如何学好数学?
我们在闯关式的数学学习后,会遗忘大部分内容,如果说高中数学学习剩下什么东西的话,那就是我们的数学直觉。比如一个小学生的作业:365×12=3699我们之所以不需要动笔计算,就可以一眼就判断出这个计算是错误的,是因为我们知道个位数一定是0,如果再进一步365×12结果一定大于4000,因为350×10+350×2=3500+700=4200,这个估计是在数学直觉的支配下完成的。一般小学生对乘法的理解还不是很深刻,所以他只能按部就班地列出乘法的计算步骤。同样的道理,当我们对一个概念的理解还没有上升到直觉的时候,也要老老实实地按部就班地按照套路去做,而套路对我们的大脑来说是没有意义的程序,我们只有从事对自己有意义的事情,才会有兴趣和动力,所以就像小学生不喜欢做乘法计算一样,我们也会认为高中的数学问题无聊且难懂,但对那些已经将高中知识点的理解上升到直觉的同学而言,数学就脱离了机械的套路,一切都是有趣且充满意义的。
简单的乘法运算我们能够凭感觉估计个大概,那么三角函数、指数函数和对数函数、椭圆、双曲线、虚数、二项展开、微积分、条件概率等这些复杂的概念怎样凭直觉去理解呢?换句话说,这些复杂的概念怎样和我们已知的简单的概念联系起来呢?如果你读完后面的十章内容,你就会知道我把看作是高,看作是宽,指数函数是求最终数量,对数函数是求达到最终数量所需要的时间,椭圆标准方程是单位圆的左右伸缩,双曲线标准方程的渐近线是x趋向无穷大时y的表现,虚数是旋转90度,二项展开就是Mississippi问题,微积分则是更为精细的乘法运算和除法运算,条件概率是当新的信息加入后,对原有的估计的修正,当然后面章节中还有更多的精彩的数学直觉等着大家去发现,仅从上面的几个例子就能看出,我所说的数学直觉是指把复杂的概念“降级”为简单的日常语言和简单的模型,我们的大脑对这些简单的语言和模型的理解直接且透彻,就像理解一样,已经上升为感觉。在直觉化的过程中,我们可以用到的思维武器有:联想类比法、图像法、经典例子法、翻译为平常的语言等。
数学家们的独特之处在于他们始终拥有着孩童般的思维模式,能将一个新的概念通过联想和类比与原有的知识储备建立联系,看到单位圆就联想到剧院的圆顶,看到就联想到圆顶中巨型屏幕的高,看到负号就想到逆时针旋转180度,看到虚数“i”就想到逆时针旋转90度,还可以是更为抽象的类比,f(2x)相对于f(x)就类似于电影中的快进,单位时间播放的内容是以前的二倍;正弦定理讲的是法官可以从有限的证据中判断出案件的大体轮廓,余弦定理讲的是一个寺院里两个和尚的才艺互补还是互斥。正如孩子是通过美味的冰淇淋感知圆锥的,我们也可以通过联想和类比直觉地感受到三角函数、虚数、图像的变换等概念的“模样”。
数学是一门语言,语言是用来表达思想的,我们把“100%的利率每分每秒连续增长一年的收益率”表达为自然对数底e,所以数学是高度简洁的语言。然而正如我们不会期待一个不知手语或摩斯密码背后含义的人直接用手语或密码交流,我们也不应该期待一个不知一串数学符号和公式背后含义的学生就能自然而然地应用这些符号和公式。我们需要做一个反向操作,即把这些简洁的符号和公式翻译回当初他们要来表达的思想,我称这个过程为翻译为平常的语言。比如向量积化和差的公式:
用平常的语言可以表述为:α和β同方向的乘积=1/4乘以对角线长度的平方差;
sinx的级数表达式:
可以用平时的语言表述为:sinx是初始力和复原力的结合;
欧拉公式:
高超的数学解题者在解题时不会自己从头推导每一个结论,他可以很熟练地应用一些结论,不是因为他记住了这些结论,而是之前他已经很好地把这个知识模块吃透了,然后打包压缩为一个结论,也就是说,他在应用这个结论时,脑子中闪过的是一长串的运算和推导,但因为已经研究透彻它的推导过程,整个过程被极大地压缩了。比如求函数的最小值。解题思路可以是这样的:一看到函数的形式,我们就想起这个对勾函数,而对勾函数的图像因为之前我们已经研究的很透彻,所以对勾函数的单调性、最值可以瞬间判断出来。
接下来就是令,那么,如图所示t在这个区间是递减函数,所以最小值是当时取得,即函数的最小值是。实际上整个计算过程完全可以在头脑中完成,而且不需要1分钟的时间,原因就是关于对勾函数的所有性质(单调性、最值、图像)都已经提前打包压缩好了,我们可以随时取用。对不了解这个过程的同学来说,会感到惊讶,认为我们思维跳跃的太快,但实际上我们只是前期的准备工作做得好,就像做一道美味的菜肴,我们直接用的是处理过的食材,汤已经调好,肉也腌制过,蔬菜也清洗切好待用,自然烹制的时间就极大地缩短了。
打包压缩成模块的另一个好处是不容易遗忘,这就好比电脑中的单个word文档很容易丢失,所以我们都会把相关的word文档放到一个文件夹,这样不仅不易被误删,还方便查找。如果你今天学习了对勾函数的最小值是2,明天学习了对勾函数在定义域时为递减函数,后天学习了对勾函数的渐近线是y=x,那么这些零散的知识点就像单个文档一样容易丢失,我们需要拿出一片时间把对勾函数所有的性质都研究透彻,并把研究成果记录在笔记本上,这样就类似于我们把关于对勾函数的相关文档都归类到了一个文件夹。
打包压缩可以是上面介绍的横向的收集性质,也可以是纵向的深入。数学公式是分级的,有一级公式、二级公式和三级公式等等,比如我么可以把向量积公式:看做是一级公式,这相当于向量积的数学定义。向量积还有一个重要的二级公式:向量的极化恒等式,这个相当于向量积定义的扩展公式。我们在做一些简单的题目的时候,往往一级公式就可以应付,教科书上也主要是以介绍一级公式为主,但在面对复杂问题的时候,就需要应用二级公式甚至三级公式。如果我们能把一个知识点的一级和二级甚至三级公式都研究透彻,再打包压缩为模块,放到自己的知识库中随时调取,我们就有可能成为高超的数学解题者。
内容简介:本书内容分为学习方法编和数学讲解编。学习方法编主要内容是利用国外教育的优势点和作者自己的学习和教学心得来解决国内学生的学习困惑,启迪家长和学生对教育的思考;数学讲解编主要是优化高中数学知识体系,将高中数学基础知识点以故事、类比、图像等方式重新叙述,目的是提高学生的数学直觉,让学生能够亲近数学。数学讲解编另一个目的是为高中数学和大学数学在内容和表述风格上更好地衔接做出一些尝试。
作者简介:林泰峰,出生于1985年,本科毕业于吉林大学数学专业,硕士毕业于新加坡国立大学统计专业。从事国际高中数学教育八年,学生遍布世界名校。
在教学过程中,总结出一套先进的学习方法和教学方法,帮助学生提升学习能力和分数。平时涉猎广泛:美国特许金融分析师一级,心理咨询师助手,陈氏小架太极拳习练者,学校极限飞盘队教练。在每一个领域,都试图探索优化的途径,使其比当初遇见它的时候更加美好。
目录:(上下滑动查看)
第1编 学习方法
第1章 吃透知识点有妙招
§1 内化为自己的语言
§2 提出疑问法
§3 归纳和总结
§4 多途径获取信息
第2章 一招制胜的秘诀:讲一讲
§1讲 给别人听帮助理解
§2 费曼技巧
§3 教学相长背后的逻辑
§4 学习小组益处多
§5 对家庭教育的启示
第3章 考试超常发挥有窍门
§1 考试心态
§2 考试策略
§3 考试技巧
第4章 学霸的五个学习认知
第5章 学习有通法:国际象棋、太极拳和绘画带来的启示
§1 隔离单练法:国际象棋大师的训练秘诀
§2 把原则练到身上去:太极拳画圆
§3 搭建脚手架:看到绘画背后的铅笔痕迹
第6章 教室外的学习:回想、散步、发呆和学习场
§1 回想学习法
§2 散步学习法
§3 神圣的发呆
§4 创造学习场
第7章 自学的正确打开方式:CFA、雅思和公众演讲
§1 阻力小的精进
§2 15分钟的奇迹
§3 刻意练习
第8章 写一写:记笔记、思维地图和文章作法
§1 记笔记
§2 思维地图
§6 文章作法
第9章 英语学习方法
§1 大脑的语言自学习
§2 一招学好英语
§3 口语的自我表达
§4 隐性学习和显性学习
§5 听力的流
§6 朗读的松
§7 英语语法的体系化和简化学习
§8 回音法
§9 英语语音的流畅性原则
第10章 数学学习方法
§1 理解知识点
§2 直觉、直觉、直觉
§3 提升数学直觉的方法
§4 积累解题技巧
§5 构建积极的数学心态
§6 学会与错误共处
§7 数学恐惧症
第2编 数学讲解
第1章 玩具例子法图像变换和椭圆方程
§1 f(ax 6) c图像的变换
§2 椭圆方程
§3 圆锥曲线的灵魂——离心率
第2章 值法双曲线、多项式函数和有理函数
§1 双曲线方程
§2 多项式函数的图像
§3 有理函数的图像
第3章 故事法指数和对数函数
§1 指数函数
§2 自然对数底e
§3 e的实际应用
§4 2x和10x与ex的关系
§5 对数函数
§6 自然对数函数Inx
§7 对数函数的实际运用
……
第4章 数形结合法单位圆与三角函数
第5章 配对思想数列求和
第6章 积化和差思想向量
第7章 同构法排列组合、二项式展开和二项概率
第8章 绘图法条件概率和贝叶斯法则
第9章 对比法复数
第10章 常识思维微积分