强推数学好的人是如何思考的绝对能让
第一章序学习数学前你需要了解的事
成年人学习初中数学的意义
根本没必要学数学吗
“根本没必要学习数学!踏入社会后,只要会加减乘除,再懂点比例之类的概念就足够了,中学学那么多复杂的数学知识简直是在浪费时间!”估计对数学抱有这种怨念的人不在少数。
然而,几年前国内开始掀起一股“成年人重修数学”的热潮,许多相关书籍竞相出版,这股热潮延续至今。如今,许多有一定规模的书店都有专为成年人重学数学设立的“数学书籍专柜”,而永野数学私塾开设的“成年人数学补习班”,近几年前来咨询的人数也呈明显上升趋势。
或许,大家已经发现了:“学习数学还是有必要的。”
如今我们的智能手机上都附带计算器功能,文具店也都能买到计算器,更不用说个人电脑了,Excel和账目管家这类软件能很快完成繁琐的计算,踏入社会后,你会感到几乎没有什么用纸和笔进行计算的机会。没错,这种现象说白了就是“优秀的计算能力”的价值在逐渐下降,而与之相反的是,“逻辑思考能力”“独立思考能力”的价值则越发突出。
如今的世界是多元化的,当初那种所有人坚持相同的价值观、盲目朝着一致目标努力的时代早已结束。现代社会有着庞大的信息网,所有人都可以通过博客、Twitter、Facebook等平台发表自己的言论,似乎人人都是评论员。在信息与个体意识交融的风暴中,人们不会再盲目地追求统一的价值观,也许到昨天为止还被认为正确的事,到了今天就变成错误的了。
其实在我们目前的生活中,需要的不是按部就班或是依照习惯处理事情的能力,而是要能自我思考并付诸行动,让他人认可自己的想法。换句话说,能以独到的视角看穿事物的本质,并有条理地向他人解释说明,这才是我们在现代社会需要具备的能力。
初中数学其实很有用
“说是那么说,但到底怎样才能具备这种能力呢?”
我想很多人都存在这样的疑问。既然你已经拿起这本书,就说明你已经找到这个问题的答案了。没错,通过学习数学能磨炼出你在现代社会生存所需的技能。
因式分解、二次方程、勾股定理在现实生活中确实没什么用处,但话又说回来,懂得因式分解,能解二次方程,其实都不是学习数学的真正目的。事实上,数学公式与解题方法背后暗含的处理问题的方法和思考方式,才是我们需要通过学习数学磨炼出的能力。在这里,我引用一下自己常常挂在嘴边的爱因斯坦名言:
“所谓教育,是忘却了在校学得的全部内容之后所剩下的本领。为了让这个本领能便利地解决社会中面临的诸多问题,教育应该培养的是能够独立思考和独立行动的人。”
其实你把之前所学的数学定理、公式、解题方法忘了也没关系,因为踏入社会后,大部分人是不会用到的。但如果你不仅把这些知识忘得一干二净,也没学到其他东西,恕我直言,那只能说明你的数学确实白学了……
其实这样学习的人不只你一个,当时我们忙着应付期中、期末和升学考试,根本没有功夫去思考学习数学的真正意义。为了通过连续不断的考试,我们一头扎进习题堆,认为只要努力就会有回报,谁又忍心去责备这样辛苦的学生时代呢?后来,当你走向社会,发现当初拼命记住的公式和解题方法全无用武之地,难免会觉得“数学一点儿用处都没有”。
为什么对于大多数人而言,数学是没用的呢?最根本的原因是我们从认识这门学科开始,就采取了错误的学习方法。在学习初中数学时,我们先学习负数和代数式,接着是方程、函数、几何图形的全等和相似……当我们按照“计算法则”学习这些知识的时候,就会渐渐朝着错误的方向前进,换言之,我们在这样的学习过程中已经忘掉了学习数学的真正目的。很多人认为算数和数学是一回事,其实不然,算术与数学的学习方法并不相同。
只要选对学习方法,谁都能学好数学,不仅如此,数学还能让我们学会“自我思考”,帮我们找到处理日常生活中的问题的方法。懂得如何自我思考会让我们受益终生,一辈子也忘不了,这正是爱因斯坦所说的“忘却了在校学得的全部内容之后所剩下的本领”。
无论你是否擅长数学,只要你想通过学习数学掌握对今后生活有帮助的技能,我强烈建议你更正学习方法,从全新的角度重新学习初中数学。
有人可能会质疑:“初中数学能对人生起到多大的帮助?”也有些人觉得成年人再次学习初中数学是在绕远路,而且学习效率低下。我明白大家的顾虑,但任何事情都要从基本做起,打好基础才是通向成功的捷径。相较之下,你会发现在初中数学中,到处都是培养逻辑思考能力所需的基础知识,这才是重点。
我在前作《写给全人类的数学魔法书》中,提出“用正确的方法学习,任何人都能学好数学”,并针对正确学习数学的方法和“遇到任何数学题都能够解答的10种解题思路”进行了阐述。托读者们的福,这本书的反响还不错,但由于书中内容是以高中一年级的知识为基础,有些人觉得“太难了”。因此,本书将从最简单的数学开始,以成年人的视角学习初中数学,并告诉大家如何走进数学世界,帮助大家从初中数学中获得逻辑思考的能力。
成年人学习数学的意义
不仅是数学,在学习任何新东西时,“画面感”都是最重要的。
简单来说,“明白”某件事是指你了解此事,并可以用自己的语言进行描述,只是知道事情的原委,并不代表真的明白。要想知道自己是否真的掌握了所学的知识,是不是真的明白了,不妨问问自己:“我能不能讲得让奶奶也能够理解呢?”我想此时你的理解一定会以画面的形式浮现在眼前。
要让一个人理解你的意思,你肯定得根据对方的理解能力选择措辞,还要尽量说得简单易懂,如果连你自己也只知道个大概,那对方也不会明白。就拿数学来说,书本上罗列的是枯燥无味的公式和几何图案,只有结合现实中的画面,我们才会发现它们的意义。如果你要通过自己的语言进行描述,必须以理解这个“意义”为基础,这样才能领悟出潜藏于公式和解题方法之中的真正涵义。是把数学作为单纯的背诵科目,让它沦为无用之物,还是让数学变成生存所需的无价智慧,关键就在于此。
那么,如何在学习数学的过程中产生画面感呢?这就需要你具有丰富的词汇积累和人生经验,而在这点上,成年人具备压倒性的优势。
毫无疑问,与成年人相比,初中生的词汇量和人生经验都明显不足,所以老师在教学中应该运用具体图片赋予数学生命力,然而这么做的老师并不多。如此一来,大多数学生只会觉得数学离现实生活越来越远,越学越摸不着头脑,数学考试也像酷刑,只会让人痛苦,这不禁让人有些痛心。
而成年人掌握了大量词汇,也在不知不觉中积累了丰富的人生经验,也就是说,成年人自然而然地培养出了数学学习中不可或缺的想象力。
成年人重学数学的优势很多,其中最大的优势就是“已经学过一次”。尽管你在当时可能学得不怎么样,但不是还能模糊地记得一些公式定理和概念吗?我认为,大多数人对这些学过的知识还是有些印象的,这就是优势所在。对初次学习数学的初中生来说,有些部分必须按照教育部规定的教学计划学习,但对于学过一次的我们来说,就能大胆地重新制定自己的学习计划了。
本书就是要帮你通过“画面感”和“重新制定计划”学到不一样的数学。
初中数学背后的7个技能
本书是我根据初中数学的知识框架,加入了内容和图片编写而成。为了让大家掌握思考问题的方法和技巧,我总结出了以下“7个技能”。
概念理解
看穿本质
合理解题
抓住因果关系
增加信息
令人信服
从局部看整体
你一定没想到,初中数学中竟然隐藏着这么多逻辑思考的提示。
举个例子,初二学生学的“三角形的全等条件”可能在日常生活中完全用不到,这个知识如果只在解数学题时才会用到,那就是典型的“无用之物”。但是,如果我们以“如何判定两个三角形全等”为例,说明“如何高效收集信息”会怎么样?又或者尝试以此概念为基础,发掘出全等三角形的潜藏特性又会如何?你可能多少会觉得“有点儿用处”吧。
通过本书的重新编写,你会发现课本中原先七零八落的知识点,彼此之间的关系瞬间明朗,整个初中数学就如同一棵脉络清晰的大树。只要你抓住主干,深入理解各个单元的内容,学习速度也会显著提升。
我们时常能听到这些话:“数学是有用的。”“社会人士也需要具备与数学相关的逻辑思维能力。”然而对于不擅长数学的人来说,他们也许完全不明白数学的用处在哪里。因此,我之前提到的“7个技能”正是为这些人准备的。
这里说的“技能”并非解答数学题的窍门,它可以运用在与数学毫无关系的日常生活和工作中,是事情的处理方法、思考方法和解决方法。如果这本书让你觉得“原来数学是有用的”,那么作为本书的作者,我会感到无上喜悦。
10种思路与7个技能
我在前作《写给全人类的数学魔法书》中列出了“遇到任何数学题都能够解答的10种解题思路”,这是我从高中数学约个典型解题方法中,总结出的数学共通性基本思考方式。“擅长数学的人是如何思考并解决问题的呢?”我相信你能从这本书中找到答案,我在此只简单将这些办法罗列出来。
“遇到任何数学题都能够解答的10种解题思路”:
降低次方和次数
寻找周期性和规律性
寻找对称性
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逆向思维
与其考虑相加,不如考虑相乘
相对比较
归纳性的思考实验
数学问题的图像化
等值替换
通过终点来追溯起点
就算遇到以前没见过的新问题,使用这些思路也可以想出解决方案。就如同高尔夫球赛中的制胜战术,这种思考方式也是无价的。
由于“10种思路”具有实战性,需要你做好一定程度上的准备,这与高尔夫球教练在球场上说“遇到这种情况要用5号球杆”一样。相对而言,“7个技能”是熟练运用“10种思路”的必要基础,如果还以打高尔夫球为例,“7个技能”就相当于选手比赛前必须熟悉的战术和方法。掌握这“7个技能”,你便能自如地运用“10种思路”,让数学从此跟你“化敌为友”。
对于不擅长数学的人来说,计算公式和几何图形可能如同路边的无声石子般可有可无。然而,数学的语言是极其有力的,其中还可能隐藏着宇宙中的诸多真理。人类的历史几乎没有离开过数学,几乎所有国家都将数学作为义务教育课程也说明了它的重要性。只要拥有“7个技能”和“10种思路”,你就可以通过数学语言,掌握无穷尽的信息。
为什么你学数学的方法不对
算数是结果,数学是过程
很多人认为数学就是算数,而在我看来,这个想法也许正是让他们弄错数学学习方法的罪魁祸首。
再重申一次,数学和算数看似相同,实则不然。算数的目的是得出正确的结果,而数学更注重得到结果的推理过程,换句话说,算数追求的是计算的正确性,而数学追求的是逻辑的正确性。
比如,在计算23×15时,如果心算算不出来,我们就会列出下面的算式进行笔算:
在做算数题的时候,为什么用这个方法可以得到正确答案呢?我想大部分人都不会去思考这个问题,也同样没人考虑过为什么小学生能通过笔算得出正确答案。我们之所以会忽略这些问题,就是因为我们只注重结果,认为只要答案正确就达到了解题的目的。学珠算的孩子会借助口诀进行计算,有些知识面较广的孩子还可能会用印度式计算法进行计算,但不管用什么方法,只要23×15的答案是“”,就能得分。
计算是数学的一部分,我们都知道用某个计算方法能得出正确结果,但思考不能就此停止,我们还要明白其中的来龙去脉。
为了找出上述问题的答案,首先我们要了解什么叫十进制。如果没有特殊标注,“23”指代的就是“2个10和3个1”。你可能会觉得:这不是明摆着的吗?有什么好解释的。但是,数学中并不是只有十进制,比如,古苏美尔和古巴比伦时期使用的就是六十进制;即便是现代,尼日利亚和尼泊尔等地也在使用十二进制。在我们的日常生活中,也有许多非十进制的单位,比如尺寸等。
综上所述,在十进制中,23×15的意思是:用23,再用我们在后面会学到的乘法分配律进行计算。
3×5=15
20×5=
3×10=30
20×10=
经过简化,就变成了下面的列式。如此一来,大家就明白为什么通过笔算能得出正确的答案了吧。
简单计算两个数相乘,就蕴含着如此复杂的逻辑推理过程。在数学中,为了让别人了解得到正确答案的解题过程,我们就需要有逻辑地证明出来。
再举个例子,比如著名的龟鹤算。
问题
鹤和乌龟共8只,一共有20只脚。请问鹤和乌龟分别有几只?
这道题的标准解题方法如下。
首先,假设8只全是鹤:8×2=16,那么脚的数量就是16只。
可是,这比题目中的20只脚少了4只。如果1只鹤换成1只乌龟,脚的数量就增加了2只。通过替换来弥补4只脚的差距;4÷2=2,那么只要将2只鹤换成2只乌龟即可。
因此:
8-2=6
0+2=2
答案为鹤有6只,乌龟有2只。
下面的面积图解法也是龟鹤算常用的解题方法之一。
怎么样?学会了吗?不过你现在要考虑的问题并不是是否学会了龟鹤算,而是思考“为什么这样解题”。
当然,无论是在学校还是补习班,都有在课上积极讲解解题思路的老师,这样的老师在解题时可能会先假设一个极端的例子,然后再根据实际的题目加以增补或减免等。
但是不夸张地说,大部分老师只会用算数的方法来教“数学”。如果把数学当成算数,或是为了应付中考只告诉学生解题方法,那么学生们只要掌握了标准的解题方法,在其基础上稍加活用就能得出问题的标准答案。
顺便说一句,我当初读的是小初高一体化的学校,并没有学过龟鹤算,因为这种需要使用特殊算法解开的问题,都能通过初中数学中的方程来解答。
那么,我们为什么要学习这类特殊的算法呢?我认为,也许只有这种需要用特殊算法解决的问题,才能在初中入学考试中体现出学生的能力差距吧。另外,在初中入学考试中,好学校不仅会出需要用标准解题方法解答的问题,还会出一些能够测试学生“思考能力”的问题。
为什么乘法运算存在运算顺序问题
你知道乘法运算存在运算顺序吗?年的《朝日新闻》中首次提出了这个问题,虽然已经过去了这么久,但至今尚未完全解决。年年末,网络媒体博主白川克先生发表了一篇帖子,在网上引起了不小的争论。帖子的标题是:《6×8是正确的,8×6却是错误的?算数中的加拉帕戈斯化》。其登在年《朝日新闻》上的问题大致如下:
考试中出了这样一道题:“我想给6个孩子每人4个橘子,请问共需要多少个橘子?”
对于这个问题,小学二年级的学生写成:6×4=24。
如果这么写,老师就会在算式上打×,然后改成:4×6=24。
家长看到孩子的试卷十分气愤,针对学校的教育方式,与学校展开了争论……
成年人都觉得这样的判定太不合理,我也有同感,因为乘法运算中有交换律:
a×b=b×a
如果“4×6”是正确的,“6×4”却是错误的,那么这的确让人匪夷所思。
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