看點外灘的老朋友 — 羅博深教授要來了!本週日下午3點,羅教授將做客外灘直播間,帶來一場關於AI與數學教育的直播。今天,先讓我們跟隨羅教授的視角,重新探索數學的魅力。
* 拉至文末,長按海報,即可報名參與直播。
羅博深是誰?
羅博深(Po-Shen Loh),美國卡內基梅隆大學(CMU)數學系終身教授,前美國國家數學競賽總教練。
2014年至2023的十年間,羅博深擔任美國奧林匹克數學競賽帶隊總教練(USA IMO National Coach),並先後於2015、2016、2018和2019年四次帶隊奪得世界冠軍。
羅博深與IMO參賽學生合影
他是怎麼看數學學習的?
作為曾帶隊四度奪冠的奧數隊教練,也是3個孩子的父親,羅博深教授是怎樣看待數學學習的?
01
“我不反對刷題”
“想學好數學是一定要做 題的, 我並不反對刷題,問題是如何去刷。最重要的原則是,永遠嘗試去解決成功率在25%-75%的題目。很多人可能習慣了去解有95%以上成功率的題目,但那些題目太簡單了,你無疑是在浪費時間。但如果你一直做解出率只有1%的題,同樣也是在浪費時間。
如果一個人本來就對數學感興趣,最好的方法就是始終“喂”給他合適難度的挑戰。如果他一直刷這樣的數學題,就一定會比別人進步得更快。這和運動員訓練是一樣的道理。
如果你是一名運動員,今天舉起100公斤,明天就要舉起300公斤,這是不現實的。同樣的,今天舉起100公斤,明天反而只舉起50公斤,這 也是不現實的。你永遠是,先知道自己的水準,然後設定一個合適難度的挑戰。接下去就是一個接著一個的挑戰。”
02
“我小時候也刷過題”
羅博深說他的父母是新加坡華人,而她媽媽是一名數學教師,“所以在我很小的時候,我媽媽開始教我數學,也是用很典型的亞洲教學法,刷題,也就是做大量的重複的題。 ”
羅博深(右二)所在的初中數學隊
但當羅博深上高中以後,他參加了大量的數學競賽,逐漸認識到了數學思維的重要性。 他還發現,只有當人們真正在解決數學問題的時候,才能培養這種深刻的數學創造思維。
2000年羅博深在美國AMO獲獎
“當你面對一個難題,沒有人告訴你該怎麼做,你必須變得有創造力,然後想辦法解決這個問題。如果你只是在課堂上聽老師告訴你遇到問題的時候該如何去做,或者只是做一些簡單重複的題,這都不是在創造,因為你沒有鍛鍊思維的過程了。
所以我經常說,解決問題培養創造力,是因為當你看到一個難題,你不知道該怎麼做,所以你必須‘發明’一種方法去解決這個問題,這就是創造力,這就是數學思維。 ”
03
“看過很多場足球賽,不意味你會踢球”
無論是推理能力,還是抓重點的能力,都無法透過“刷題”而獲得。
眼下,很多家長依然迷信題海戰術,認為透過記憶更多的解題方法,不斷地做題和訓練,就可以得到數學能力的提升。
數學並非是一門記憶學科,也不是考查“熟練度”的學科。
”如果我們只是讓孩子去記住解題技巧,不斷地練習以達到熟練,這個過程中,他究竟在其中投入了多少思考?“
“就好像,雖然你看了很多場足球賽,並不代表你學會了踢球。你需要去操場,嘗試踢不同的角度,在真正的踢球過程中學會踢球。
04
“我女兒曾經做題很慢”
從我女兒小時候開始,我和妻子就會帶著她做一些有難度的數學題。 這些數學題目通常都蘊含著一些很難理解的概念,或是比較深邃的數學思考,但是題目使用的例子一定是最簡單直白,讓孩子一定能看懂的。
羅教授的女兒在做數學
在她小學的時候她做題一直都很慢,有些時候一道題目能想上一個多小時;我們卻從來不會去催她,因為一道題目的結果正確與否並不重要,重要的是她真的努力在思考這個問題。
她對這個問題的思考時間越長,越深入,那她學到的東西自然就越多。 這道題目做的對不對,自然就不重要了 。在她的知識面逐漸擴充並深入之後,她的做題速度一下子就提上來了,也獲得了一連串的數學獎項,包括美國中學生數學競賽Mathcounts賓州冠軍(也是該州36年來第一位奪冠的女生)
羅教授與女兒Vivian
05
“對年紀小的孩子,發現規律很重要”
舉個例子,如果你做算術,你可以選擇做很多加減乘除的計算,而我只是從中挑選了一些好的數字,讓孩子們去做加減乘除。孩子依然能鍛鍊算術能力,但同時會發現一些有趣的規律。我覺得,與其漫無目的地做無規律可循的算術,還不如花同樣的時間學習更多的東西。
為什麼規律很重要?因為這是我們人類在世界上一直在尋找的東西,我們尋找規律,並試圖理解規律。
如果我們不去尋找規律,世界對我們來說就是混亂的、混沌的、很難理解的。而當我們發現規律的時候,我們就問自己,如何利用規律來幫助自己的生活,不僅僅是數字的規律,還有抽象的規律,比如我們知道每天一大早交通會堵塞,當我們知曉這個規律可以後,我們就能學會避開交通擁堵。
而在數學中,規律給我們一種感覺,為什麼一些解題方法是這樣的,因為你知道每當你做這一步的時候,下一步會自然地發生。所以學習數學和我們在生活中做決策是一樣的,都需要尋求某些規律。
06
“我們為什麼要學數學?”
當直覺不能幫我們發現正確答案時,數學會幫我們修正直覺。 如果人 類的直覺是完美無缺的,直覺答案永遠都是正確的,那就完全不需要用到數學了,因為我們可以用直覺解決任何事。
但當人的直覺給我們互相矛盾的不同答案,而我們又必須充滿信心地對某個答案百分百肯定時,數學就充當了彌補人類直覺缺陷的角色。
不過,我所談的數學,並不是指幫人類登月這樣的大事,而是能夠幫你識別在玩拋硬幣的遊戲時,誰在作弊。因為,當一些事明顯不符合你的直覺判斷時,你就會去想要了解這是為什麼。這個時候,數學就華麗登場了。
關於AI,他想說…
從美國奧數隊卸任後,羅博深教授開始在全球各地演講,努力教學生適應即將到來的AI時代。
更是受邀加入AIMO(人工智慧數學奧林匹克),一個致力於訓練AI模型奪得IMO金牌的專案,在其中擔任顧問,頗有些”自己革自己命“的味道。
是什麼讓他有如此劇烈的轉變呢?
一同加入的還有菲爾茨獎得主Timothy、陶哲軒等4位專家
01
“比我想得快”
今年的IMO中,谷歌的AI模型得到了28分,達到了銀牌的水平。巧的是,羅博深當年參加IMO也是銀牌。
羅博深獲得1999年IMO的銀牌
而在去年,他測試AI的解題能力時,不過才是小學四年級水平,“沒想到發展如此之快”。
一直以來,奧數級別的難題,會被認為是AI難以跨越的高山。可不到兩年時間, AI已經展現出在複雜數學推理、抽象思維能力上的強大潛能。
“這意味著,哪怕孩子們的數學成績,已經卷到了IMO水平,我們依然是拼不過AI的。它會比我們任何人都更會做題。”
OpenAI 最新模型o1,美國數學邀請賽AIME正確率已達83.3%
02
“人類最大的競爭力”
“當AI越來越強,人可以做些什麼?我最感興趣的其實是這個問題”
相比AI,人最大的競爭力,在於同理心。 人工智慧善於解答一切有標準答案、非黑即白的問題,但是人類可以理解不同人的需求和痛點,解決那些沒有標準答案的問題。
“我們需要擺脫過去狹隘的競爭觀,走向合作共贏。那些願意幫助別人,有合作意識的孩子,才會擁有更多的機會。”
在過去的教育中,人生觀和價值觀培養,一直處於教育系統的邊緣,讓位於知識和分數。
然而今天,AI在倒逼我們必須思考這個被忽略的重要問題。
羅博深說,相比孩子上什麼樣的學校,未來能賺多少錢,他更在乎的是他們在成長過程中,有什麼樣的人生觀、價值觀。
“如果我的孩子說,未來想當醫生,因為可以多賺錢,那我會為她感到擔憂,因為所有的崗位都很容易被替代。
但如果她想當醫生,是為了去幫助更多人,那麼AI再怎麼發展,她都有機會去實現這個目標。”
寫在最後,2件小事
我是在2016年參與課程錄製時,第一次見到羅教授,到現在快8年了,回想起來,2件小事印象很深。
01
”這個人是玩兒真的“
“很多人不知道,CMU (卡耐基梅隆大學)除了理工專業,戲劇也很強”
因為不滿意自己在鏡頭前的表達,羅教授曾花1年時間,學習即興表演,希望透過自己的表達,讓錄製的數學課程變得更有吸引力。
他也反覆地練習普通話,從一口蹩腳的“塑膠中文”,到現在可以用中文接受採訪,進行演講,談笑風生。
甚至於,他還曾經和一支美國校園啦啦隊一同訓練,向他們講解舞蹈編排背後的數學原理,並特意拍了一個宣傳片,只為展示數學在生活中的魅力。
某位看過影片的老師表示:“看到他一個大學數學教授,和啦啦隊的小姑娘一起蹦蹦跳跳,我就知道這個人是玩兒真的,他不是一般人。”
02
他的願望是…
8年前,錄製課程的一個下午, 休息時被問到有什麼願望,他說:“我希望所有國家都不要打‘大仗’。”
那時他的中文還不太好,我猜,他想說的可能是 —
世界和平。
2016年,羅博深教授在外灘教育攝影棚