華羅庚的數學思想

從熟能生巧說起

 

“熟能生巧”是中國的教育古訓。不過,時下的教育理念,卻完全摒棄了這一觀點。這句話翻譯成英是“Practice  make  perfect”,國外的教育家大多不贊成。國內的教育家也認爲“熟能生巧”幾近於“死記硬背”,將它丟在一邊不予理睬。

 

那麼我們看看華先生是怎麼說的。華先生在“聰明在於學習,天才由於積累” [1]一文中認爲:向科學進軍必須“腳踏實地,循序前進,打好基礎”。接着,有一段非常精闢的論述:

 

“我想順便和大家談談兩個方法問題。我認爲,方法中最主要的一個問題,就是‘熟能生巧’。 搞任何東西都要熟,熟了纔能有所發明和發現。但是我這裏所說的熟,並不是要大家死背定律和公式,或死記人家現成的結論。不,熟的不一定會背,背不一定就熟。如果有人拿過去讀過的書來唸十遍、二十遍,卻不能深刻地理解和運用,那我說這不叫熟,這是念經,熟就是要掌握你所研究的學科的主要環節,要懂得前人是怎樣思考和發明這些東西的。”

 

古老的教育箴言“熟能生巧”,經過華先生一解釋,將它和死記硬背區分開來,就可以成爲數學教育的一個基本出發點。我們在中小學教學中, 對一些基本的內容,必須做到“熟能生巧”。

 

一個有意思的事情是,數學大師陳省身,同樣在數學教育中倡導“熟能生巧”。2004年12 月7日,中央電視臺《東方之子》播出對陳省身“幾何人生”的採訪,記者李小萌評論說:“面對成功, 陳省身說他只是熟能生巧而已。”接着,陳先生說:“ 所有這些東西一定要做得多了,比較熟練了,對於它的奧妙有了解,就有意思。所以比方說在廚房裏頭炒菜,你做個菜,炒個木須肉,這個菜炒了幾十年以後,是瞭解得比較多,很清楚,數學也這樣子,有些工作一定要重複,才能夠精,才能夠創新,才能做新的東西。”

 

兩位大師的見解如此相同,我們當知“熟能生巧”對創新的重要性了。現如今,講創新的言論遍地皆是,卻對“熟能生巧”諱莫如深,實在不是一種好的傾向。

 

讀書要“從薄到厚”,然後“從厚到薄”

 

如果說“熟能生巧”,還是借用古人的話來談打好基礎的重要性,那麼華先生關於“厚薄讀書法”則是關於“基礎與創新”的全新創見。1962年,華先生在《中國青年》發表《學與識》的文章,根據他多年積累的治學經驗,明確地提出了“由薄到厚”和“由厚到薄”的 兩階段讀書法。這一充滿個性的語言,立即傳遍大江南北,現已成爲中國數學教育理論的寶貴遺產,至今我還清楚地記得當初讀到這篇文章時的心靈震撼。

 

做研究要打好基礎,人所共知;做學問要弄懂弄通,人所共求。但究竟怎樣算打好基礎了?什麼是把知識“弄懂”了?卻難以說得清楚,心理學上有種種界定,也是雲裏霧裏。華先生的這一“厚薄讀書法”,就把這層窗戶紙捅破了。華先生說:

 

“有人說,基礎、基礎,何時是了?天天打基礎,何時是夠?據我看來,要真正打好基礎,有兩個必經的過程:即‘由薄到厚’和‘由厚到薄的過程。‘由薄到厚’是學習、接受的過程,‘由厚到薄’是消化、提煉的過程。
經過‘由薄到厚”和‘由厚到薄’的過程,對所學的東西做到懂,徹底懂,經過消化的懂,我們的基礎就算是真正的打好了,有了這個基礎,以後學習就可以大大加快,這個過程也體現了學習和科學研究上循序漸進的規律。”

 

打基礎與創新的關係,是當前數學教育一個十分重大的課題。國家需要創新人才,但是中小學教育是基礎教育。基礎教育要打基礎,天經地義。在基礎教育階段,學生還沒有能力做到真正的“創新”。那麼,基礎教育應該怎麼做呢?按照華先生的意見,就應該是按照“厚薄讀書法”的含義去做。第一步是讓學生吸取知識,反覆練習,廣泛涉獵,加進自己的理解,把書讀“厚”,然後是第二步,幫助學生通過反覆咀嚼,消化吸收,自己總結經驗,包括數學問題解決的經驗,能夠提綱挈領,如數家珍似的把知識融會貫通。這樣做,既是打基礎,又是創新。中小學生能夠做到這樣,將來的發展前途必然廣闊,創新的機會大大增多。這對當前的某些假“創新”之名,行功利之實的浮躁風氣,實在是一劑令人清醒的良藥。

 

這裏,我們也不妨引用吳文俊先生的話加以佐證。吳先生說[2]

 

“關於創新的含義,牛頓曾說,他之所以能夠獲得衆多成就,是因爲他站在過去巨人的肩膀上,得以居高而望遠。我國也有類似的說法,叫推陳出新。我非常贊成和推崇‘推陳出新’這句話。有了陳纔有新,不能都講新,沒有陳哪來新!創新是要有基礎的,只有瞭解得透,有較寬的知識面,纔會有洞見,纔有底氣,纔可能創新!其實新和舊之間是有辯證的內在聯繫的。所謂陳,包括國內外古往今來科技方面所積累的許多先進成果。我們應該認真學習,有分析有批判地充分吸收。”

 

基礎教育的創新,不能強求學生去做一些他們不喜歡的所謂“探究”工作。學生的創新,主要在於把“陳”瞭解得透,把“厚”書讀“薄”。

 

數學見識之一:“數形結合百般好”

 

華先生的數學教育名言中,以“數形結合”一詞流傳最廣。你走到任何一所學校,問任何一位數學老師,沒有不知道“數形結合”的。我沒有考證,在華先生之前,是否有人提出過“數形結合”,但是可以肯定,“數形結合”能夠走進中國每一位數學教師的心田,是從華羅庚先生的一首教學詩開始的:

 

數與形,本是相倚依,焉能分作兩邊飛。數缺形時少直覺,形少數時難入微。數形結合百般好,隔裂分家萬事非。切莫忘,幾何代數統一體,永遠聯繫切莫離。

 

華先生在談到“知識、學識、見識”[3]時說道:“知了,學了,見了,這還不夠,還要有個提高過程,即識的過程。因爲我們要認識事物的本質,達到靈活運用,變爲自己的東西,就必須知而識之,學而識之,見而識之,不斷提高。”什麼是“識”?我想“數形結合”就是一個範例。

 

清代袁枚說過“學如箭簇,才如弓弩,識以領之,方能中鵲”。說得很對。我們的數學教育理論中,強調不能只學知識,還要培養能力。這當然對。但是,你有能力卻沒有見識,把箭亂放一通,怎能打中目標?

 

華先生提倡“識”,對數學教育的啓示是,需要培養數學意識,用你的能力,把箭發向那個需要射中的目標。如何培養學生的“識”,是一個值得研究的課題。

 

“弄斧班門”

 

最後,我們要提到華先生關於“弄斧必到班門”的名言。真正的“弄斧班門”,需要勇氣、自信、膽量和能力,不是每個人都能達到的。但是作爲期望的目標,還是要有一點精神,正如“不想做元帥的士兵不是好士兵”的說法那樣。值得提到的是,華羅庚先生在1980年應邀在國際數學教育大會上作大會發言,題目是“在中華人民共和國普及數學方法的若干個人體會”[4]。這幾乎是一個數學教育工作者能夠得到的最高榮譽。

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