合格的数学爱好者,首先要是一个解题高手

昨天在做《数学分析解题指南》,某个公式忘记了,怎么样也想不起来,就去群里问了一下,有位同志说:

合格的数学爱好者,首先要是一个解题高手

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我很赞同他的说法,但这不禁让我想起了关于关于数学教育的一个问题:进行大量的解题训练是必要的吗?
合格的数学爱好者,首先要是一个解题高手不知道从什么时候起,批评各种解题训练(以「奥数」为典型),成了一种政治正确,好像不批评几句奥数就不是一个关爱学生的、有良心的长者 。
我的同事就对解题训练非常不屑,他送孩子去上奥数班,却和老师打好招呼,不参加考试 。
我对于奥数和应试教育不了解,专家们的批评大概是有理有据的,但这种风气也许不该刮到数学爱好者的圈子里,因为对于我们来说,夸夸其谈数学思想是更加容易的 。
金庸小说里有一个厉害的角色叫「王语嫣」,每当别人用出一个招数,都能够头头是道的点评一番,比谁知道的都多,但却没有实际功夫 。3
王语嫣向段誉瞪了几眼,脸上神色又是诧异,又有些鄙夷,说道:“你怎么会使‘化功大法’?这等污秽的功夫,学来干什么?”
段誉摇头道:“我这不是化功大法 。.... 是我大理段氏家传的‘六阳融雪功’,.... 和化功大法一正一邪,一善一恶,全然的不可同日而语 。”
王语嫣登时便信了,嫣然一笑,说道:“对不起,那是我孤陋寡闻 。大理段氏的一阳指和六脉神剑我是久仰了,‘六阳融雪功’却是今日第一次听到 。日后还要请教 。” ...
【合格的数学爱好者,首先要是一个解题高手】王语嫣虽于武学所知极多,.... 和寻常的农家女孩、湖上姑娘也没什么分别 。6
当你听到诸如此类的批评时,应该要明确的意识到这种矫枉过正的风险 。
你到底是要当王语嫣还是要当乔峰呢?换句话说,你到底是想当一个怎样的数学爱好者?是在酒桌上可以夸夸其谈的那种吗?
如果不是的话,那么这一周你做了几道题呢?
解释、评判、欣赏都是二流头脑干的事情 。—— 哈代 11
在我看来,合格的数学爱好者,当然要探寻数学思想,固然不应只是一个解题高手,但他必须首先要是一个解题高手 10,在此之前空谈数学思想是没有意义的,因为熟练才是创新的基础 。
人的大脑就像一台计算机,有内存条(工作记忆 working memory)和硬盘(长期记忆 long-term memory),计算机的内存要比硬盘小得多,但是速度却快很多,所以计算工作只能在内存上进行,如果内存被占满了,那么运算的效率就会急剧下降,电脑就会变得很卡,无法操作 。
大脑中的计算机也是一样的道理,思维只能在工作记忆中运行,认知心理学的研究表明,人的工作记忆最多只能有 7 条 。
用尽浑身解数而不得解的时候,是工作记忆已经被占满了,皱起的眉头是大脑向你发出的警告 。

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这个时候你可能无奈的已经翻起了书,这就相当于在利用虚拟内存,翻了半天之后,终于找到之前那个例题了,终于松了一口气,赶紧复习一遍,把这个方法给用上去,与此同时,却发现旁边的那位已经把题做出来了 。
好气啊!这家伙难道偷偷加了一个内存条吗?

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并不是,工作记忆最多只有 7 条 2,但高手可能只用到 3 条就把问题解决了,另外的可以用来自由的发挥数学思想,用更有创造性的过程,更快的解决这个问题,而新手却不得其解 。
根本原因在于大脑的「组块化」机制,虽然工作记忆的条数是被严格限制的,但是可以通过「封装」来绕过这个限制 。

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就拿学习开车来举例子吧,刚从驾校出来,第 1 次上路的时候,心里是非常紧张的,每一个操作在内心中都要默念一遍,生怕出错,最后还是发现忘记系安全带了,这个时候认知过载了;一年之,新手已经变成了一个老司机,这个时候熟练的上车,一切动作都自动完成,还能悠闲的点上一根烟,边抽边开 。(这样会被处罚哦!)

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内存条并没有增加,而是调用的机制改变了,「开车」这一系列动作被封装成了一个「组块」,这就是「组块化」 。