讀書筆記--88《怎樣解題:數學思維的新方法》

書名:《怎樣解題:數學思維的新方法》

作者:[美]喬治·波利亞


      這是本闡述數學問題底層邏輯的書,作者是世界知名的數學家,也是一名數學大神。

      書中講解的不是具體的數學知識,而是解題的方法與技巧。正如作者說的,我們學習數學不僅是爲了做題,更重要的是要訓練數理思維能力,以便能將這些思考方法運用到日常工作及生活場景中。

      怎樣解題?作者給出的框架大體分三步:

      一、明確問題。

      解決問題,首先要搞清楚問題是什麼,並作出準確定義。現實生活中我們遇到問題一頭霧水的時候並不少見,如果沒弄清楚情況就一頭扎進去,其結果常會白費力氣,勞而無功。所以,解決問題就得像解數學題一樣,需先從題目的敘述開始,熟悉並且理解題目。

      簡單的問題可以一目瞭然,複雜的問題一時半會看不清、看不懂亦是常事。爲此,作者介紹了幾種增進問題理解的方法。

      第一種方法叫做“類比”。其核心策略是用熟悉的事物去解釋我們不熟悉的事物。比如用“巴甫洛夫的狗”類比“條件反射”、小米用“遙控器電商”來類比自己的生態鏈產業等。依靠相似性來解決問題,可以減少認知上的難度。

      第二種方法是“藉助圖形”。在分析題目時,可以將問題表述直接轉換爲圖形,通過畫圖的方式將抽象的表述轉化爲具體直觀的呈現。

      第三種方法叫做“分解和重組”。即在題目整體和細節之間切換觀察,先看整體,再看細節,對每一處細節都不放過,觀察完細節後再重回整體,把不同的細節組合起來思考,加深對問題的理解。

      以上三種方法都是把抽象模糊的概念變得生動形象化,幫助我們更好地理解問題,明確問題中的已知量和未知量,以利於後續能將未知轉化爲已知。

      二、找到解題思路。

      沒有思路怎麼辦?作者建議不妨試試以下工具:

      第一個工具叫做“特例”。當我們遇到一個泛泛的問題,感覺不好把握、無從下手時,可以先考慮一個特例,先暫時將問題的條件確定下來,用它投石問路,以此去探一探問題的內部結構。

      第二個工具叫做“逆向思維”。當正面思考很茫然時,可以從反向來推導。查理·芒格有一句經典語錄:“假如我知道自己會死在哪,那我永遠都不會去那個地方。”這也是一種結果導向的逆向思維。有些問題,當我們用正向思維也許認識上還不太清楚,換個角度逆向去思考,很可能會得到一個比較清醒的認知。

      第三個工具叫“盯住未知量”。在解題的過程中,要時刻牢記自己的目標,整個思考過程就是把自己大腦中所有的東西都抖落出來,然後去抓住一切細微的、與問題有關的東西。

      三、驗證結果。

      答案正確與否,需要進行驗證。在數理解題中常用的兩個驗證工具:一個是“量綱檢驗”,即代入單位檢查其是否相等;另一個是“特殊化”驗證,即代入數值檢查其是否成立。這兩個工具也常組合起來使用。

      在我們的日常使用場景中,驗證其實也是一個不斷試錯,不斷總結,不斷完善的過程。我們在行動中獲取經驗,在經驗中驗證反思找出規律,這些規律會作用於後續的行動……通過如此循環往復的迭代更新,我們可以不斷去打磨自己有效解決問題的實踐技能。

      讀完本書特意跟孩子分享探討了有關數學學習上的一些思考,我們爲什麼在壓軸題上失分較多?

      一是存在畏難情緒,自我設限及情緒緊張會讓人臨場思路不夠冷靜清晰。

      二是大題考察的是多個知識點,需要將分散的知識點串聯起來靈活運用,所以在學習中我們更要注重的,是去搭建自己的知識圖譜。

      三是遇到難題不會解,沒關係,先把“三步走”解題思維框架貫徹到位。讓自己冷靜下來認真讀題,圈出已知條件,聯繫對應知識點,在草稿紙上試着寫出自己所能想到的所有解題步驟,反覆推導、驗證所要求得的結果。人的思路一旦被打開,很可能問題就能迎刃而解了。

      四是學習中要注重覆盤總結,要善於在錯題中發現規律,形成對各類題型明晰的解題思路與答題方法,在腦海中構建不同的思維模型。特別是針對自己在解題中出現的“卡點”,一定要重點突破,不留遺漏和盲區。

    學習是件終身的事情,也是件較爲個人的事情。我們學習任何一項知識或技能,其實都不能只停留在學習的表面,一定要嘗試去挖掘其深層的東西,這樣才能真正找到規律、用對方法,在不斷地覆盤總結中迭代更新,得到真正的提升和成長。

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