数学家给出的解题思路,生活困惑的你及高考学子,错过将会后悔

教育部透露,目前,全国31个省高三年级学生均已返校复学,各地中学根据调整后的高考时间优化调整教学计划安排,结合实际情况制订今年高考的疫情防控工作标准和具体工作方案,有条不紊地推进高考各项准备工作。如何获得高分成了大家关注的焦点,要获得高分,最终的落脚点是如何更好的解题。

数学家给出的解题思路,生活困惑的你及高考学子,错过将会后悔

最近,在看一本书《怎样解题: 数学竞赛攻关宝典》,书中介绍了好多解题方法,这些方法不知可以用来解题,还能用于解决人生的困惑,现与大家共同分享。

本书由著名数学家乔治·波利亚所著。书中波利亚讲解并非是具体的数学知识,而是解答数学问题的底层逻辑。因此,这本书,成为无数数学爱好者刻苦钻研的武林秘籍。

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就算不搞数学研究,波利亚的数学思维也可以迁移到更广或者场景中。即使是我们每天所要解决各种生活中的问题,小到衣食住行,大到人生抉择,《怎样解题》一书中提供的思考方法,都能帮助我们更好地解决这些问题。

波利亚在书中写到:解题是一种实践性技能,我们可以通过模仿和实践来学会任何一种实践性技能。

如何开始解题?

万事开头难,解题也是一样。当我们面对一道问题,我们应该哪里开始呢?波利亚告诉我们,应该从题目的叙述开始,让自己熟悉题目并且理解题目。

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这个过程乍一看,好像是老生常谈,没什么新鲜的,实际上,至关重要。理解题目的过程,就是你制定目标的过程,你的目标越清晰,你越知道自己应该用什么样的策略对待这道题目,同时,你也能把更多的注意力放在解题的过程中。

如何快速理解题目?

第一种方法,叫做类比。

核心的策略是,找一种我们熟悉的东西,它的特性和题目类似。这样,我们就能借助熟悉的东西去理解陌生的东西。

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有一个笑话:一位数学家想改行,去消防队应征消防员,消防队长说那我面试一下你,带数学家去了消防队后边的小巷,巷子里面有一间仓库,一个消防栓和一卷软管。

消防队长问:如果仓库起火了,你怎么办呢?数学家说:我把软管接在消防栓上,打开水龙头,把火浇灭。

消防队长说:不错不错。如果仓库没有起火,那你怎么办呢?数学家想了半天说:那我就把仓库点着。消防队长说:啊?为什么这样?数学家说:这样,我就把问题简化为一个我已经解决过的问题了。

这虽然只是一个段子,实际情况当然不会这样。但我们能看出一点,那就是用已经解决过的问题,去类比尚未解决了问题,这是数学家们经常使用的思维方式。

第二种方法是借助图形。

如果面对的是几何问题,我们当然要画图,可是面对其他问题,波利亚也强烈建议我们用图形帮助我们理解题目。

第三种方法叫分解和重组。

面对困难是,我们不可能事先知道哪些细节最终会是必要的,哪些又不会是。如果不看看细节,只考虑整体,又未必能深入的理解这道题目。

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聪明的做法是不断切换视角。先整体观察题目,然后观察细节,一个细节打动了你,于是你对它集中注意力,再接下来观察另一个细节,每个细节都观察到了之后,再回到整体。

最后,把不同的细节组合起来,看看能不能有新的收获。

这三种方法的背后,其实是一个基本策略:先尽可能清晰、生动地使整个题目形象化。如果能把抽象的概念变得形象就说明你已经成功理解题目了。

除此之外,波里亚还特别提醒我们,在理解题目时,要死死盯住一点——就是题目中的未知量。

有一道这样的题目:一只熊向正南走一公里,然后改变方向,向正东走一公里,再向正北走一公里,此时他正好回到了起点,请问这只熊是什么颜色的?

这道题的未知量是什么?是一只熊的颜色。但是,怎么能从数学数据中得出一只熊的颜色呢?这有点奇怪。

通常情况下,向南一公里向东一公里,再向北一公里,应该再向西走一公里才能回到出发点。那为什么这只熊,按照题目的方式,只走了三公里就能回到出发点呢?这个矛盾点,才是这道题真正的未知量。

走三条线,回到起点那就应该是个三角形,向南、向东再向北,可以走出一个三角形吗?有了。站在北极点,朝着任何一个方向走,都是向南走,而从任何一个位置向北极点走,都是向北走。这样的话,这只熊从北极点出发,向南、向东、向北就可以走一个三角形,回到出发点。

既然是北极点附近,那么这只熊应该是一只北极熊,当然就是白色的。

你看,抓住未知量,你就抓住了题目的关键。类比、画图,还有分解和重组,这些方法也能帮助你更好地理解题目。

如何找解题思路?

思路并非就像动画片里一样,脑中一个小灯泡突然亮起来,就算有了思路。其实寻找思路,有两个非常好用的工具。

第一个工具,叫做特例。没有思路的时候,不妨用特例帮助自己思考。

一个泛泛的问题,往往让人有一种无法把握、无从下手,无法抓住里面任何东西的感觉,这是因为条件太多,所以,看起来从哪个条件都没法入手。那怎么减少这种不确定性呢?可以先考虑一个特例,这样就能使得问题的条件确定下来,帮助我们探一探问题的内部结构。

第二个工具,叫做逆向思维。正面思考感觉茫然的时候,不妨尝试反过来推导。

就如同玩迷宫游戏,从入口进去想要找到出口非常麻烦。如果把迷宫画到纸上,这事儿就能变得非常简单。从出口出发,寻找去入口的路线,这种逆向思维,往往就能简单很多。

数学家给出的解题思路,生活困惑的你及高考学子,错过将会后悔

当你找到一个灵感,最后发现这个思路走不通,那也不必气馁。因为你在寻找思路的过程,常常就是一个试错的过程,你的猜想可能是错误的,但是这样的猜想,通常至少会包含真理的一个片段。

一个错误的思路,并不代表没有价值,根本没有想法才是真正糟糕。

找到答案并非就是终点,还需要反思解题的过程。在回顾的过程中,你也许能找到一个更好的新解答,找出新的有趣的事实。就算没有,如果你养成了以这种方式回顾和仔细检查你的解答的习惯,你就将会获得一些条理分明、随时可以使用的知识。

这本书,对于不解数学题的你有什么意义呢?它提供了解决问题的四个关键步骤:

第一步,熟悉题目并且理解题目。尤其是要抓住未知量,因为抓住了未知量,就是锚定了你的目标。

第二步,了解已知数据和未知量之间有什么关系,寻找解题的思路,也就是为自己拟定一个方案。

第三步,执行方案。

第四步,验证你得到了答案,确认它是否正确。

第五步,回顾,只有经过主动的回顾,你才可以把解题过程中用到的那些有创造性的手段,变成未来可以重复使用的方法。

有人说过:方法和手段大的不同,方法就是你用了两次的手段。愿备考的学子,困惑的你都能找到解决问题的方法。


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