【李家同專欄】數學的重要性

李家同/清華大學榮譽講座教授

很多學生都害怕數學,在亞洲,我相信這種情況更加嚴重,主要的原因是沒有因材施教。有些孩子對於數學只能點到為止,很多學生其實是會做簡單的數學問題,稍微拐彎抹角的就不會了。可是數學有其重要性,讀數學對青年學子絕對是有用的。我現在解釋一下。

(1)學理工的人必須懂得數學,我當年去唸電機系,事先不知道要唸那麼多的數學,虧得我還可以應付。要是數學不好,電機系就很難唸了,尤其是通訊方面,幾乎都是在唸數學。

(2)唸數學可以訓練學生的邏輯思考能力,國中生都要唸幾何,我記得教我幾何的老師說,讀幾何不要用圓規、量尺等等工具,幾何是不講做實驗的。要證明兩個角相等,必須用數學來證明,有很多定理,如SAS、ASA等等。可惜現在考試喜歡用選擇題,這種證明題就被忽略了。

 我後來的研究是演算法,演算法和數學非常有關連。我們要說某一個演算法有很好的效率,必須用數學來證明,不能完全靠實驗。這種證明也不容易的。

 數學最大的功能其實是邏輯思考,舉一個例子,我們說:

 如果天下雨,就要打傘。

很多人會說,如果天不下雨,就不要打傘。

這個推論是錯的。

可是如果我們又說,如果沒有打傘,天一定沒下雨。

這又是對的。

我唸博士的時候,誤打誤撞,必須很注意邏輯思考。直到現在,我都感到非常幸運,因為這個訓練對我絕對是好的。我們常常說不可以以偏概全,在數學上,有一個名詞叫for all,意思是說,對所有個體都對。還有一個名詞叫做there exists,意思是說,存在一個個體。我知道有一句話,老而不死是為賊,而且這句話出自孔子,使我感到非常訝異。難道孔子是說所有的老人是賊嗎?經過一番研究,知道孔子是說,有一個老人很可惡,老而不死是為賊是描寫這一個人,並非全部,乃是數學裡面的there exists。我們現在常常聽說某某民族的人非常自私,只知道賺錢。這是不對的,因為任何一個民族裡,必定有人不是自私的。

我國有相當多的孩子害怕數學,以至於學理工的學生不夠。我將幾個孩子害怕數學的原因寫在下面:

(1)我們沒有因材施教。對數學的接受度是因人而異的,有的孩子天生就不太會數學,可是我們的教育用同樣的課本、同樣的考試,很多孩子數學一直都是不及格的。其實如果因材施教的話,他們是可以學會最基本的數學。

(2)現在教育界流行素養題,小學的數學題有時長達六七行,我看到這些題目都會很緊張。我必須仔細地看六行文字,才知道這個數學題問的是什麽。其實問的是很簡單的東西,很多小孩因為要看這麼長的文題,就對數學很害怕了。奇怪的是,大學的數學題很少是長的。這種素養題絕對害了我們的學生,使他們對數學不感興趣。

(3)我們的數學教的太難。小學生就要應付雞兔同籠問題,這種題目實在不該在小學教,因為到了國中,用數學的觀念就很容易解題。直到現在,我還是只會用代數解雞兔同籠問題,不用代數,我就不會了。

大家不妨看看博幼基金會如何教數學的:

(1)因材施教,如果你是六年級,但是數學程度是四年級,我們就從四年級教起。

(2)因材施考,考試分很多級,70%的學生可以考過前兩級,第三級就比較難,不會勉強同學去考。

(3)大量例題而且由易到難,以一元一次方程式為例,分成十級。第一級最容易,第十級比較麻煩。

 我有一次無意中發現一所高中高一生的一次數學考試,全校平均只有23分,這種數學教育真是可怕。

※轉載李家同教授臉書※

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