丘成桐:数学教材应该调整,初三高三一整年备考太长了

11月12日,2023年度邵逸夫奖颁奖典礼在香港举行,华人数学家丘成桐获得邵逸夫数学科学奖。丘成桐教授是享誉国际的数学家,当代世界最具影响力的数学家之一,是目前全球唯一一位包揽菲尔兹奖、沃尔夫奖、克拉福德奖、马塞尔格罗斯曼奖四大科学奖的科学家。十多年来,他先后设立面向中学生的丘成桐中学科学奖、成立丘成桐数学英才班,推出数学科学领军人才计划,建立求真书院,发起国际基础科学大会。如今回到中国的他,依旧有一份振兴中国数学和基础学科的雄心。近日,本报记者在北京对话了这位享誉全球的数学家。


丘成桐在邵逸夫奖颁奖礼现场。邵逸夫基金会提供。

获得邵逸夫奖倍感荣幸

记者:您最近获得邵逸夫奖,有何感想?

丘成桐:2022年,我全职加入清华大学。小时候,我的父亲告诉我,一个人应该为自己的民族做贡献。我与中国数学界有着深厚的连接。我在清华大学创办了求真书院,招收有天赋的中学生,将他们培养成为数学和基础科学领域的领军人物。我十分感激国家以及清华大学对我的支持。这一次荣获邵逸夫奖,我倍感荣幸。对我来说,邵逸夫奖是我获得的众多奖项和荣誉之中最特别的一个,它来自我长大的城市。我想借此机会感谢我的父亲为我树立远大的目标,感谢我的母亲告诉我如何应对生活中的艰辛,感谢我的妻子和两个儿子对我的爱和支持。

记者:这些年您一直致力于在中国开展数学基础教育的推广。具体做了哪些工作?

丘成桐: 2021年,我在清华大学设立求真书院,期望未来8年能有一批中国本土培养的世界数学前沿领军人才从这个计划中成长起来。求真书院招收的学生年龄跨度从初三到高三,被甄选入院的学生将不用高考,直接完成本硕博的课程。基本上,最早一批的学生在我们的培养下,已经成长为世界一流的学生,我们要继续培养他们直到博士毕业。有些学生大学第3年就已经有能力做博士题目了。在这个过程中我发现,中国的孩子其实都有天分,我们不缺有天赋的孩子,目前缺的是高水平的老师。


丘成桐。受访者提供。

数学是基础科学之基

记者:今年几位诺贝尔物理学奖得主在接受我们采访时都提出,数学非常重要。您怎么看?

丘成桐:数学是基础科学的基础,生活的方方面面都用得到,也关系着人类科学的发展、文明的进程。到了21世纪,物理不可能没有数学,数学也受到物理很重要的影响。在求真书院,我们提倡数学物理并重,打牢基础,学好必要的工具,才能在这两方面都做出很重要的突破。

记者:对于不同的年龄阶段,如何培养学生?

丘成桐:小学阶段主要是多培养学生的兴趣,参与一些高水平的科普。要给孩子思考的空间,允许他们自由发挥。不要只为了考试而刷题。同样的题目,要让学生用不同的解题方法,不要什么题都设置标准答案。允许学生用不同的方法去解决问题,哪怕最后的结果错了,但在这个过程中如果有思考,错了也没关系。

从小培养孩子的兴趣很重要。如果孩子对这个东西不感兴趣,硬逼着他去做这个事情,往往不会有好的结果。多看一些有趣的内容,数学里边有很多故事,可以多跟孩子讲,比如,很多大数学家都是有故事的。

以我个人的成长为例,在我很小的时候,父亲就开始对我进行文学、历史的启蒙教育。他经常要求我们背诵古诗、练习书法。这些早期训练激发了我对文史的浓厚兴趣,对我的一生都有着深厚的影响。父亲常常邀请学生们到家中,一起探讨中国和希腊哲学的问题。虽然我当时对这些还不太懂,但那些抽象的概念却给我留下了深刻的印象,直接影响了我日后对数学的兴趣。


丘成桐先生在自己的办公室

刷题毁了孩子做学问的兴趣

记者:如何培养孩子做学问的兴趣?

丘成桐:不止要让孩子只对数学感兴趣,也要鼓励他们学好文学等多个学科,我希望求真书院的学生成为通才。所有学问最终都离不开独立思考。如何学会思考,单靠数学一门学科是不能解决的。

我认为,影响学生做学问的兴趣,最主要的就是备考的时间过长。初三、高三都是一整年准备考试。大量刷题让学生很熟练,但很机械,学生对数学以及做学问的兴趣荡然无存。就比如,你第一次吃牛排觉得很好吃,第四次,第五次,每天都吃牛排,到了最后就不想吃牛排了。适当的练习是学好数学的必要条件,但是大量的、反复的练习对提高数学水平的作用是极为有限的,无法促进思考能力和创造能力的提高。所以我说,刷题扼杀了学生对做学问的兴趣。其次是学生不敢问问题,老师也不喜欢学生问很多问题。

家长应该多考量孩子的兴趣。中国有才华的学生很多,但不是所有的学生都适合做数学研究,有些家长看到我们求真书院,千方百计让孩子来学,结果孩子兴趣不大,学起来很辛苦,时间也浪费了。但家长觉得很光荣。这样真的要不得。

记者:如何才能进一步提升思考的能力?

丘成桐: 我们做学问要睁开眼睛,开阔思路,一个人的思维或能力毕竟有限,一方面是看他人的文章,听他人的讲座,另一方面就是请教名家。你去请教别人的时候,别人可能不知道你在做什么,也不可能给你提供直接的意见。假如能够直接提供给你意见,甚至一语中的帮你解决问题的话,那么你的这个问题不见得是很重要的问题,或者你对这个问题的思考还不够深入。数学本来就是一门不停改进自己、不断自我革命的一门学问,这二三十年来,数学至少有10到20个很重要的方向发展出来,所以大学期间能够有机会尽量去听不同的课,对自己是大有裨益的。念纯数学的人,也应当去听应用数学或物理方面的课。听讲座时,即使放松一些,也没有什么关系。现在数学问题越来越复杂,有些大的问题要几十个人一同来做,如果在其中一小步你有贡献,那也是很有价值的,那你也对后世有影响。

记者:中国学生每年在数学国际奥林匹克竞赛(IMO)中获奖的不少,但最终能够转化成优秀的科学家和发明家的却并不多。

丘成桐:数学国际奥林匹克比赛是一种考试,不是做研究。虽然叫作奥林匹克,但是和奥运会不同,不代表数学研究的最高水平。即便一名学生数学考试每次都得第一名,也不意味着能做出好的研究。考试是人家给的题目,做研究是自己做自己的题目,自己给自己出题。对于奥赛参赛者来说,考得最好,顶多和出题者水平差不多,国际上,几乎没有大数学家参与数学奥林匹克比赛出题。一个能在半小时内答出来的题目,其深度必然有限。而一个有深度的学问,一般要花几年时间,一张纸,几个验算就能答出来的问题,那不是大学问。所以,在数学国际奥林匹克竞赛中获奖,并不能说明学生的数学天赋,更不能说明学生做研究的能力和创新能力。

记者:您曾长期在哈佛大学数学系任职,您感觉哈佛大学有何值得借鉴的?

丘成桐:哈佛大学招收的是来自全球最优秀的学生。大学的教育,重要的就是师资。哈佛大学聚集了大量的全世界最顶尖的大师,中国目前相对还是少一些。此外,在哈佛,大学者也要给学生上课。哈佛大学的学生也要发表论文,尤其是研究生。当然,我们看中的是高水平论文的数量,看论文的影响力。世界上评定一个专家是否有水平还是要看论文,而且要高水平论文,看的是论文的质量,而不是论文的数量。

要针对不同需求设计数学教育

记者:您一直在提倡对数学人才的培养要针对不同学生有所区别?

丘成桐:每个人的天赋不同,不可能每个人都去当数学家。基础要好,对理科来说,数学是必修的。但是对每个学生,数学要念多深,这是值得探讨的。比如文科、工科,一点数学也够用了。但如果有志于成为数学家或者基础物理学家,也要为他们创造条件,允许他们深入钻研,学习更高深的知识。

比如说,清华大学丘成桐数学科学领军人才培养计划面向全球招收中学阶段综合优秀且具有突出数学潜质及特长的学生,每年不超过100人。其中面向内地招收初中三年级至高中三年级学生。通过考核的学生无需参加高考,将直接录取至清华大学数学与应用数学专业(八年制),采用“3+2+3”培养模式,从本科连续培养至博士研究生阶段。

记者:您曾讲过做学问的三个阶段,最高一个阶段是“豁达”,为何这么理解?

丘成桐:第一个阶段是远望。基本功一定要在做学生的时候学好。很多本科毕业或是拿了博士学位的学生,做研究时不会再去做习题,遇到一些比较复杂的计算时,也不愿意仔细地去计算,殊不知很多基本的想法就是从复杂的计算里面领悟出来的。一项研究,外人最终只看到漂亮的结果,但中间可能经过大量的计算。往往做了100次计算,99次都是错的,最后一次才是成功的。一些研究生的论文是历史上有名的著作,为什么?他们花三四年的工夫,从不懂到懂,把前面遮眼的小树砍掉,才能看得远。

第二个阶段是热情。在追求一个好的命题的时候,中间要花很多工夫,有时候甚至是很痛苦的,就像追求爱情一样。做学问需要这种热情。

第三个阶段是豁达。我们做学问跟人找对象一样,有时候不一定看到一个固定目标,也会看到其他人。就好像我们要解决庞加莱猜想,朝着这个目标努力,即使最后还没解决它,可是在这个过程中解决了其他的命题,这是数学历史上常常有的情况,很多人都有这个经验,你明明是想要解决这个问题,结果却解决了其他的问题,甚至一些很重要的问题都被我们解决了。


位于清华大学校园内的丘成桐数学科学中心

孩子数学好就跳级?

不赞成 跳级不利于孩子的成长

记者:在你看来,学好数学天赋重要还是后天努力重要?

丘成桐:学好数学需要积累很多经验才可以完成进阶,不可能没有学过、没有看过前人著作,只靠灵感来解决数学问题。我从初中二年级开始,对几何产生很大兴趣,几何里的5个公理能够推导平面几何所有的定理,我觉得这非常有趣。一路学习,会不断发现吸引着我们向前走的东西。

记者:很多家长发现自己的孩子在数学方面的天赋不错,有想让孩子跳级的想法。在你看来,跳级是否更有利于孩子天赋的发挥?

丘成桐:我不赞成跳级,如果因为数学成绩好,就考虑跳级,往往得不偿失。数学这门学科跟其他学科密切相连。我们看到,一些大学者、大数学家,他们往往有着很高的文史哲功底,数学家的成长,离不开其他学科的浸润。我个人现在也经常读书,看各种文章。一个做学问的人,如果没有广阔的视野,是不可能做出对社会、对人类有重大价值的大学问来的。

在中小学阶段,数学对于大多数学生来说是一个具有挑战性的学科。与此同时,很多家长看到孩子的数学学习成绩好,就觉得孩子很聪明,甚至觉得孩子是天才,在孩子很小的时候就让孩子参加各种培训班,考虑让孩子跳级。但是,一些家长考虑是否跳级的出发点不是从孩子的成长考量,而是觉得自己培养了一个天才少年,这是完全错误的。

如果跳级,孩子可能会面临缺少同伴、缺少关爱、缺少交流,甚至深陷孤独,这对孩子的成长是非常不利的。我在海外就曾经遇到过类似的案例。

记者:还有些家长担心自己的孩子学数学将来不好就业,还不如学计算机、工程这些专业好找工作,于是让自己的孩子放弃学数学,您怎么看?

丘成桐:家长应该少一点干涉孩子的选择。此外,如果数学学不好,在金融学、计算机专业大概也很难做出成绩。为什么?数学是基础,是柱石。例如,在金融行业中,可以通过建立数学模型预测市场走势和风险。国外名校的毕业生,数学专业在就业市场上很受欢迎。所以,担心将来不好找工作,不应该成为家长不让孩子学数学的理由。

记者:您觉得我们要培养出更多“数学大师”,还需要在哪些方面做出改进?

丘成桐:我个人的能力有限,还要靠国家和政府。我主要谈三点,第一,我们的数学教育体系应该做出调整,首先是教材,有些知识,比如微积分应该调整到高中阶段。

第二,顶尖学者要多给学生上课,参与高质量科普。只有讲求学问的传承,才能让大量年轻的优秀学者涌现出来。

第三,我们的家长要有自信,相信我们自己的大学也能培养出能做大学问的大师来。很多家长热衷于送孩子出国,其实很多中国的大学并不比美国的大学差。全美的顶尖大学就那么二三十所,一所学校每年就招收不超过30名中国学生,每年招收中国学生不过千名。大量的学生其实去了美国三流、四流甚至不入流的大学。所以家长要改变这种盲目的心态。

文/广州日报·新花城记者:肖欢欢

图/广州日报·新花城记者:肖欢欢(署名除外)

广州日报·新花城编辑 蔡凌跃


@广州日报 版权所有 转载需经授权
蔡凌跃 开心就是赢
更多文章
肖欢欢
更多文章