数学|数学是一门艺术,却被现代教育摧毁……( 二 )


那么 , 数学这门艺术是如何被误解以及被现代教育所“摧毁”的呢?
作者主要从两个部分解构原因 。
首先是学校课堂 。
Paul用痛心一词来形容学校里的数学教育 。
学校教育的目的从来都不在培养学生的思考力和创造力上 , 学校只是训练小孩的表现 , 然后可以根据表现将这些小孩分门别类 。 数学在学校里被毁灭 , 不应该是太意外的事 。
这么丰富且迷人的想象力探索过程 , 却沦落成一套要死记硬背毫无生气的“事实” 。 不用说也知道 , 当年你的数学课有多枯燥 , 无意义地浪费时间 。
譬如我们要求背诵“三角形面积等于底乘以高的一半” , 然后在“习题”中反复应用 。 兴奋之情、乐趣、甚至创造过程会有的痛苦与挫折 , 全都消磨殆尽了 。 问题在提出来的同时被解答了——学生没事可做 。
当然 , 作者反对的并不是公式 , 而是反对这种“拿掉了创造性过程 , 只留下结果的灌输式方式” 。
这导致数学成为一门空壳 。
教育者应引导学生提出自己的问题、自己猜测与发现、试错、经历创造中的挫折、产生灵感、拼凑出他们的解释和证明 。

数学|数学是一门艺术,却被现代教育摧毁……
文章图片
其次是数学课程和教材 。
这个所谓的数学课程纲要 , 最令人震惊的是它的僵化 。 尤其对高年级学生更是如此 。 每个学校、每个城市 , 都用完全同样的方法、完全同样的次序教数学 。 而大部分的人对这种“老大哥”的掌控 , 并不感到困扰 , 只是顺从地接受这种数学课程“标准模板” , 把这当作是数学本身 。
本来应该是很有意义的题目 , 可以引导出各种想法、没有界限的讨论与论辩、可是我们却代之以无趣和重复的习题、特定题型的解题技巧 , 各个主题之间彼此不关联 , 甚至脱离了数学概念的完整性 。
英文老师知道在阅读和写作的情境下学习拼写和发音是最好的;历史老师知道若是拿走事件的背景故事 , 人名和日期就会很无趣 。
唯独数学教育还卡在19世纪 , 没有进步 。
历史上一些最有创造力的人所创造出来的美妙艺术作品——而我们却选择让三流的教科书把它低俗化 。 目前 , 我们的数学教材由一套没有历史观点、没有主题连贯性的数学课纲 , 支离破碎地收集了分类的主题和技巧 , 依解题程序的难易程度凑合在一起 。
这些关于数学的批判和抨击 , 是不是看得大快人心?
当然 , 这本书不仅仅停留在控诉 , 书的后半部分 , 作者用极为有趣的视角 , 为我们拆解数学概念 。
前方高能预警!
想象一下 , 你身处于一个充满奇怪生物的丛林 。 这些生物的行为很有趣 , 而我想要了解它们 , 它们是:1 , 2 , 3 , 4 , 5……
让我们用想象的石头堆来讨论它们 。
在排列的时候 , 我们注意到它们之中有些个(石头堆)可以排成两个相等的行列:
数字2、4、8及14具备这样的属性 , 而3、5及11则没有 。
看出来没有?有些石头堆个性突出 , 总是有菱角 , 而有些石头堆温和平滑 , 由此我们总结出 , 有菱角的石头堆是奇数 , 平滑的是偶数 。
由于将石头堆推到一起 , 是我们很自然会去做的事 , 因此很自然地 , 我们也会想知道加法对偶数和奇数的区别有什么影响 , 所以我把这些石头堆摆来弄去一番 , 结果我注意到一个有趣的模式:
偶数和偶数成为偶数
偶数和奇数成为奇数
奇数和奇数成为偶数
你看出原因了吗?我尤其喜欢两个奇数配在一起的样子:

数学|数学是一门艺术,却被现代教育摧毁……
文章图片
奇妙的“负负得正”特性在此发扬光大 。 那些恼人的头角正好彼此填平了!
再来!
让我们再次逃回到丛林中 , 假设丛林里有两只仓鼠 。

数学|数学是一门艺术,却被现代教育摧毁……
文章图片
仓鼠A要跑到仓鼠B , 且必须要触碰直线最短的路径是什么?
这是一个多么明确又迷人的题目啊 。 在不知道这个答案之前 , 我们会有多种构思 。

数学|数学是一门艺术,却被现代教育摧毁……
文章图片
但有一个非常简单的方法 , 可以告诉我们这条路径是否为最短 。 这个构想 , 是几何学当中最令人惊讶和出人意料的构想之一 , 就是寻找在直线另一侧的镜射(reflection)!

数学|数学是一门艺术,却被现代教育摧毁……
文章图片
重点来了:新路径的长度和原路径的长度是相同的!这表示 , 找出从A到B要碰触到直线的最短路径 , 等于要找出从A到B′的最短路径 。 但是这容易多了——就是直线呀!换言之 , 我们要找的路径很简单 , 就是镜射之后为直线的路径!