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看点 外滩的老朋友 — 罗博深教授要来了!本周日下午3点,罗教授将做客外滩直播间,带来一场关于AI与数学教育的直播。今天,先让我们跟随罗教授的视角,重新探索数学的魅力。
罗博深是谁?
罗博深(Po-Shen Loh),美国卡内基梅隆大学(CMU)数学系终身教授,前美国国家奥林匹克数学竞赛总教练。
2014年至2023的十年间,罗博深担任美国奥林匹克数学竞赛带队总教练(USA IMO National Coach),并先后于2015、2016、2018和2019年 四次带队夺得世界冠军。
罗博深与IMO参赛学生合影
他是怎么看数学学习的?
作为曾带队四度夺冠的奥数队教练,也是3个孩子的父亲,罗博深教授是怎样看待数学学习的?
01
“我不反对刷题”
“想学好数学是一定要做题的,我并不反对刷题,问题是如何去刷。最重要的原则是,永远尝试去解决成功率在25%-75%的题目。很多人可能习惯了去解有95%以上成功率的题目,但那些题目太简单了,你无疑是在浪费时间。但如果你一直做解出率只有1%的题,同样也是在浪费时间。
如果一个人本来就对数学感兴趣,最好的方法就是始终“喂”给他合适难度的挑战。如果他一直刷这样的数学题,就一定会比别人进步得更快。这和运动员训练是一样的道理。
如果你是一名运动员,今天举起100公斤,明天就要举起300公斤,这是不现实的。同样的,今天举起100公斤,明天反而只举起50公斤,这也是不现实的。你永远是,先知道自己的水准,然后设置一个合适难度的挑战。接下去就是一个接着一个的挑战。”
02
“我小时候也刷过题”
罗博深说他的父母是新加坡华人,而她妈妈是一名数学教师,“所以在我很小的时候,我妈妈开始教我数学,也是用很典型的亚洲教学法,刷题,也就是做大量的重复的题。”
罗博深(右二)所在的初中数学队
但当罗博深上高中以后,他参加了大量的数学竞赛,逐渐认识到了数学思维的重要性。他还发现,只有当人们真正在解决数学问题的时候,才能培养这种深刻的数学创造思维。
2000年罗博深在美国AMO获奖
“当你面对一个难题,没有人告诉你该怎么做,你必须变得有创造力,然后想办法解决这个问题。如果你只是在课堂上听老师告诉你遇到问题的时候该如何去做,或者只是做一些简单重复的题,这都不是在创造,因为你没有锻炼思维的过程了。
所以我经常说,解决问题培养创造力,是因为当你看到一个难题,你不知道该怎么做,所以你必须‘发明’一种方法去解决这个问题,这就是创造力,这就是数学思维。 ”
03
“看过很多场足球赛,不意味你会踢球”
无论是推理能力,还是抓重点的能力,都无法通过“刷题”而获得。
眼下,很多家长依然迷信题海战术,认为通过记忆更多的解题方法,不断地做题和训练,就可以得到数学能力的提升。
数学并非是一门记忆学科,也不是考查“熟练度”的学科。
”如果我们只是让孩子去记住解题技巧,不断地练习以达到熟练,这个过程中,他究竟在其中投入了多少思考?“
“就好像,虽然你看了很多场足球赛,并不代表你学会了踢球。你需要去操场,尝试踢不同的角度,在真正的踢球过程中学会踢球。
04
“我女儿曾经做题很慢”
从我女儿小时候开始,我和妻子就会带着她做一些有难度的数学题。这些数学题目通常都蕴含着一些很难理解的概念,或是比较深邃的数学思考,但是题目使用的例子一定是最简单直白,让孩子一定能看懂的。
罗教授的女儿在做数学
在她小学的时候她做题一直都很慢,有些时候一道题目能想上一个多小时;我们却从来不会去催她,因为一道题目的结果正确与否并不重要,重要的是她真的努力在思考这个问题。
她对这个问题的思考时间越长,越深入,那她学到的东西自然就越多。这道题目做的对不对,自然就不重要了。在她的知识面逐渐扩充并深入之后,她的做题速度一下子就提上来了,也获得了一连串的数学奖项,包括 美国中学生数学竞赛Mathcounts宾州冠军 (也是该州36年来第一位夺冠的女生)
罗教授与女儿Vivian
05
“对年纪小的孩子,发现规律很重要”
举个例子,如果你做算术,你可以选择做很多加减乘除的计算,而我只是从中挑选了一些好的数字,让孩子们去做加减乘除。孩子依然能锻炼算术能力,但同时会发现一些有趣的规律。我觉得,与其漫无目的地做无规律可循的算术,还不如花同样的时间学习更多的东西。
为什么规律很重要?因为这是我们人类在世界上一直在寻找的东西,我们寻找规律,并试图理解规律。
如果我们不去寻找规律,世界对我们来说就是混乱的、混沌的、很难理解的。而当我们发现规律的时候,我们就问自己,如何利用规律来帮助自己的生活,不仅仅是数字的规律,还有抽象的规律,比如我们知道每天一大早交通会堵塞,当我们知晓这个规律可以后,我们就能学会避开交通拥堵。
而在数学中,规律给我们一种感觉,为什么一些解题方法是这样的,因为你知道每当你做这一步的时候,下一步会自然地发生。所以学习数学和我们在生活中做决策是一样的,都需要寻求某些规律。
06
“我们为什么要学数学?”
当直觉不能帮我们发现正确答案时,数学会帮我们修正直觉。如果人类的直觉是完美无缺的,直觉答案永远都是正确的,那就完全不需要用到数学了,因为我们可以用直觉解决任何事。
但当人的直觉给我们互相矛盾的不同答案,而我们又必须充满信心地对某个答案百分百肯定时,数学就充当了弥补人类直觉缺陷的角色。
关于AI,他想说…
从美国奥数队卸任后,罗博深教授开始在全球各地演讲,努力教学生适应即将到来的AI时代。
更是受邀加入AIMO (人工智能数学奥林匹克),一个致力于训练AI模型夺得IMO金牌的项目,在其中担任顾问,颇有些 ”自己革自己命“的味道。
是什么让他有如此剧烈的转变呢?
一同加入的还有菲尔茨奖得主Timothy、陶哲轩等4位专家
01
“比我想得快”
今年的IMO中,谷歌的AI模型得到了28分,达到了银牌的水平。巧的是,罗博深当年参加IMO也是银牌。
罗博深获得1999年IMO的银牌
而在去年,他测试AI的解题能力时,不过才是小学四年级水平,“没想到发展如此之快”。
一直以来,奥数级别的难题,会被认为是AI难以跨越的高山。可不到两年时间, AI已经展现出在复杂数学推理、抽象思维能力上的强大潜能。
“这意味着,哪怕孩子们的数学成绩,已经卷到了IMO水平,我们依然是拼不过AI的。它会比我们任何人都更会做题。”
OpenAI 最新模型o1,美国数学邀请赛AIME正确率已达83.3%
02
“人类最大的竞争力”
“当AI越来越强,人可以做些什么?我最感兴趣的其实是这个问题”
相比AI,人最大的竞争力,在于同理心。 人工智能善于解答一切有标准答案、非黑即白的问题,但是人类可以理解不同人的需求和痛点,解决那些没有标准答案的问题。
“我们需要摆脱过去狭隘的竞争观,走向合作共赢。那些愿意帮助别人,有合作意识的孩子,才会拥有更多的机会。”
在过去的教育中,人生观和价值观培养,一直处于教育系统的边缘,让位于知识和分数。
然而今天,AI在倒逼我们必须思考这个被忽略的重要问题。
罗博深说,相比孩子上什么样的学校,未来能赚多少钱,他更在乎的是他们在成长过程中,有什么样的人生观、价值观。
“如果我的孩子说,未来想当医生,因为可以多赚钱,那我会为她感到担忧,因为所有的岗位都很容易被替代。
但如果她想当医生,是为了去帮助更多人,那么AI再怎么发展,她都有机会去实现这个目标。”
写在最后,2件小事
我是在2016年参与课程录制时,第一次见到罗教授,到现在快8年了,回想起来,2件小事印象很深。
01
”这个人是玩儿真的“
“很多人不知道,CMU (卡耐基梅隆大学)除了理工专业,戏剧也很强”
因为不满意自己在镜头前的表达,罗教授曾花1年时间,学习即兴表演,希望通过自己的表达,让录制的数学课程变得更有吸引力。
他也反复地练习普通话,从一口蹩脚的“塑料中文”,到现在可以用中文接受采访,进行演讲,谈笑风生。
甚至于,他还曾经 和一支美国校园啦啦队一同训练,向他们讲解舞蹈编排背后的数学原理,并特意拍了一个宣传片,只为展示数学在生活中的魅力。
某位看过视频的老师表示:“看到他一个大学数学教授,和啦啦队的小姑娘一起蹦蹦跳跳,我就知道 这个人是玩儿真的,他不是一般人。 ”
02
他的愿望是…
8年前,录制课程的一个下午,休息时被问到有什么愿望,他说:“我希望所有国家都不要打‘大仗’。”
那时他的中文还不太好,我猜,他想说的可能是 —
世界和平。
2016年,罗博深教授在外滩教育摄影棚
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