認知心理學專家:學數學,刷三十道題,不如做好三道例題

不少人認為,要想學好數學,不論是小學生還是高中生,都要大量刷題。他們認為,數學就是一個需要在反覆做題中才能逐漸學會的學科,並且——不接受反駁。

一開始,專門研究“學習”的認知心理專家也是這麼認為的。他們認為:不僅是學數學,很多科目的學習,都需要學生在大量題目中學會每門課目的精髓。直到有一天,他們注意到了專家解題和新手解題的不同。

這裡所謂的“專家”,指的是學習好的人,我們把他們成為“學優生”。那麼學優生到底是怎麼解題的呢?

一、學霸和學渣解題時有什麼不同


原來,學優生在大腦中儲存了很多問題類型,他們遇到新題時,會試著找到新題目和舊知識的聯繫,迅速把新題歸為某一種類型。然後,按照舊知識提供的某一類型的思路和方法來解新題。

如果舊知識和新題有一定聯繫,但是和新題有一些區別,那麼他們會尋找新題中的隱含條件,看一看自己是否遺漏了條件。

如果還是不行,他們便會想辦法把新題中的條件變化一下,看看和舊知識有沒有聯繫。

經過這樣幾個回合,新題就這樣被舊知識解決了。

我們再來看一下新手解題的過程。新手往往是題目類型儲存過少,他們要麼找不到新題與以往題目類型的關係,要麼缺乏在大腦中搜尋以往題目類型的過程。所以,新手多數是直接試錯。


認知心理學專家:學數學,刷三十道題,不如做好三道例題


經過多次試錯,他們費力地找到了答案。而更多的時候,他們壓根做不對答案。然後,他們開始做新的題目,開始新一輪的大量試錯。

可以看出,其實新手大量試錯的過程,就是刷題的過程。

而學優生在解題前所搜索的舊知識,被認知心理學專家稱為“圖式”。它可以是數學原理、概念、規則和思路等。

由此,認知心理學專家得出一個結論,那就是:學好數學效果更好、效率更快的方法,應該是通過先學習圖式,之後再解題。這種學習方式又被稱為“樣例學習”。

樣例學習是一種“例中學”方式,而傳統的刷題則是一種“做中學”方式。

不過為什麼刷題被廣泛接受呢?因為人類最早就是從做中學到數學知識,領悟到數學原理的。但是這個過程太漫長了,例如到南北朝時期,祖沖之才對圓周率做出相對精確的解釋,而同時期的西方數學還沒有達到這個水平。

如今的數學體系已經非常龐雜,如果向天再借五百年,我們當然可以慢慢悠悠地從做中學。然而,每個孩子的學習時間是如此緊張,我們不應該捨近求遠。

因此,現代的數學教育家、數學家、認知心理學專家都主張:學好數學,應該採用樣例學習方式。


認知心理學專家:學數學,刷三十道題,不如做好三道例題


美國著名數學家和數學教育家波利亞在其經典暢銷書《怎樣解題》中也指出:教師指導學生解題的一個重要步驟就是,問學生這道題和他們以往學過的知識有什麼聯繫?

那麼該怎樣進行樣例學習呢?

要回答這個問題,我們首先要搞清楚樣例學習的原理。

二、樣例學習的原理


樣例學習的理論基礎是類比問題解決理論。也就是說,新的題目和舊知識存在類比關係。學生的解題過程,就是從基礎問題(舊知識)到目標問題(新題)的過程。

這有三個階段:1. 學生識別出與目標問題類似的基礎問題;2. 學生從基礎問題中抽象出解題規則或思路;3. 把解題思路用於解決目標問題。

如果學生只會大量刷題,而不注意總結題目類型,或者不進行專項訓練,那麼他們的基礎問題儲備就會嚴重不足。由此他們在第2步,也就是抽象出解題規則這一步,會耗費大量的認知資源,也就是說他們會學得非常累。

一旦學生的認知負荷過重,也就是一旦他們覺得學不動了,學得很辛苦時,他們用於解決新題的認知資源就已經枯竭了。也就是說,他們由於在抽象階段過於費力,因此已經沒有能力去答題了,這個時候要麼為了應付胡亂寫上答案,要麼乾脆放棄。

所以,樣例學習的關鍵在於減輕學生的認知負擔,也就是說別讓他們學得太累。



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三、樣例學習需要注意的問題

一個完整的樣例,包括三部分,分別是:待解決的問題、解題步驟,以及最終結果。

其中的重點在於解題步驟,這是學生認知負擔最重的部分。對於這一部分,學生一定要慢慢學習,切不可浮躁。

遺憾的是,大部分小學生都有眼高手低的毛病,他們看一眼解題步驟,就認為自己已經掌握的很好了,所以樣例學習的時間太短。

要解決這個問題,需要做到以下兩個方面:

  1. 讓學生就樣例做出自我解釋

自我解釋有兩種,一種是讓學生解釋自己是怎麼理解這些解題步驟的;另一種是讓學生預測下一步解法,並檢查以下自己的預測是否與樣例一致。

  1. 提供不完整樣例

需要注意的是,一般來說,應首先提供完整樣例讓學生學習。只有當我們判斷學生可能高估了自己的樣例學習效果時,才提供不完整樣例,並讓學生補充完整。

當然,如果學習內容比較難,學生一般不會高估自己的能力。這個時候學生就需要反覆學習樣例,直至熟練。

可以看出,學好數學的關鍵是讓學生反覆學習樣例(可以理解為例題),特別是其中的解題步驟,而不是讓學生一套試卷一套試卷地刷下去。

最無效的方式就是,學生做完一套題,老師按照順序一道題一道題地講下來。這個過程最大的缺陷是學生缺乏對樣例的學習,而是對每一道題的解題步驟給予了同樣的時間和注意力。

如果一定要做題,那麼一定要進行專項訓練。也就是說,一個專題一個專題地做。但是,大多人做題的最大問題在於:給樣例的時間太少,認為樣例已經掌握,所以立刻去刷題。


認知心理學專家:學數學,刷三十道題,不如做好三道例題


有的人會說,刷題的時候,會遇到很多變式題,這對於孩子加深和拓展對 原有樣例的理解是很有好處的。這話嚴格說起來倒也沒有錯,只是效率太低,效果也不好。

正確的做法應該是把這些變式題做一些篩選,選出比較經典、常見的,然後把它們與之前的樣例合為一體,做成一個樣例集。這在樣例學習中被稱為“變異性樣例”。

這樣集中學習的好處是,大大降低學生的認知負擔,不會讓學生感到很累,減少學習時間,提高學習效果。

總結一下,要想學好數學,最好的辦法不是瘋狂刷題,而是進行樣例學習學習,拿出足夠的時間、更多的精力分配給解題步驟的學習。只有這樣,學生才能迅速在大腦中建立數學題目類型庫,才能在以後的學習中舉一反三,事半功倍。


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