菲爾茲獎、日本學(xué)士院獎、日本政府文化勛章得主,日本數(shù)學(xué)大家——廣中平祐講述獨特的“可變思考”法,呈現(xiàn)數(shù)學(xué)家理解“復(fù)雜”與“變化”的巧妙視角。
創(chuàng)造與靈感的心血力作,用數(shù)學(xué)探索創(chuàng)造性思維的本質(zhì)與根源。
本書為日本數(shù)學(xué)家、菲爾茲獎得主廣中平祐的思想文集。書中以“創(chuàng)造性思維”為線索,講述了作者在數(shù)學(xué)研究中總結(jié)出的思考模式——“可變思考”,并在問題的發(fā)現(xiàn)、提出、整理、轉(zhuǎn)換等方面作了具體闡述,讓讀者了解數(shù)學(xué)家獨特的多維度思考方法。
同時,本書還對日本數(shù)學(xué)教育中的問題作了分析,提出了學(xué)校教育、親子教育中培養(yǎng)創(chuàng)造性思維的原則與方法。
來源 | 《可變思考:數(shù)學(xué)與創(chuàng)造性思維》
作者 | [日]廣中平祐
譯者 | 佟凡
摘自 | 孩子對算術(shù)的厭惡中包含著驕傲
乘法和分?jǐn)?shù)是孩子討厭數(shù)學(xué)的起點
經(jīng)常有學(xué)生的母親來問我:“孩子討厭數(shù)學(xué),該怎么辦?”我每次都會告訴她們,孩子不擅長數(shù)學(xué),說明孩子的大腦發(fā)育得很健康。這并不是諷刺,也不是標(biāo)新立異,因為在生物界中存在一種現(xiàn)象,越低級的生物數(shù)感越強,越高級的生物數(shù)感越弱,具體原因我會在后文中解釋。
在進(jìn)入本節(jié)的話題之前,請大家想一想:孩子究竟為什么會討厭數(shù)學(xué)?原因當(dāng)然多種多樣,其中之一在于教的人。最重要的原因在于數(shù)學(xué)老師自己對數(shù)學(xué)沒有興趣,所以無法將數(shù)學(xué)思維的趣味和愉快之處傳達(dá)給孩子。

我在第 3 章中已經(jīng)說過這一點,在這里就不重復(fù)了,我認(rèn)為孩子們最初討厭算術(shù),應(yīng)該是從乘法開始的。
舉例來說,現(xiàn)在有 5 列蘋果,每一列分別有 5 個蘋果,一共有多少個蘋果呢?孩子會把蘋果一個一個加起來,得到答案 25個,而大人們卻讓他們背誦乘法口訣,記住要用“五五二十五”計算出 25,所以孩子們心中會萌發(fā)出討厭數(shù)學(xué)的想法。
因為讓孩子理解把蘋果一個一個加起來絕對沒問題,可是在孩子們的日常經(jīng)驗中,并沒有 5 個乘以 5 個能得到 25 個的概念,所以他們不明白其中的含義。如果老師能告訴孩子這是因為一共有 5 列蘋果,2 列是 10 個,4 列是 20 個,所以 5 列是 25 個,而不是讓孩子死記硬背“五五二十五”的話,孩子理解乘法的含義就會容易得多。

而在乘法上遇到的困難,與將孩子們推向討厭數(shù)學(xué)的境地的分?jǐn)?shù)相比,不過是小菜一碟。
一位女性評論家畢業(yè)于東京大學(xué)物理系,她的女兒今年并沒有太努力復(fù)習(xí),就順利考上了東京大學(xué),所以有人問她給女兒使用了什么樣的學(xué)習(xí)方法。這位評論家說她完全采取放任的態(tài)度,從來沒有為女兒的學(xué)習(xí)操過心。只有一次,女兒上小學(xué)的時候說自己不懂分?jǐn)?shù),于是她耐心教會了女兒分?jǐn)?shù)的乘除法。她的話讓我恍然大悟。
孩子確實能從平時分享水果的過程中,理解什么是 1/4 個蘋果、什么是 1/5 個蘋果。但是,一旦說到 1/4 的 1/5 是 1/20,也就是說將兩個分?jǐn)?shù)的分子和分母分別相乘得到 1/20,很多孩子就已經(jīng)跟不上了。

因為這種解釋方法的背后沒有日常經(jīng)驗的支撐,所以孩子們無法理解這種情況。很多孩子都是在不理解含義的基礎(chǔ)上,機(jī)械性地記住要把分子和分母分別相乘的。
脫離現(xiàn)實生活中的物品的數(shù)的抽象概念本身與現(xiàn)實已沒有交集,所以抽象與抽象疊加后,大多會讓孩子變得討厭數(shù)學(xué)。
越高級的生物數(shù)感越弱
大家知道烏鴉實驗嗎?因為烏鴉很吵,所以人類為了殺死烏鴉,在鳥巢旁邊建起箭樓。但是當(dāng)有人在箭樓里時,烏鴉就不會回巢。于是有 2 個人登上箭樓,接下來 1 個人離開,1 個人藏起來。即使如此,烏鴉依然不會回巢,于是人類派出 3 個人登樓,2 個人離開,可烏鴉依然不靠近鳥巢。后來發(fā)展到 5 個人登樓 4個人離開時,烏鴉終于來到了鳥巢旁邊,人類得以殺死烏鴉。這個故事說明烏鴉能夠數(shù)到 4,卻數(shù)不到 5。
另外,有一些品種的蜜蜂能準(zhǔn)確地在 24 顆卵外放置食物。有些昆蟲可以準(zhǔn)確無誤地在每顆孵化為雌性的卵旁放 10 粒食物,在每顆孵化為雄性的卵旁放 5 粒食物。
出現(xiàn)這種現(xiàn)象或許是因為與單獨行動的生物相比,采取集體行動的生物的數(shù)感更敏銳。狗、貓等生物在這方面的感覺確實更模糊,母親給幼崽喂奶時,就會出現(xiàn)吃很多的幼崽和沒有吃到的幼崽,結(jié)果它們在成長過程中表現(xiàn)出巨大的個體差異。也就是說,按照昆蟲、鳥類、家畜、人類的順序,好似出現(xiàn)了隨著生物越來越高級,對數(shù)的感覺越來越不敏感的現(xiàn)象。
從這個話題向外延伸一些,雖然有些牽強,但是在人類中,或許也可以認(rèn)為越低級的人對數(shù)越敏感,越高級的人數(shù)感越弱。也就是說,數(shù)感越好的人在生物學(xué)上進(jìn)化越不充分,而越擅長文學(xué)和藝術(shù)的人進(jìn)化程度越高。如果當(dāng)真如此,那么我們這些以擺弄數(shù)為生的人就成了當(dāng)前人類中最低等的生物,真是讓人有些難以接受。
總而言之,大家完全不需要因為不擅長算術(shù)、討厭數(shù)學(xué)而煩惱,相反,完全可以把這件事當(dāng)成你作為生物,頭腦進(jìn)化得更完善的證據(jù),這樣更有利于心理健康。另外,擅長數(shù)學(xué)的人在擁有發(fā)達(dá)頭腦的基礎(chǔ)上,還通過學(xué)習(xí)找回了失去的數(shù)感,所以相當(dāng)于如虎添翼,這種想法同樣有利于心理健康。

數(shù)是從現(xiàn)實中抽象出來的概念,要徹底理解數(shù)的含義,然后進(jìn)入數(shù)學(xué)的下一個階段,這并非一件容易的事。
那么,想讓孩子對數(shù)學(xué)產(chǎn)生興趣,需要做到兩件事。第一,舉例,將抽象概念與現(xiàn)實事物對應(yīng),讓孩子根據(jù)經(jīng)驗理解數(shù)的含義。第二,接受抽象概念,把數(shù)的運算當(dāng)成機(jī)械的、抽象的技巧記住,也就是說我們需要習(xí)慣這項技巧。人類與其他生物不同,在逐漸熟悉數(shù)的過程中,能夠出于對知識的好奇心磨煉數(shù)感。不過要是希望人類變得像計算機(jī)那樣,就相當(dāng)于希望人類變成昆蟲了。
上文轉(zhuǎn)自圖靈新知,節(jié)選自《可變思考》,【遇見數(shù)學(xué)】已獲轉(zhuǎn)發(fā)許可,并添加了文章插圖。

《可變思考:數(shù)學(xué)與創(chuàng)造性思維》
作者:[日]廣中平祐
譯者:佟凡
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2.菲爾茲獎得主理解“復(fù)雜”與“變化”的巧妙視角,用數(shù)學(xué)的智慧探索創(chuàng)造力的本質(zhì)
3.講述創(chuàng)造性思維的本質(zhì)與根源傳授學(xué)習(xí)、研究、教育中的創(chuàng)造性思維的模式與方法
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