数学,是很多学生的痛点。思维逻辑复杂,题型变化多端,想靠题海战术战胜它,苦不堪言。
该怎么学数学呢?怎么才能轻松学好数学呢?
不急,我们先看一则冷笑话——爱放火的数学家。

数学是很多学生都痛点
一、爱放火的数学家
有个数学家觉得自己受够了数学,于是他跑到消防队去报名当消防员。消防队长说:“您看上去不错,可是我得先给您做一个测试。”
他带数学家到消防队后院小巷,巷子里有一大堆纸箱,一只消防栓和一卷软管。消防队长问:“假如纸箱起火,您怎么办?”
数学家回答:“我把消防栓接到软管上,打开水龙头,把火浇灭。”
消防队长说:“完全正确!第二个问题:假如这些纸箱没有起火,您怎么办?”
数学家疑惑地思索了半天,终于答道:“我就把它们点着。”
消防队长大叫起来:“什么?太可怕了!您为什么要把纸箱点着?”
数学家果断地回答:“这样我就把新问题转化为一个我已经解决过的问题了。”
这个笑话很冷,但是非常形象地写出了数学家思考与解决问题的特点——划归,即把未知问题转化为已知问题。正如苏联著名数学家柯瓦列夫斯卡娅所说:“数学解题的过程,就是不断化归。”
这里介绍的笑话和学*方法,都来自于北大吴业涛老师的《秘笈——北大奇人怪招》。面对数学这个拦路虎,吴老师有什么怪招呢?
二、物理与数学的区别
书中,吴老师提到,高中时他的物理学得不错。做物理题时有十足的信心和霸气,犹如砍瓜切菜一般。这是因为吴老师发现不管看上去多难的物理题,用倒推法都不难搞定,只要一步一步从所要求的未知量倒推回来就行。
物理的倒推可以分为两种情况。第一种情况是根据公式倒推,比如求电压U,可以想到欧姆定律U=IR,或者U=P/I,我们如果求出这些量就能求出U。第二种情况是根据关系倒推,如果求电流I1,那么根据题目可知I1=I2+2,或者I1:I2:3之类的,那么我们如果求出I2就可以求出I1.
举一反三,吴老师将倒推法也应用到了数学。倒推法的确对解数学题有用,但效果绝对没有解物理题那样好。这是因为数学题的解题步骤,虽然也有逻辑,但往往比物理题的解题步骤跳跃大。有些步骤非常巧妙,比如一条意想不到的辅助线,一个将复杂方程变简单的神奇转化,简直就跟变魔术一样不可思议。
倒推法对数学不灵,吴老师听说一题多解对提高数学水平非常有帮助,但它更适合数学基础好的同学,对于当时的吴老师不大适合。
三、放火烧数学——轻松学好数学
后来,吴老师开始了题海战术,每到暑假就开始玩命做比字典还厚的《题典》,经常一做就是一天,被虐的死去活来,很想用头撞墙。再后来,吴老师千挑万选找到了一本介绍数学思想方法的参考书,书中介绍了数形结合等八大主要中学数学思想方法。但最启发吴老师的,还是其中最重要的化归思想。

题海战术不适合数学
著名数学教育家波利亚在《怎样解题》中曾强调:“看到新题目,首先要想一想,这道题与自己熟悉的题目有何联系,能不能将其转化为熟悉的题目。”
1、一题多变
学数学,关键不在于熟悉的题目够多,而在于转化题目的能力。这是数学解题的核心能力。吴老师之前使用题海战术,很大程度上是在背题目,并没有锻炼这种能力。如何锻炼转化题目的能力呢?其实很简单,我们可以将例题或难题进行变化,一题多变,自己给自己出题。
一题多变也是很多数学特级教师鼓励学生采用的学*方法,具有四个明显的优点:
首先,一题多变最直接高效地锻炼了转化题目的能力。转化题目需要的是直觉和联想能力。
获得数学最高奖菲尔兹奖的数学家小平邦彦曾说:“数学当然应该遵循逻辑,但逻辑对于数学的作用,就如语法对于文学的作用一样。写合乎语法的文章,并不是说要按照语法拼出文章。通常的逻辑谁都能明白,要是数学能归结为逻辑,那么谁都应该懂得数学了。”
其次,一题多变的门槛比一题多解低。对于数学水平一般的学生,想出一种解法都很难,又怎么能做到一题多解呢?一题多变则不同,它可易可难。
再次,一题多变可以快速地让我们掌握一大类题。一题多变所产生出来的题目,往往是具有联系的题目。一下子思考一类题目的解决方法,印象很深,而且容易总结出规律,比起分散地做题效果好很多。
最后,一题多变是一个主动动脑学*的过程,是一个轻松高效,带来成就感的过程。主动学*并不等同于学*时间要增多,我们宁可少做些题,也要把例题和不会的题彻底掌握。
2、独立推导公式
波利亚在《怎样解题》中不但强调了面对难题,要将其转化成更熟悉、更简单得的问题。还提到了要联系定义和定理,这往往是解题的重要途径。所以我们平时宁可少做些题,也要多花时间熟练掌握课本上的例题、定义、定理。怎么样才算熟练掌握呢?光看懂看熟不够,脱离课本依然能用自己的语言表述定义,依然能推导出定义和例题,这才是熟练掌握。
每天放学后,先仔细看课本和课堂笔记,复*一下当天所学的数学定理、定义、例题。然后在笔记本上自己给自己讲课,发现有不熟练的地方,再找课本出来仔细看,如此一来,印象会深很多,做题的时候才能够熟练应用。
这个方法其实跟之前讲记忆时提到的回想法基本是一回事,只是回想法用于数学时,要求更严格,不仅仅是要回想,而且要能够推导出公式和例题。
其他学科也有类似的道理,但是数学题变化最多最大,题海也就最低效,课本也就最重要。而且数学公式和例题的推导相对其他学科复杂,所以更需要我们投入大量精力到复*课本中,达到脱离课本也能独立推导的地步。
为了提高数学成绩,我们务必要养成当天复*数学的*惯,达到能够讲解定义,推导公式和例题的程度。如果数学基础特别差,实在达不到讲解定义,推导公式和例题的程度,那么至少也要做到当天复*数学课本和笔记,后续随着基础的提高,考前复*时再讲解定义,推导公式和例题。
3、数学的四层境界
关于数学学*,吴老师分成四层境界:
第一层境界是符号境界,即死记硬背公式,遇到题目只能生搬硬套,题目稍微变一下就不懂做了。
第二层境界是代数境界,自己给自己讲课,推导公式。这样更容易记住公式,遇到灵活的题目也能应对。
第三层境界是几何境界,不仅能够推导公式,而且能做到数形结合,将公式与几何图像联系起来。全球知名的数学教育博主3blue1brown曾说过:“如果脑中没有这个数学公式对应的几何图像,那我们就无法真正运用它。”在哔哩哔哩等视频网站,有很多3blue1brown的免费数学教学视频,他把众多数学公式做成了几何图形和动画,生动形象,值得推荐。
第四层境界是生活境界,即将数学公式与现实生活联系起来,使其更加生动具体。
很多数学不好的同学,都停留在第一层符号境界。按照吴老师介绍的方法,开始独立推导公式,自己给自己讲课,等跨入了第二层代数境界,那你的数学学*就会如鱼得水。等踏入第三层第四层,那就是妥妥地学霸啦!

轻松学好数学
四、小结
放火烧数学,其实就是指化归。但这里指的化归,并不只是强调用化归方法来解题,关键是用化归方法指导我们学*数学。
一方面,要对例题和难题进行一题多变,从而培养数学直觉和联想,提高转化题目的能力;另一方面,要极其重视复*数学课本,达到能够讲解定义,推导公式和例题的程度,使得基础无比扎实。
只要做到这两点,就能极大地提高数学学*的效率,显著提高数学成绩。

化归,学好数学的关键
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