探秘:美国一流寄宿中学,如何培养数学竞赛冠军?

探秘:美国一流寄宿中学,如何培养数学竞赛冠军?


1. 数学的清晨

探秘:美国一流寄宿中学,如何培养数学竞赛冠军?

2016 年 4 月 2 日,一个略带寒意的清晨。Choate Rosemary Hall 校园里(以下简称 Choate),独自耸立的山毛榉树在随风轻轻摇荡。红砖灰瓦大烟囱的宿舍楼里,走出了几名早起的学生。

他们相约前往康州沃灵福德市的灰狗车站。这是一个周六的早晨,米色低矮的车站里,候车旅客并不多。

加油站的便利店里,当季热饮的广告牌已经摆出来了。店员们趁着生意不忙,正在清点商品。只有偶尔进店买烟或三明治的的士司机,会打断店员点货。

对于沃灵福德市的大多数人而言,这只是又一个普通的周六清晨。一周的学习和工作结束了,补觉自然是头等大事。

但是,对于 Choate 中学数学俱乐部的六名学生来说 ,这个早晨让他们既紧张又激动——他们即将奔赴耶鲁大学参加一场重要的数学竞赛。

好在,这不是他们第一次参加数学竞赛了。从学校里的模拟比赛,到 AMC ,再到 AIME ,他们身经百战。

那么,一次次数学竞赛的洗礼后,这些“小数学家们“收获如何呢?对于解决问题的勇气和热爱,是他们最庆幸的收获,除此之外,就是一个个沉甸甸的数学奖项。

Choate 中学的学生们并不孤独。

2. 红蓝/蓝红对决

在沃灵福德 200 公里外的安多佛,在 Phillips Academy Andover 中学里(注:中译名是安多佛,本文之后统一用英文校名简称 Andover),数学竞赛题并不让学生感到很陌生。


这所学校的数学课内容,有些部分与 AMC 这样的数学竞赛题目相似。

当然了,课内数学和竞赛数学的不同点还是多于相同点。

通常,老师在高中数学课堂中,会向学生讲解大量的数学知识,帮助学生解决”是什么“的问题。比如,老师会帮助学生理解三角函数中某个角的 sin 值该等于多少。

但竞赛数学就完全不同了。


如果竞赛数学要考察三角函数,出题人会默认学生已经熟练掌握了高中阶段的三角函数知识,熟练到能把这些数学知识当工具用,去创造性地解决陌生的数学问题。

探秘:美国一流寄宿中学,如何培养数学竞赛冠军?

好在 Andover 的数学课堂也常激励学生这样解题。老师经常会挑战他们的学生,让他们创造性地用数学工具解决复杂、满未知的数学难题。

从 Andover 有能力独立举办高水平的数学公开赛 (Math Open At Andover) ,我们就能看出,这所学校的许多老师和学生对数学竞赛有深刻的认知。

Math Open At Andover (MOAA) 有很多比赛项目,包括常规的 Speed Round, Accuracy Round ,以及致敬 HMMT 数学竞赛的 Gunga Bowl 。

老师教书能教到懂做题库,学生做题能做到懂出卷子,是了不起的成就。

那 Andover 是全美寄宿中学里,数学竞赛实力最强的吗?Yes 还是 No ?

和数学题不一样,这个问题没有标准答案。不过我猜有一所学校的师生应该会说 No 。

这所学校就是 Phillips Exeter Academy(以下简称 Exeter),位于新罕布什尔州艾克赛特市。

这两所学校间的竞争故事,我们可以说上三天三夜。从体育赛场和纯智力的竞技场,比如数学竞赛。

在数学竞赛上,Exeter 培养出了宋卓群。他曾连续五次在国际数学奥林匹克 (IMO) 中获得金牌。

探秘:美国一流寄宿中学,如何培养数学竞赛冠军?

除了宋卓群,还有很多 Exeter 学生拿过数学竞赛冠军。这成就多亏了冯祖鸣老师。

探秘:美国一流寄宿中学,如何培养数学竞赛冠军?


北大少年班背景的冯老师从 0 到 1 ,让 Exeter 成为了美国奥数人才基地。更了不起的是,冯祖鸣构建了一个奥数人才选拔机制,这个机制被美国数学竞赛界沿用至今。


大家应该经常听说,在很多美国学校里,数学好的孩子会被称为书呆子。


但在 Exeter ,冯祖鸣和其他老师一起,塑造了一种在美国中学校园中少见的文化——对数学天才和数学爱好者的尊重和欣赏。


这样的校园文化也帮助 Exeter 吸引来越来越多的数学人才。

作为老师,冯祖鸣也充分融入到 Exeter 的教学风格中去。在 Exeter ,有一种历史悠久的,叫 Harkness 的椭圆桌教学法。

和强调老师教 (instruct) 的传统教学方法相比,Harkness 教学法更强调学生言之有物地发言,以及学生间互相教学。你知道的,要把一个概念给别人讲清楚,你自己得先透彻理解这个概念。

这是费曼学习法的精髓,也是 Harkness 教学法的底层逻辑。

探秘:美国一流寄宿中学,如何培养数学竞赛冠军?

冯祖鸣老师的课堂就是充分践行 Harkness 教学理念的课堂。在课堂里,他鼓励和启发学生自己一步步得出数学问题的证明,他协调学生间的讨论,让讨论能更有效率和效果。

上这样的课,学生们必须事先做大量的准备,必须时常拷问自己:我能给我同学的智力成长做出哪些贡献?

说句题外话,如果你就读的高中没有这样好的数学学习氛围,你也别叹气。

只要你有足够的对数学知识的渴求,你完全可以自学。不要被自学的难度吓到。在此,我为你推荐一本斯坦福大学的数学解题能力自学教材:


探秘:美国一流寄宿中学,如何培养数学竞赛冠军?

读透这本书,并坚持用里面的方法练习,你就能不断精进你的数学创造力。

等你有了一定的数学解题中的创造力,你就会感受到,解决这些竞赛数学问题就像是玩一场高难度的密室逃脱。有时,你知道逃脱之门在哪,有时,你连门都找不到。就算你足够幸运地一眼就看到了逃脱之门,你也不知道房间里的哪样工具能帮你开门。

于是,你只能耐心地一个个工具地试。大多数时候,尝试的结果都是毫无结果,逃生的大门依旧严丝合缝——这可真让人丧气。

但如果你找到了对的工具,最终打开了门,那种成就感和程序员写了一晚上代码,试运行十几次都出错,最后终于运行成功的快感,是差不多——估计爱迪生找到钨丝时,也是类似的感觉。

这种快感会激活人脑的底层犒赏回路,激发你更频繁地调用自己的创造力,更耐心地直面难题。

不过,想要在诸如 AMC, USAMO 这样的数学竞赛中闪耀,光有创造力和耐心是不够的。那还需要什么呢?

3. 冠军之路

还需要在高压环境中管理时间的能力。

大多数的数学竞赛,不会给学生太充裕的解题时间。在电影《星际穿越》里,壮心未泯的老教授可以有十几年的时间解一个数学方程,但是在数学竞赛中,选手们通常只有 2 小时左右的时间。

在这么短的时间中,面对着越来越大的压力,哪些难题该果断放弃?哪些中等题无需纠结最后那一丝不确定性?哪些简单题应该聚精会神地秒杀?


这些问题考验中学生们的不仅是数学能力,更是高压环境中的时间管理能力,或者说是一种压力之下的快速决策能力。

许多成年人一辈子都不曾具备决断能力,别提在高压环境中的决断能力了,更别提还同时具备创造力和耐心了。

那怎样才能帮孩子培养这些能力呢?我们需要记住两个概念:

1)童子功

2)复利

先说童子功。上面提到的这些能力,越早帮孩子培养,越容易培养成功。

原因有三个。

第一,年龄小学东西快,这个原因很好理解,因此我就不赘述了。

第二,小时候培养这些能力,外部干扰因素较少。等孩子到了高二、高三时,家长才想起来要帮孩子培养,就有些困难了,因为这个年龄段的孩子有很多迫切需要完成的任务,比如标准化考试,比如大学申请。

第三,孩子长大了,家长在教育上能介入的空间就很小了。知乎上有个笑话是这么说的。问:20 岁学钢琴还来得及吗?答:来不及了,因为你妈已经打不过你了。

再说复利。大多数能力的培养都遵循一个朴素的原则:投入到刻意练习的时间越多,能力提升的幅度也就越大。许多当代人渴望速成,但速成只是妄念。

更重要的是,时间是有复利的。以学习数学竞赛为例,也就是说,其他条件不变,投入备赛 20 个月的回报,远大于 10 个月的回报。

20 > 10 x 2 ,这就是巴菲特所说的复利的力量。所以,备战数学竞赛,开始越早,收获就越不成比例得多。

对了,Choate Rosemary Hall 中学最终在 2016 年的数学竞赛领域大获全胜,有一名学生进入了美国国家集训队,这是该校十八年来的头一次。

| 全文完 |


对了,我们近期的一个大型有奖活动:


3 月 14 日 π 节,参与活动赢大奖!




我是本文编译者小萨。本文正文和图片汇编和翻译自以下几篇文章:


https://www.exeter.edu/faculty/zuming-feng

https://math.andover.edu/2019/02/05/what-is-competitive-math-and-why-is-it-so-much-fun/

https://obamawhitehouse.archives.gov/blog/2011/08/10/us-math-students-win-honors

https://patch.com/new-hampshire/exeter/phillips-exeter-student-excels-in-intl-math-contest

http://news.ifeng.com/a/20170414/50938971_0.shtml

https://phillipian.net/2012/11/29/chou-comes-in-sixth-place-out-of-400-participants-in-math-competition-andover-team-places-26th-overall/

https://math.andover.edu/2019/05/06/alumni-reflections-on-their-andover-math-experiences/

https://www.exeter.edu/news/james-lin-%E2%80%9918-sixth-world-international-math-competition


分享到:


相關文章: