首先,成為數(shù)學家顯然是需要一定天賦的。不過,很多家長提出這個問題,并不是想看孩子能否成為數(shù)學家,實際想問的是:中高考的數(shù)學考試需要天賦嗎?
當一個孩子的數(shù)學成績不好,家長心中會感到十分憋屈,總想找個負責的東西。怪孩子嗎?舍不得,再說孩子可能也盡力了,不是故意不學。怪老師嗎?可是同一個老師教的,怎么有的孩子數(shù)學就很厲害,好像也不是老師的問題。找來找去,不知道怪啥。算了,怪天賦吧。
比如說,很多人都會提到“開竅”這個說法。有的孩子似乎數(shù)學就是“不開竅”;而有的孩子原本數(shù)學很差,突然“開竅”了,數(shù)學一下就有了飛躍。是什么發(fā)生了改變呢?
肯定不是知識,知識是一個逐步累積的東西,只有可能量變,不可能發(fā)生質(zhì)變。我覺得更可能發(fā)生的改變,是孩子青春期的性格和習慣上的改變,導致孩子解決問題的方式和能力發(fā)生了質(zhì)變,從而數(shù)學“開竅”了。
然而數(shù)學就要靈活得多了。數(shù)學問題往往需要你發(fā)揮一定的創(chuàng)造力,從而解決陌生的問題。如果老師的水平不夠,而你又沒能自己找到正確的方法和方向,很有可能白努力,越學越崩潰。
因此,如果大家在乎的是小學、中學的數(shù)學考試,那么與其盯著并沒有什么直接關聯(lián)的“天賦”,不如來看看怎么樣培養(yǎng)孩子解決問題的能力、習慣和性格。
1、解決問題的方法論
大多數(shù)時候,我們做不出來一道數(shù)學題,差的并不是天賦,而是解決問題的習慣有問題。
比方說,我們來考慮這樣一個有趣的問題:
我們面前有一杯純牛奶(假設不含水)和一杯水,牛奶和水一樣多。假設我用一個勺子,盛一勺牛奶到水里,攪拌均勻;再從混合物里面盛一勺,放回到牛奶里。問:現(xiàn)在是牛奶里面的水多,還是水里面的牛奶多?
解決這個問題,一般可能會有以下幾種思路。大家可以自己體會其中方法論的不同與優(yōu)劣。
直覺瞎猜法
拍腦袋想——水里面摻了牛奶之后,似乎水就變濃了一點。盛一勺混合物,似乎水少盛了一點?畢竟一勺里面不全是水了,還有一點點牛奶。所以,最后是牛奶里的水少。
這個思路到這里就結束了,好像沒有其他可能性了。
但是,不好意思猜錯了,答案不是這個。
機械狂算法
設未知數(shù),開始計算。然而怎么設未知數(shù)?具體怎么算?這等于是在賭老師和刷題。
老師講過,或者刷過類似的題目,那么機械作答即可。如果老師沒講過,也沒見過這種題型,那么很可能就要腦袋空空了。

嘗試極端情況
假設勺子的體積為零。那么我一來一回,等于什么都沒盛。所以水中的奶和奶中的水一樣多。
再假設勺子的體積等于杯子中全部溶液的體積。那么首先我們把所有的奶都盛到了水里,然后牛奶的杯子空了,而水杯里面混合之后是各50%的混合液。再把混合液盛回去,兩杯現(xiàn)在都是一半一半,于是我們發(fā)現(xiàn)水中的奶和奶中的水還是一樣多。
如果是選擇題的話,正確答案已經(jīng)可以猜出來了。
高級數(shù)學視角
采用抓不變量的思路。盛一勺過去,再盛一勺回來,那么兩杯各自的溶液量都是不變的。
因此牛奶杯中少了多少牛奶,就多了多少水。而少的牛奶,恰恰就是加到水中去的。因此牛奶中的水和水中的牛奶一樣多。

顯然這四種思路中,后面的三種方法都能夠得到正確答案,而后兩種需要更高級的方法論。理論上來說,一個好的老師肯定講過以上全部的方法論,不僅是中學老師講,很多小學老師都會教。
遇到難題怎么辦?先試試一個簡單的情況嘛,比如遇到選擇題,代個數(shù)進去看看到底發(fā)生了什么,這就是剛才第三種方法。
遇到復雜問題怎么辦?抓不變量嘛,大家在物理課上都學過能量守恒吧!抓不變量是近代數(shù)學和物理的最核心的思路之一,這就是剛才的第四種方法。
那么,為什么老師講過,到了考場上,面對考試題,自己卻用不出來呢?除了不專心聽講,或者不求甚解之外,很多時候還是一個習慣的問題。
這種解題習慣并沒有說起來這么輕松。養(yǎng)成習慣之前,我們必須先要克服一些阻力,比如我們的直覺?恐庇X去猜是最省事的方法,所以我們總是有惰性去依賴直覺,但是當我們的知識功底還不夠深厚的時候,直覺往往很不可靠。

為了幫助我們在面對題目的時候能調(diào)取合適的方法論,也就是養(yǎng)成一個好的解題習慣,我們需要在平時學習的時候付出很多努力。比如說,
我們對知識的理解不能停留在內(nèi)容表面,更要對知識之間的聯(lián)系有著比較深刻的把握;
一定要養(yǎng)成一題多解的習慣,不斷去使用不同的方法論來打磨自己的技藝;
當然還要有足夠的做題量,如果題都沒做過幾道,方法論的應用也就無從談起了。
幸運的是,這些都不需要天賦。數(shù)學考試,和鋼琴考級有些相似——成為鋼琴大師需要天賦,而鋼琴考級卻基本不用。只要有好的老師(課內(nèi)或課外甚至是家長自己都可以),好的學習態(tài)度與習慣,外加刻苦努力,就一定能成功。

2、解決問題的能力和性格
學習數(shù)學、解決數(shù)學問題,尤其是涉及到一些難題,往往考驗的不是知識,而是一個人的整體解決問題的能力和性格。當一個方法失敗了,你遇到挫折,是否能夠不氣餒?一個方法差一點就成功了,你能否靈活一點,變通一下,把差的這一點繞過去?
解數(shù)學難題也常常是這樣的——直接成功是罕見的,遇到挫折和阻礙是常見的。怎么和阻礙共生,和挫折周旋,不屈不撓,越戰(zhàn)越勇,是我們必須要學會的課題。只有這樣,我們才有可能戰(zhàn)勝他們,從而解決這些難題。 當家長討論數(shù)學天賦的時候,往往有一種錯覺,仿佛天賦能夠解決一切問題,只要孩子有了天賦,數(shù)學生涯就能一帆風順、一往無前。 事實并非如此。 在我的數(shù)學工作生涯中,我有幸和唯二的華人數(shù)學菲爾茲獎得主共事過。他們無疑都極具天賦,聰慧過人,但他們的數(shù)學之路都不是一帆風順的。天賦可以帶你走一程,但你最終能走多遠,仍然是你解決問題的能力和性格決定的。

我們的教育理念,非常重視孩子的自我探索和自由玩耍,因為這是幫助他們培養(yǎng)解決問題的能力和性格的最核心要素。
尤其是對于學齡前的孩子來說,大量的自由玩耍,雖然不能提升孩子的天賦,但卻是每一個孩子發(fā)揮自己全部天賦的必要條件。和學習知識相比,學齡前的自由玩耍,不僅可以幫助孩子練習解決各種問題,更可以鍛煉他們堅韌不屈的性格。 如果沒有時間去自由玩耍,去自己支配和探索,如果家長和老師總是急于幫助孩子,迫不及待地把問題的答案都展示給孩子,那么這些孩子在成長的過程中,就幾乎沒有機會去練習,去真正自己獨立解決問題。
等到孩子大一點,開始面對越來越困難的題目,他們就要花費更多的時間去從頭練習“解決問題”這種技能,而課業(yè)的壓力從各個方面席卷而來,他們很可能沒有這個時間和精力去彌補童年的功課。
造成的結果是,我看到很多人直到成年、工作之后,仍然沒有解決問題的能力,他們對數(shù)學如此恐懼也就不難解釋了。
3、邏輯不是數(shù)學 邏輯不是數(shù)學,但是大家很容易將兩者混為一談。簡單來說,掌握一個規(guī)律,和把這個規(guī)律說清楚,是兩碼事。數(shù)學是前者,邏輯是后者。 比方說,我們都知道可口可樂是什么味道的。但是你能否對一個從來沒喝過可口可樂的人,描述出可口可樂的味道呢? 再比方說,一道幾何題要證明兩個東西垂直,看了題目描述之后,發(fā)現(xiàn)這兩個東西顯然垂直。但如果要證明,就要了老命了!這么顯然的東西,為什么沒法搞出一個證明呢?
也就是說,你心中已經(jīng)掌握了這個規(guī)律,但是描述不出來這個規(guī)律。其實,你差的并不是數(shù)學能力,而是邏輯化表達能力。
在中小學的數(shù)學教育中,其實數(shù)學本身的難度相對較低,也就是說很少有孩子完全理解不了課本上的數(shù)學概念,但是做題的時候,除了考驗理解題目中的數(shù)學,更重要的是需要邏輯語言把題目解答出來,所以邏輯表達的能力會直接影響做題。 邏輯是一種“語言”,它的作用在于“非常清楚地描述”。
比方說,你的上司做了一個決定,你覺得顯然是錯的,脫口而出反駁了你的上司。但是如果你邏輯不好,你就描述不出來“為什么顯然是錯的”,最終上司不會被說服,反而覺得你有問題。而如果你的邏輯給力,你就能清楚地描述這種“顯然”,上司就有可能會被說服,還會覺得你口才好。 邏輯語言有著自己的詞匯,語法,造詞法,造句法等等。就像所有的語言一樣,掌握它需要的就是大量的練習。不僅僅需要你去閱讀,去理解,還需要你親手去進行寫作,進行應用,才可能最終掌握這門語言。

3
每個人都是數(shù)學天才
每個人都是數(shù)學天才,都有自己獨特的數(shù)學天賦。我這么說并不是嘩眾取寵,也不想散播雞湯,而是我堅信不疑的事實。 如果你以為數(shù)學需要某種“特定的”天賦,可能是因為你還不懂數(shù)學。幾何要求的天賦,代數(shù)要求的天賦,拓撲要求的天賦,數(shù)論要求的天賦,微積分要求的天賦,完全都是不一樣的。
一般來說,每個人都會至少擅長某一種數(shù)學,而不擅長另一些數(shù)學。有的人可能幾何很好,但是一看到代數(shù)就冒汗;還有的人代數(shù)很好,但是一看到微積分就暈了。 有人說,可是我真的不擅長任何數(shù)學!我只擅長打游戲。我認為,只要你擅長一種事情,你一定擅長某一種數(shù)學。
就拿游戲來說吧——有即時戰(zhàn)略游戲,解謎游戲,密室逃脫游戲,射擊游戲,回合游戲,RPG游戲......每種需要的技能都不一樣的,需要的天賦也不一樣。所有游戲的技術層面,全是數(shù)學,只要你擅長某一種游戲,其對應的數(shù)學就是你的天賦。沒有人擅長所有的數(shù)學,但是每個人都擅長某個領域的數(shù)學。

圖片作者:Dominic Walliman @ flickr
4
結論
說來說去,學數(shù)學到底需要天賦嗎?用簡短的話來說,如果你并不指望成為一代數(shù)學大師,那么數(shù)學天賦并不重要。 在大多數(shù)孩子所經(jīng)歷的小學、中學、甚至大學時期,數(shù)學都并沒有上升到需要使用天賦的地步。如果你認為數(shù)學很難,數(shù)學考試的成績總是提升不上去,請不要責怪天賦——你更應該關注的是解決問題的方法論,解決問題的能力和性格,以及你的邏輯表達。 如果你成功調(diào)整了關注的重點,有效提升了以上幾種能力,你會發(fā)現(xiàn)不止是數(shù)學變得簡單而有趣,你的生活也會變得更加順利。
- END -