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中国人的解题能力很强,但数学水平恐怕是很低的

中国人的解题能力很强,但数学水平恐怕是很低的

本文来自微信公众号: 冰川思享号(ID:icereview),作者:白晶晶,封面:视觉中国


传说中,中国人的数学水平碾压全球。最能代表我们吊打老外数学能力的证据,貌似是买菜数学


前几年,流行一个故事,叫“中国式找零”,生动描述了咱中国人的数学水平,如何分分钟把美国人碾成渣渣——一个中国人去美国超市购物,买了36美元的东西,付钱的时候给了收银员56美元,这事儿要是发生在国内,收银员都心领神会,给你一个会心的微笑,知道这是为了凑整,找顾客20美元就行。可美国收银员会一头雾水地看着你,然后把6美元退给你,再找回14美元。


不过,现在中国连3岁小孩都知道扫码就能付款,不知道国人的买菜数学领跑全球的优势,还能持续多久?


菜市场扫码支付的顾客(图/视觉中国)


01 买菜数学吊打全球


有人认为,老外心算不行的锅,应该让计算器背。有的外国人,因为从小摁惯了计算器,恨不能连“2+2=4”这样的题目,都用计算器再确认一遍。


的确,世界各国基础数学教育要求差别很大,咱中国人打小必背的“九九乘法表”,可不是每个国家都有的。


2014年,时任英国财长奥斯本,在接受电视记者采访时,就被“7×8等于多少?”这样的问题给难倒了。堂堂一国财长,数学水平已经被中国小学一年级的学生给秒了。


奥斯本被一道简单乘法问题给难倒(图/视觉中国)


不过,我们也别忙着骄傲,要知道人家隔壁印度小孩,从小背的可是19×19乘法表。


单论心算水平,中国人确实是国际上的常胜冠军。不过,靠的应该不仅仅是考试不让带计算机的倒逼,还得依仗汉字读音的优势。


比如,给你一串数字45、63、102,请用中文读出来。


读完后,视线离开手机,试着复述这几个数字,应该很容易对不对,但是如果你用英文来读数,就不那么容易了。


别说中国人用非母语读数不容易,就是英国本土原装制造的老外,用英语数数也费劲啊。


这是因为,中文每个数字平均读音只有25毫秒,英文则需要33毫秒,有些数字还要更长。无论你是哪个人种,也不管母语是哪种语言,大脑短时记忆的时间相差无几。在这样的条件下,用中文读音进行心算,当然占优势。


还有一个原因,中文的数字规律性更强。1-10之后就是不断地重复,你能数到11就能数到19,能数到100,就能无限数下去。可是再看看英文,11不是one one,而是eleven,12不是one two,而是twelve,数着数着就会有破坏规则的读音产生。一般而言,在数数这件事上,母语是英文的孩子,一般都要比母语是中文的孩子晚。


所以啊,老外的心算能力不是天生比我们差,实在是语言实力不允许


你想想,同样是算35+27,用中文读出来,就和纸面上写的一一对应,肯定好算啊。这要换成英文,Thirty five and twenty seven,咋往一块儿加啊?


02 考得好不等于学得好


中国人解数学题的水平,在国际上绝对名列前茅。这一点,主要反映在国际数学奥林匹克竞赛(IMO),中国队屡屡折桂上。


自1985年中国首次参加国际数学奥林匹克竞赛以来,共有20多次获得团体冠军。可以说,中国培养出了世界上最多的奥数冠军。


2019年的国际数学奥林匹克竞赛(International Mathematical Olympiad,IMO)在英国巴斯举行。


在这里给大家科普一下这项国际顶尖赛事。


1969年,第一届IMO于罗马尼亚举办,除1980年之外,IMO从未中断。随着IMO影响力的不断扩大,参赛国也不断增多,近几年已达约100个。


1934年和1935年,前苏联率先在其国内的列宁格勒和莫斯科举办中学数学竞赛,并把这种数学竞赛和体育竞赛相提并论,冠以“数学奥林匹亚”的名称,形象地揭示选手间智力较量的过程。


目前每个参赛地区可派出最多6位参赛选手、一名领队、一名副领队和观察员。参赛者必须在比赛时未满20周岁,最高学历为中学,不过每名选手参加IMO的次数没有限制。


前段时间,一组IMO2019官方公布的参赛队员照片,还曾在网上刷屏引起热议。网友贴出了四支参赛队伍的照片,让大家猜哪支是中国队?


四组国家队参赛成员(图/来源网络)


这四张照片,最大的共同点是均为华裔面孔,衣着风格也很朴素,乍看上去没有明显差别。等到公布答案的时候,更令人大跌眼镜,这四张照片分别是美国队、加拿大队、新西兰队和新加坡队。里面竟然没有中国队。


实际上,美国队还是有一位金发碧眼黄头发的美国白人队员的,只不过当时没在照片里。


从美方公布的参赛队员名单——文森特·黄、科林·唐、爱德华·万、布兰登·王还有丹尼尔·朱,这种具有典型华裔特征的命名方式中,可以看出队员里华裔的比例之高。就连美国代表队的总教练,也是华裔,是卡内基梅隆大学数学科学系副教授、数学家罗博深。


不过,尽管华裔和中国人的奥数金牌拿到手软,可中国至今尚无一人获得被誉为数学界诺贝尔奖的菲尔兹奖。


再来个小科普,何为菲尔兹奖?这个奖被誉为诺贝尔数学奖。还记得,让娱乐圈老干部靳东人设崩塌的梗吗?诺贝尔没有数学奖,娱乐圈老干部原来不读书。


菲尔茨奖奖章,左为正面,右为背面(图/来源网络)


菲尔茨奖的奖章,正面刻有拉丁文TRANSIRE SUUM PECTUS MUNDOQUE POTIRI,意为:超越人的精神,作宇宙的主人。背面刻有拉丁文“CONGREGATI EX TOTO ORBE MATHEMATICI OB SCRIPTA INSIGNIA TRIBUERE”,意为“聚集自全球的数学家,为了杰出工作颁发(奖项)”。


划重点哈,这个奖是颁给真正意义上的“数学家”,也有人认为这个奖项才应该是衡量一个国家数学研究水平的重要奖项。


截止2018年,世界上共有60位数学家获得过菲尔兹奖,其中2位为华裔数学家,1982年获奖的丘成桐为美籍,2006年获奖陶哲轩为澳大利亚籍,可他们都没有在国内接受教育的经历。


我们的数学基础教育一度被认为是领先全球的,但是等到孩子们长大以后,却鲜见有人在国际数学界崭露头角,似乎中国人的数学优势,停留在了中学教育阶段、停留在善于在奥数竞赛上拿奖和拼刷题、掌握更多做题技巧上。


03 数学大国不等于数学强国


事实上,我们在数学基础教育上“优势”,某种程度上,成为了不少中国人成年后厌恶数学的导火索。


想要学好数学,应该将其看做一种“无为而治之学”。通过强化逻辑思维模式,教会人们用更严密的思维理解这个世界,用更有条理性的方式去参与社会活动,而非仅仅是为了算数而算数。


从这一点上来看,国内的基础数学教育过分强调解题能力,不少孩子靠死记硬背、题海战术的方法去接触数学,一旦不需要应试,就将数学弃之如敝履。


图/视觉中国


如果我们能够在教学过程中,少点实用主义的倾向,真正通过践行“数学是大脑的体操”的理念,来激发学生通过数学思维感知世界的潜能,结果或许会有很大的不同。


对待数学的功利化倾向,不仅表现在现代追逐奥数竞赛保送加分上,在这方面,我们是有历史包袱的。


回望中国古代数学的起点,东方数学就和西方数学,走上了截然不同的两条道路。


东方数学倾向于计算和应用,是为了解决实际的数学问题而生。


似乎我们对那种与具体数字无关的、单从某种假设出发得以证明的定理和命题所形成的抽象几何学不太感兴趣,这一点从古代数学著作的名字上也能窥得一二——《九章算术》《海岛算经》《孙子算经》《张丘建算经》《缉古算经》……


算盘,起源于北宋的简便计算工具(图/视觉中国)


大概老祖宗觉得研究那些虚无缥缈的问题没什么用,你算个数就完了。


而古希腊数学,则侧重于研究数学的抽象化和演绎精神,通过把经验的算术和几何法则,提升到具有逻辑结构的论证数学体系中,更看重数学的论证,更注重抽象化提炼,可以说,与哲学、美学不分家,是西方数学得以长足发展的重要根基。


达芬奇《维特鲁威人》,集数学和美学于一体的代表性作品(图/视觉中国)


著名数学家丘成桐说过,“数学和数学家都是很美的”.水波、云彩的飘动,甚至小小的肥皂泡,都可以用数学语言去描述。肥皂泡在即将破灭的一刹那很美丽,它的波形状态就包含着很深奥的数学原理。


无论是历史沿革,还是教育现状,中国人似乎都少了点仅仅从美的视角欣赏数学的淡定从容。


可以说,我们一直是数学大国,但想要成为真正意义上的数学强国,还有很多需要爬坡过坎的地方。


04 下一轮科技竞争,或将因数学而败


今年7月,科技部、教育部、中科院、自然科学基金委联合印发了《关于加强数学科学研究工作方案》,要求加强数学科学研究,持续稳定支持基础数学科学。


为何要专门发文强调数学的重要性?这是因为,作为自然科学基础的数学,实质上也是重大技术创新的基础,直接影响着国家实力。


现阶段,几乎所有的重大发现都与数学的发展与进步相关,数学已成为航空航天、国防安全、生物医药、信息、能源、海洋、人工智能、先进制造等领域不可或缺的重要支撑。我国在很多领域研究遭遇卡脖子的困境,也和数学研究滞后有关。


提高数学研究能力,可不是靠刷题能解决的。


举个例子,许多工程设计需要通过试验来印证,但多做试验费钱、费时,整个设计耗资大而且周期拉得很长,而且很多与国防科技相关的技术也不能轻易试验,都要通过数学建模的方式来模拟。


我国在原子弹和氢弹的试制过程中,因为充分发挥了理论分析和数值模拟的作用,造原子弹时所用的试验只占西方国家的十分之一,而从原子弹到氢弹只用了二年零三个月的时间,就是数值模拟发挥了作用。


去年初,借由中兴事件引发的中国芯片之痛的追问,也可以延伸到数学研究的薄弱上。而华为则在这方面,因为早早看准了基础理论研究的重要性,从而避免了中兴曾经遭遇的窘境。华为曾在3G和2G领域的算法层面带来了革命性突破,让其产品在产品红海中杀出了一条生路,靠的就是其高薪聘请的俄罗斯数学家,而俄罗斯正是世界上名副其实的数学强国。


当第三次工业革命带来的技术红利消耗殆尽,世界经济增长陷入低迷,数学或许能够成为引领下一波技术创新的突破口。从这点上来看,我们真该好好想想,中国人的数学水平真的领先全球吗?我们究竟应该怎么学数学?


本文来自微信公众号: 冰川思享号(ID:icereview),作者:白晶晶,封面:视觉中国

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