数学:性能和算法,两手都要硬

计算机跑程序,始终有两个最重要的维度,那就是计算机的性能和程序的算法设计,对于人脑而言,也是一样。

性能与算法,缺一不可。一部手机,就算运行再优越的程序,也就这点算力;算法有问题的程序,就算配上超级计算机,还是运行不出结果。

电脑实际上就是对大脑的模拟,两者有很多相似之处

对于学生解数学题而言,性能指的是大脑的状态和智力,算法指的是学生的解题思维。

围绕这两个维度,本文试着提出一些学习数学的技巧方法和注意事项,祝愿大家都能学好数学、考好数学!

第一,切莫只看重大脑的智力而不看重大脑的状态。

在数学领域,智力因素无法忽略,这是客观现实,自我欺骗没什么意思。

确实有些聪明的学生,很轻松便能学好数学,而有些学生无论怎么努力,都很难解出数学难题。

更残酷的是,对于中学生而言,由于已经发育得比较成熟,想要大幅度提升智力,似乎不太容易实现。

但是,智力并不是大脑性能的唯一因素,大脑状态的影响,包括劳累程度、情绪心态等,同样不可忽视。

相信很多人都能观察到一个现象,两个各方面差不多的学生,未必是谁更努力谁就学习更好,尤其是在数学方面

有些刻苦的学生,不只是起早贪黑,几乎是废寝忘食,想要快速进步的心态可以理解,然而大脑的超负荷也应该引起注意。

中学六年光阴,从少年成长为青年,如果大部分时间都睡不足觉、吃不好东西、高度紧张、极度疲累,大脑状态能好吗?

就算一个人智力再高,如果整日半睡半醒、情绪萎靡、心态焦躁,也无法学好数学。

更要紧的是,这不仅是大脑状态的问题,长此以往,可能导致大脑损伤,而如果大脑不健康,又如何能在比拼智力的数学考试中取得优势呢?

保养和适度开发大脑,任何时候都不算晚。过于急功近利的学习方法,无异于涸泽而渔。

确实有高智商天才存在,但即使是天才的成功也不是一蹴而就的

第二,一定要客观认识并熟悉自己的大脑性能。

这里举一个典型的例子:心算。心算,大家都多少学过一些,尽管心算有很多技巧,但是想必大家心里也清楚,这很考验大脑性能

熟练的心算,有助于提升学生解题的速度,毕竟一道数学题可能涉及几十次算术,如果每次都笔算,实在是太浪费时间。

可是,部分学生存在这样的问题,明明不擅长心算,却在考场上滥用心算,不仅容易导致粗心丢分,更容易导致学生在考试过程中始终忐忑,毕竟自己没法欺骗自己。

什么样的运算能准确无误的心算,什么样的运算必须通过笔算保持正确性,学生在日常就该拎清楚,不能因为担心笔算浪费时间而强行心算。

以此类推,学生应该对自己大脑性能有清晰的认识,比如,在日常学习中,什么时候适合解数学题,在考试的时候,什么样的题目大概率拿不到分。

过度高估自己的大脑性能,寄希望于出现超常状态,看似满腔热血,实则非常不利于合理安排计划,很容易因碰壁而陷入沮丧。

孙子曰:“知彼知己者,百战不殆;不知彼而知己,一胜一负;不知彼,不知己,每战必殆。”

试题是保密的,知彼知己是无法做到了,但是起码能做到自知者明,这样才能在学习和考试中保持平和的心态,避免过度患得患失。

曹操足智多谋,却兵败赤壁,正是因为不知彼不知己

第三,学习数学史大有帮助

经常听到这样的抱怨:“学数学有什么用?卖菜也用不着这么难。”

不少中学生认为数学无用,或者只是理智上知道数学有用,却不能从心里感受到数学的作用。

数学无用论当然是大错特错,做过学术的都知道,当今大部分学科的深入研究都需要数学能力的支撑,不会计量可能连论文都发不出去。

可是中学生很难感受到数学的实际用途,他们只能看到关于水池里一边进水一边放水的算术题,只能看到虚无的几何和缺乏背景的导数。

如果学生不能从内心深处感受和认同数学的作用,如何能激发真正的好奇和兴趣?如果毫不感兴趣,没有任何好奇,学习就变成了强迫,而强迫往往导致大脑不在状态,学习过程事倍功半。

适当学习数学史,可能是中学生了解数学意义的捷径。知其然知其所以然,中学生不仅要知道数学定律如何推导,更要知道当初为什么会推出这条定律,解决了哪些实际问题。

毕竟,比别人考得好,不应该成为中学数学唯一的学习目标。

中学数学还是比较初级的,与生活实际其实非常贴近

第四,通用的解题套路优于专用的解题套路。

虽然数学题目千变万化,但是在实际考试中,起码百分之八十的题目,不过是旧瓶装新酒。因此,解题套路尽管饱受争议,但确实管用。

解题套路不是什么新鲜东西,每个老师都会讲,每本书上都会写,没什么秘密可言,但是不同学生考出来的分数,却是天差地别

给大家打个简单的比方,武侠小说里,黄蓉学杂多家,却远不如郭靖专学降龙十八掌,兵器榜上千奇百怪,但谁也闪不开李寻欢的那一刀。

一个学生或许能背过几百种解题套路,但是真正精通的,通常不会超过十种,求多不如求精。

举个或许不那么恰当的例子:立体几何。立体几何可以衍生出很多问题,每种问题都有解题套路,精通了某种解题套路,对付某一类题目便游刃有余。

可是,一个学生能够精通的解题套路毕竟是有限的。

在实际的考试中,学生要先判断是哪种题目,再从脑海中找出对应的解题套路。如果不够熟练或者找不到,学生往往会慌了神,简单的题也不会做了。

向量几乎是解析立体几何的通用工具,或许并不是每道立体几何题目都合适用向量求解,但是向量有着以不变应百变的优势。

多花时间精通一些比较通用的解题套路,或许比追求每种题目的最优解题套路,更为实用。

一题多解确实有意义,但是过度追求一题多解,未必是明智的

第五,算法必须经过题海战术训练

武侠小说中常有这样的情节,某个少年被困世外之地,熟读武功秘籍,初出茅庐便天下无敌。

然而事实上,不参加任何实际搏击比赛的选手,就算打破再多沙袋,也不可能成为一流高手。

数学也是一样,你觉得这种题型你都会了,甚至看见题干就知道怎么做,不代表你真的会了。

计算机程序需要反复测试,即便反复测试之后,往往也要先上线内测版。数学也是一样,题海战术就是算法测试,熬过这一关,才知道自己会不会。

可能有些人会抨击,题海战术会耽误学生全面发展,禁锢学生思维能力,但实际上,适度的题海战术是必要的,哪个数学家不是做了大量的数学题?

当然了,也必须承认,即便是完全与当前考试的竞争压力相匹配的题海战术,也确实有些不合理和过度。

想在数学考试上多拿几分,难免会大量使用题海战术,学生花费大量时间沉浸在不断重复的题海中,只是为了多拿到那几分,对于培育人才确实未必是好事,但这是太宏大的话题,不在这里讨论。

题海战术虽然饱受批评,但也不宜全面否定,而是应该合理使用

第六,算法的算法比算法更重要。

如果学生不满足于中等偏上的分数,而是想在数学考试上出类拔萃,这部分内容很重要。

还是先打个比方:计算机与互联网代表了刚刚结束红利的第三次科技革命,而量子科技与人工智能代表了山雨欲来的第四次科技革命。

人工智能,就是算法的算法。程序员不再执着于编写一个具体的算法以解决具体的问题,而是编写人工智能程序。人工智能在海量数据的训练中,会自行生成解决问题的算法。

数学也是一样,数学题型千变万化,每次考试都会推陈出新,中学生短短几年而已,怎么可能熟悉这么多算法?

不少学生,一旦面临不熟悉的题型,便会阵脚大乱。但是真正的数学大考,怎么可能不遇到新题型呢?

特别是数学考试中比较难的题目,肯定是会有新花样的,不然无法在分数上拉开差距。

想要得数学高分的学生,应该适度放下对于算法的依赖,着重去训练算法的算法,提升解新题型、解难题的能力。

但这必然是有代价的,可能导致学生花费大量时间去解析难题,而且不能依靠参考答案的帮助,所以学生还是应该量力而行。

不过,对于任何学生,学习数学都应该去适度锻炼解析新题型的能力,如果总是依赖解题套路,像学习文科一样学习理科,明显是不科学的。

过于依赖解题套路的学习成果,往往是脆弱的,或许能在一些日常考试中取得高分,但是遇到真正的数学大考,可能会原形毕露。

人类一直试图改进电脑,以模仿人脑的算法之算法的能力,人脑更不应该自我放弃这个能力

在当今社会,除非是纯文科性的,否则大部分高端工作,都很难离开数学。一个人如果有扎实的数学功底,再搭配上对于编程等数学工具的熟练,确实像是有了一把终生好用的利剑,能够斩断很多障碍,带来意想不到的好处。说句功利点的话,计量能力不过关,毕业论文这关就不容易过啊。

祝愿大家都能鹏程万里、心想事成!