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第60屆IMO中美雙雙奪冠,國際奧數(shù)競賽帶給我們怎樣的啟示?

作者:周瀅瀅 發(fā)布時間:

第60屆IMO中美雙雙奪冠,國際奧數(shù)競賽帶給我們怎樣的啟示?

作者:周瀅瀅 發(fā)布時間:

摘要:該如何學習數(shù)學?

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本屆中國代表隊

昨日,經過兩天的激烈角逐,第60屆國際數(shù)學奧林匹克競賽(IMO)落下帷幕,中國隊與美國隊同以227分獲得并列冠軍,韓國隊榮獲第三名。作為全球最富有挑戰(zhàn)性的數(shù)學比賽,IMO一直牽動著人們的神經,到底它的魅力何在,它對學習數(shù)學及數(shù)學教育有何啟發(fā)?外灘君曾就此問題與中國隊數(shù)學總教練熊斌,美國隊數(shù)學總教練羅博深均有訪談,兩位教練一致認為:思維,才是數(shù)學的魅力,更是數(shù)學教育的方向。

第60屆國際數(shù)學奧匹克競賽(IMO),昨日在英國小城巴斯結束激烈的決賽。

本屆IMO賽事上,中國隊迎來了多個層面的突破:

  • 1、時隔四年,再登冠軍寶座;

  • 2、時隔八年,6名隊員全部榮獲金牌;

  • 3、時隔十一年,中國隊再次斬獲雙滿分;

  • 4、時隔二十年,與其他國家并列第一

  •    (上一次是1999年和俄羅斯隊)。

更令人意外的是,在這場含金量最高的國際性數(shù)學賽場上,中國隊和近幾年表現(xiàn)強勁的美國隊,分別以227分的總分,并列奪冠。且兩隊的6名隊員全部榮獲金牌,其中,各有兩名選手,還拿到了個人滿分。

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中國隊隊員成績

可以說,中國隊和美國隊,此次競賽,無論在哪個維度,都平分秋色。

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IMO官網(wǎng):團體各項總分

作為傳統(tǒng)奧數(shù)強國的中國隊,實力不容質疑。在歷屆IMO比賽中,中國一共拿過20次團體冠軍,穩(wěn)坐第一,獲得的個人金牌數(shù)也是最多。

但是賽前,很多人為中國隊捏了一把冷汗。因為近幾年來,美國隊異軍突起,在國際數(shù)學競賽場上的表現(xiàn),一直很搶眼,甚至引發(fā)一種對“美國數(shù)學現(xiàn)象”的熱議。

尤其從2015年,現(xiàn)任美國總教練羅博深接手美國奧數(shù)隊以后,不僅改寫了美國連續(xù)21年時間沒有拿到團體金牌的歷史,而且“爆發(fā)力驚人”,五年內奪得了四次IMO團體冠軍,四次獲得羅馬尼亞數(shù)學大師杯冠軍。

不得不說,中國隊在連續(xù)四年與冠軍失之交臂后,能在今年與持續(xù)強勁且發(fā)揮穩(wěn)定的美國隊,并列奪冠,的確可喜可賀。

IMO作為全球最富有挑戰(zhàn)性的數(shù)學比賽,也是數(shù)學競技領域的最高榮譽。中國隊和美國隊能再登冠軍寶座,充分展示了兩國選手的數(shù)學智慧和水平。

在捷報傳來的時刻,我們不妨了解一下IMO比賽為什么會具有如此影響力,它的魅力何在?它的題型和特點,對我們的數(shù)學學習理念和數(shù)學教育,有怎樣的啟示?

IMO的啟發(fā)

今年,在英國美麗的小城巴斯舉辦的第60屆IMO比賽,距離1959年,在羅馬尼亞舉辦的第一場IMO比賽,已經過去了整整60個年頭。

為了紀念這一“鉆石之年”,本屆主辦方別出心裁地用星形十二面體的“鉆石”造型,作為賽事logo,并為年輕學子準備了一場“鉆石大師杯”的挑戰(zhàn)賽。(詳細信息,可登陸IMO官網(wǎng))

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IMO比賽一共有六道題目,每一題滿分都是7分。選手將有兩天的時間來答題,每天有4個半小時的時間,分別完成三道題目。試題的內容涉及代數(shù)、幾何、數(shù)論、組合等不同的知識點,跨度比較廣。

但是,和我們想象中不同的是,這些難度很高、甚至讓人摸不著頭腦的試題,并不需要高等數(shù)學相關的理論和知識。

本屆中國隊主教練,培養(yǎng)了眾多金牌獲獎者的熊斌教授,就曾在接受外灘君的訪談中表示,奧數(shù)的命題一直以來以靈活、新穎為宗旨,沒有固定的解題套路,真正考驗選手的創(chuàng)造性和思考能力。

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中國隊總教練熊斌

“ 對選手進行培訓過程中,必須要注重數(shù)學思維的啟發(fā),以應試的思想來應對奧數(shù)的學習,只能事倍功半。

這正是IMO含金量高,且為人稱道的地方。

每年IMO的試題,都是由世界各地的數(shù)學教練向主辦國提出。在比賽之前,來自各國的幾百位教練會共同討論,一場精彩的比賽該由哪些題目組成。

而IMO的傳統(tǒng),就是努力尋找那些beautiful questions (美麗的題目),“Beautiful”一詞,也成了題目討論中經常使用的詞。

什么是“美麗的題目”?在美國隊總教練羅博深看來,數(shù)學是不斷演變的,美麗的題目,是那些牽扯到不同領域的數(shù)學,能讓你從中發(fā)現(xiàn)一些新的東西,而不是那些標準的,有套路的數(shù)學。

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美國隊總教練羅博深

這和他一直以來所提倡的數(shù)學學習方法,不謀而合。他提倡,想要提升數(shù)學能力,必須挑戰(zhàn)那些比較難的題目,需要花費大量時間去思考,而不是一遍遍重復做那些正確率很高,已經有固定解題套路的題目。

真正的好題,并不是“難”在需要用多么高深的數(shù)學定理去解答。

因此,他在為學生挑選題目時,挑選的題目有一個共同的特點,那就是只包含基礎的數(shù)學知識,保證不同年齡段的孩子都可以參與進來,并發(fā)揮他們的創(chuàng)造力去解決問題,在這過程中提升數(shù)學思維。

從IMO比賽的時間設置上,我們也會發(fā)現(xiàn)這一特點。比賽兩天長達9個小時的時間里,選手只需要完成6道難題,每道題目平均有一個半小時的思考時間。

這樣長的思考時間,和我們往日里的傳統(tǒng)數(shù)學考試,在很短時間里,“又快又好”地完成滿滿一張卷子,有著根本的不同。

前者考察思維能力,而后者,很大程度上只需要對現(xiàn)有公式和原理的套用。

正如中國隊教練熊斌所言:“ 數(shù)學是考思維的。學生有足夠長的考試時間來考慮,才能充分展現(xiàn)能力。而我們一看到題就要開始做,這是在訓練條件反射?!?/p>

這就是為什么,通過刷題,孩子也許可以在中小學階段的考試中,獲得比較好的分數(shù),但是到了更高階段的數(shù)學學習,乃至具有獨創(chuàng)性的競賽類試題中,就不那么好使了。

享受數(shù)學本身

在今年成績揭曉后的第一時間,美國隊總教練、擔任卡內基梅隆大學數(shù)學教授的羅博深,在臉書上發(fā)布了這個激動人心的消息。

他祝賀美國隊和中國隊奪冠的同時,也對來自世界各國的參賽者們,表示鼓勵和贊賞。

“ 無論取得什么樣的成績,在思考中不斷挑戰(zhàn)自己,本來就值得祝賀。奧林匹克不是夢想的終點,它是人生旅途中不斷探索的開始?!?/p>

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羅博深教授社交媒體發(fā)布感言

無論是羅博深教授,還是有著豐富領隊經驗的中國隊教練熊斌,雖然戰(zhàn)績斐然,但是所提倡的數(shù)學教育理念,并不雞血。相比較傳統(tǒng)的功利性刷題,他們都強調,數(shù)學興趣的重要性。

怎樣才能讓孩子喜愛數(shù)學,享受思考本身帶來的樂趣?羅博深將自己對數(shù)學的喜愛,歸結于年少時遇到的啟蒙老師,所帶來的學習氛圍。

在他上中學時期,一位同學的家長,自發(fā)擔任學校的數(shù)學隊“輔導老師”。他很擅長激勵學生,每次訓練時,并不主張埋頭做題,而是每出一道題目,先想解決辦法,然后小組討論,鼓勵每個人都嘗試解釋自己的思路。

這樣的討論過程,讓羅博深認識到,學習數(shù)學,不光是學習如何解決數(shù)學問題,而且要學會傾聽,以及如何向一群人解釋清楚復雜的數(shù)學概念。

為什么要在數(shù)學學習中,試著向同伴解釋和提問?這和我們傳統(tǒng)印象中,在腦子里進行抽象思維的“悶頭思考”很不一樣。

“ 當我至少向別人解釋過一次之后,才會真正理解某個問題,不管是向別人解釋,還是對自己解釋,這是學習的最好方法。

不競爭、重思考、重合作的學習氛圍,讓羅博深從小就意識到,數(shù)學學習,并非要和別人競爭,而是共同進步。比起正確答案,更重要的是,享受攻克數(shù)學難題的過程。

這種對數(shù)學本身的熱愛和享受,我們從今年中國隊和美國隊參賽選手身上,也能看到。

比如,還在初三時,就曾被選入數(shù)學集訓隊,來自人大附中的中國隊選手鄧明揚。在此之前,他還曾斬獲美國數(shù)學競賽AMC10七年級組全國第一,美國數(shù)學邀請賽AIME七年級組的全球第一的成績。

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鄧明揚

鄧明揚的媽媽,曾在微博上分享道:孩子之所以能在各類競賽中取得成績,最重要的還是興趣。

“他覺得做題很有趣,還喜歡和小朋友之間互相出題做題。此外,他也很幸運地遇到了很好的數(shù)學老師,鼓勵他在課堂上自己大膽提問,不要怕質疑權威?!?/p>

而來自美國德州,連續(xù)包攬2017、2018兩屆AMC美國數(shù)學大獎賽冠軍的Luke Robitaille,也是如此。他在一次獲獎收集中表示,思考數(shù)學問題和參加數(shù)學競賽,都讓他覺得很有趣。

在個人社交平臺上,他還分享了很多講解數(shù)學題目的視頻,十分享受這種解釋和推理、證明的過程。

我們會發(fā)現(xiàn),這些“天才少年”都是在挑戰(zhàn)難題的過程中,獲得成就感和滿足感,對數(shù)學有著發(fā)自內心的熱愛。

每個人都可以學好數(shù)學

隨著比賽結果的公布,羅博深也在個人社交媒體上,回憶了自己在學生時代,第一次聽說有這樣一場國際的數(shù)學賽事時,那份激動的心情。

1999年上高中時,他入選了美國國家奧數(shù)隊?;貞浧鹉嵌螀①惤洑v,給羅博深印象最深的是,因為結識來自世界各國的教練和領隊,而見識到了數(shù)學世界的寬廣。

剛到全美奧數(shù)夏令營,因為不懂高級的數(shù)學理論,很多題目都做不出來。然而,這些對數(shù)學和教育有著純粹熱情的教練們,并沒有對他感到失望,而是告訴他,

“只要真心想學,每個人都可以掌握更加復雜的數(shù)學,沒有所謂天賦這一說?!?/p>

帶著這樣的信念,羅博深掌握了很多學校里接觸不到的數(shù)學論證和邏輯方法,也發(fā)現(xiàn)了很多數(shù)學理論的有趣之處。更重要的是,他意識到,卓越的思考能力,并不屬于少數(shù)有天賦的人,每個人都可以學好數(shù)學。

但是,如何鍛煉和培養(yǎng)思考能力?羅博深認為,莫過于在解決問題的過程中進行培養(yǎng),這也被稱為 “problem-based learning”,一種基于問題解決的數(shù)學教學法。

中國隊的熊斌教練,也有相似的經驗。在中國隊的奧賽集訓營里,基于問題的解決和討論,也是常見的學習方法?!袄蠋熖岢鲆粋€問題,讓學生思考半小時至一小時,然后師生互相討論解題方案?!?/p>

這樣的教學方法,需要精心設置一些有代表性的,能夠激發(fā)討論的題目,它們沒有標準答案,也沒有固定的解題方法,需要學生師之間彼此合作與啟發(fā),而老師充當“主持人”和“向導”的角色。

這一教學理念,在美國隊前任總教練馮祖鳴所任教的頂尖私立高中,菲利普斯??巳貙W院,更是成為富有特色的“哈尼克斯圓桌教學”。在數(shù)學圓桌教學中,老師不會講太多,而是讓孩子靜下心花20分鐘想一道數(shù)學題。

考慮到現(xiàn)實情況,中小學生的課堂上,因為要傳授的知識內容很多,受限于時間等原因,可能沒有辦法整堂課采用“problem-based learning”,但是,依然可以在現(xiàn)有條件下,加強思考的比重。

比如,每節(jié)課抽出5-10分鐘,共同討論一道難題;引導學生搞清楚現(xiàn)有公式、概念背后的原理,知其然,還要知其所以然;給學生布置10道容易、準確率高的題目,不如讓他們花更多時間,去思考一道真正有挑戰(zhàn)性的題目。

正如熊斌所強調:

“ 數(shù)學教學應該進一步去功利化,減少應試成分,更注重數(shù)學思維的啟發(fā)和解題能力的培養(yǎng)?!?/p>

這也意味著,家長需要引導孩子挑戰(zhàn)難題,因為思考這件事本身就值得鼓勵。

這樣的學習過程,看似很花時間,在短期內,好像沒有迅速見效。但是從長遠來看,對數(shù)學思維能力的培養(yǎng)、數(shù)學的興趣提升,都有莫大的好處。

 “每一個人都應享有從事體育運動的可能性”,這是體育奧林匹克的精神。

IMO數(shù)學奧林匹克競賽的終極目標,也并非角逐勝負,而是啟發(fā)各個國家對數(shù)學教育的熱情,以及每個人都有機會學好數(shù)學,享受到挑戰(zhàn)和思考的樂趣。

對于任何一個國家來說,如果正確的數(shù)學教育理念,能惠及更多學子,將比金牌數(shù)量和排名,更值得期待。

本文轉自“外灘教育”,作者:周瀅瀅 

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來源:外灘教育
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