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除了刷題之外還能怎麼辦?

原標題:《莫毅明教授對話青少年:學數學有什麼用?除了刷題之外還能怎麼辦?怎麼看待數學教育?|未來科學大獎-數學與計算機科學獎獲獎者》

除了刷題之外還能怎麼辦?

學習數學有什麼用處?除了刷題之外還有哪些方法可以提高數學學習能力?數學是被發現的還是被髮明的?數學家會不會見到數字就不自覺的計算起來……

11月27日,“科學點燃青春——2022未來科學大獎獲獎者對話青少年”系列活動全網播出。2022未來科學大獎-數學與計算機科學獎獲獎者

莫毅明

教授分別與青少年線上線下對話,分享獲獎成果,講述自己學習數學的經歷和方法,鼓勵同學們在數學學習中建立信心,充分釋放對數學這一基礎學科的好奇與探索。

點亮科學好奇

感受數學魅力

除了刷題之外還能怎麼辦?

中國科學院數學與系統科學研究院數學研究所研究員

付保華

擔任主持嘉賓,在活動開場時對同學們說:“科學的魅力在於讓人永遠有探索未知的好奇心和仰望星空的勇氣,希望透過2022未來科學大獎獲獎者對話青少年活動的舉辦,為同學們提供瞭解科學家的多維度途徑,以及近距離與科學家交流的機會,以此激發同學們對科學探究的熱情。”

除了刷題之外還能怎麼辦?

活動中,

莫毅明

教授以《

幾何與數字

》為題向同學們作報告。在分享中,莫毅明教授回顧了近代數學理論的發展,併為同學們科普講解了歐幾里德幾何原本、高斯的奇妙定理、黎曼幾何的側立線等數學知識。

與此同時,

莫毅明

教授也向大家詳細介紹了2022未來科學大獎的獲獎成果。他指出,復幾何和代數幾何的研究物件分別是有複數結構和代數結構的幾何形狀。復幾何研究的目的是理解這些幾何形狀的特性,以及它們之間的保持復結構的對映。他與合作者創立和發展了極小有理切向量族(VMRT)理論,以一組有特殊結構的代數簇來研究流形之間的解析對映,以此解決了一系列懸而未決的數學猜測。

回答青少年好奇提問

倡導同學們快樂學習數學

活動中,來自

中國科學院大學、香港國際學校、香港弘立書院、北大A計劃/北京市通州區潞河中學、邢臺精英中學、北京市101中學懷柔分校

以及來自

北京市新英才學校、首都師範大學附屬小學的未來論壇機構理事科大訊飛學生代表、美麗中國支教專案合作學校-廣東省河源市連平縣隆街鎮百叟小學

的學生們,帶著對科學家的好奇,以及對數學學習方法的疑問,與

莫毅明

教授線上線下交流互動。

除了刷題之外還能怎麼辦?

獲獎者對話青少年精彩問答

(節選)

好奇提問1:我現在七年級,我想問,我們為什麼要學數學?我的爸爸媽媽他們小時候數學學得很好,考得也很高,可是我感覺他們已經忘得差不多了,會的還沒有我多呢,我們學數學到底有什麼用?您能告訴我們答案嗎?謝謝您!莫毅明:

我念數學是因為數學好玩,小的時候我是學數算,我父親是會數算的,小時候我在學校裡和同學們會玩一些和數算有關的遊戲,也會看一些數學以外的書,希望多吸收一些知識。數學是很基礎的學科,所以無論我是不是以後當一個數學家,我還是覺得數學應該懂一點的,至少懂一點。當然我是很快就發現自己對數學很感興趣,所以我就多花一些時間和精力在數學上面。在小學最主要是三門:中文、英語、數學。中學的話,可能哪怕你是念文科的話也是要念數學。數學有什麼用呢?其實數學在生活中是無處不在的。如果未來你的學習和工作是社會科學,也會涉及到數學,比如統計學、機率、微積分這些數學知識。比如你使用搜索引擎,其實它用到的是線性代數。隨著大資料和人工智慧的發展,數學在其中的應用會越來越重要。至於怎麼樣可以增加自己的興趣?當然考試是不可缺少的部分,考試之外,你也可以做一些簡單的研究,如果你對數學感興趣,一個方法是找一些和你興趣接近的同學,兩三個就可以一起做一些簡單的數算遊戲,透過一些遊戲慢慢把數學的基礎吸收好,在日常思考和生活裡面,把你所學習到的數學知識用起來。我在高中的時候有一個同學物理特別好,所以他就跟我說狹義相對論,我就用數學的思路去理解狹義相對論,把他所講的東西看作是數學的問題,可以嘗試這樣的思路。

好奇提問2:我在學習中發現有很多同學認為自己沒有數學天賦,從而對數學的學習不上心,有的同學甚至會放棄對數學的學習,您怎麼看待這種現象?您認為當今時代的中國青少年應該如何看待數學學科?莫毅明:

或許出於考試的壓力,需要做很多習題,可能一些同學會覺得枯燥,從而失去了對數學的興趣。剛剛也提到,我們未來世界中非常多的場景都用到數學知識,如果完全不懂的話,的確會讓你和世界有些脫節。從教育方式來說,學校或老師是否可以滿足一些同學對數學的興趣點,來搭建一些可以讓大家交流和學習的平臺,這樣有助於大家從興趣出發去吸收數學的基礎知識。同學們從自己的角度,也可以找一些比較有趣的教材,來輔助自己的數學學習,提升學習過程當中的趣味性。

好奇提問3:請問有沒有除了刷題以外,提高數學能力的方法呢?莫毅明

:刷題可能不是很有趣的一件事,我想玩遊戲是比較好的方法,喜歡數算的話,也可以找幾個朋友,大家出一些題,看誰算得比較快,快不是最主要的,數算是有法則方法的,然後不懂為什麼可以這樣算,你就找數學老師去問一下。譬如小時候我們考試經常會遇到這樣的題目,三點鐘到四點鐘,時針和分針什麼時候會重疊?老師會告訴你一個方法去算,你就記住這個方法就可以算出來。可是為什麼它有這個方法?為什麼有這個方程?其實是代數。所以你僅僅要把它算出來,還需要知道它背後的理由,那就會非常有趣。比如高斯代數,老師說1+2+3+到100是等於多少,高斯很快就算出來了。他用50對構造成和101的數列求和(1+100=2+99=3+98=…=49+52=50+51),同時得到結果:5050。這種發現還是有很多的,我們在網上也可以找到的。用這樣的思路去學習數學,會幫助你提升數學思維。

好奇提問4:作為數學領域的研究人員,在確定了一個沒有人研究過的課題之後,相關的前沿參考資料非常少,該怎麼去開展這項研究呢?莫毅明:

我一般會同時做好幾個題目。比如我在這裡遇到一個問題,我會先去其他課題上,中間可能會突然靈光一現,這裡的方法好像也可以用到剛剛那個問題上面去。在研究科學問題過程中,需要讓自己的思維保持活躍,另外和你的同學同事去聊一聊研究中的事情,也可以幫助你帶來靈感,開啟思路。不過前提還是要打好基礎,把一些運算的問題處理好。

好奇提問5:我在閱讀課本時發現有一些定義是直接給出的,有一些是從我們已有的知識推導而來的,想請問,數學是被髮明的還是被發現的?人們又是怎樣透過數學來理解世界,改變世界的?莫毅明:

我個人感覺數學、物理、化學,這些比較根本性的原則,是一種發現。因為這個事實是本來存在的,只是沒有人把它敘述出來。發現一個科學規律,有時候也看際遇,可能經過很多不同人的努力,可以逐漸解決一些科學問題。人類對於科學的發現,有時也帶有個人色彩,因為每個人的敘述方法不同,知識面也不同,所以往往一些重要的數學事實,可以透過不同的人的不同視角把它發現和描述出來,這也形成了跨領域合作的條件。

至於這些發現是如何改變世界的,我想假如沒有微積分的話,很難想象有工業革命,因為很多工程當中是需要微積分知識的。假如沒有線性代數、幾何學以及物理定律,我們就不會有很精確的定位系統。這些基礎科學的發現,以及學科知識幾百年來的發展、積累、總結,尤其是在我們科技發展日新月異的時代,會對我們的生活帶來很大改變。

好奇提問6:您對於數學的教育教學有怎樣的見解?除此之外我也瞭解到您是非常喜歡語言學的,之前也考取了文學的碩士學位,所以想問問您在過去的實踐探索當中,您的文學知識是否給您提供了一些幫助呢?莫毅明

:在教育教學方面,我認為應該是因材施教,數學作為基礎學科,每個同學都需要吸收它基本的東西,而一些對數學非常感興趣,並且有天賦的同學,可以為他們組織一些集體活動,讓他們有機會去交流去研究。

至於文學方面,我感覺自己是偏知識型的人,我對各種各樣的知識都很感興趣,特別是文學方面,可以啟發人的想象力,而想象力是做數學一個很重要的元素。至於語言學,我希望自己不僅僅去學一種語言,而是去透過語言的學習,能夠追溯到語言本來的狀態。另外我對歷史的源流也非常感興趣。其實數學的歷史變遷、它的沿革,也可以體現在我研究過程當中,我會透過以往數學家累積出來的經驗,在他們的基礎上嘗試回答一些他們未回答過的問題。

好奇提問7:我們想問您,只有數學學得好,語文和英語不好可以做數學家嗎? 數學家看到一堆數字會不會不自覺地開始計算?莫毅明:

看到數字是否會不自覺地去算,感興趣的時候會,看到一個車牌,我可能把它分解成兩個值數的乘積,這種小遊戲會做,這是感興趣而已。

只是數學好,英語不好,語文不好的話,是不是能夠做數學,不能說不能做,不過如果你的語文或英語的表達能力有限制的話,不論是對數學還是其他學科來說,都會有些限制。建議是要補救一下。當然也有些數學家,他的表達能力未必非常強,可能需要其他人輔助補充一下,但是表達能力還是非常重要的。因為數學還是需要你把你的運算用語言表達出來的,讓別人明白你的研究,所以語言表達能力是很重要的。

用科學點燃青春,喚起全社會對科學的熱愛和關注。希望科學家的人生經歷與科研故事,能夠像一盞盞燈塔,照亮青少年成長的路,讓青少年在學習過程中不畏艱難,不負時光,勇敢前行!

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