实优秀,而且奖牌可靠。奥数声誉好,是光荣,不是罪过。
说到学生负担,称一下书包就清楚:学生们的负担太重了!这些年,小升初的考试取消了,但小升初、初升高、高中升大学的政策却常常变动,令学生、教师、家长均摸不着头脑,不知该怎么做为好。学生并不怕考试,而是怕不明白的考试,不知考什么。张景中院士说得好:“如果平时学得多,考得少,负担就轻。反之平时学得少,考得多,负担就重。”因此,在我看来,奥数与学生负担的加重毫无关系。
那么,到底要不要学奥数?这应当由学生自己决定。如果有兴趣,就可以学。如果学了一段时间,兴趣没有了,也可以停止不学。家长不需要强迫孩子学奥数。
学奥数当然有好处,可以拓宽眼界、培养能力(如观察、猜测、推理、论证的能力)。但通常学奥数,应当是数学学习较好的学生,至少应该是学校里的数学学得还可以的学生。有些家长因为孩子数学差,逼他去学奥数,那是不对的,不能把奥数学习当补习。不过,也有数学并不太好的孩子去学奥数,也许会发现自己在数学学习方面同样也很有潜力。
有些家长与学生一道学奥数,这是值得提倡的。一是学习可以增进亲情,知道进度与难易。最使我感动的是有七十多岁的爷爷与孙子一起学奥数,其实老人学小学奥数是避免阿尔兹海默症的好方法,这一点在日本等国家都得到证实。
还有人问,中国有很多年在IMO中团体第一,但为何一度失去了头把交椅?
首先,奥数是一种比赛,比赛总会有变化,不可能永远占据第一,所以得第二或第三也正常。亚洲国家与地区的IMO成绩突飞猛进也是有道理的。东亚受儒家文化影响很深,历来重视学习。但近几十年,我们的一些教育家受西方教育思想的影响,放弃了传统的教、学方式,其结果是教学质量下降,优秀学生没有获得应有培养,较差的学生仍然较差。
但是,可以发现,韩国已率先扭转这种局面,重新提出实施精英教育,努力提高教师的专业水平,不少数学家也参加奥数的指导。日本也已在纠正宽松教育。
我认为,还是孔子的因材施教理念正确。对不同的人,应施行不同的教育,让他们各自发展自己的长处,获得不同的发展。数学同样如此,奥数也可以说是一种英才教育。
而且,数学家对于数学教育的参与非常重要。从奥数来说,数学家的参与,使得奥数的质量与品味有很大的提高。学生们受到熏陶,对数学的内容、方法、意义有了更深入的理解,有的学生从此立志当数学家或科学家。
作者:单墫
编辑:姜澎