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歷史與現(xiàn)實:中國奧林匹克數(shù)學現(xiàn)象的背后

來源:光明網-中華讀書報 文章作者:熊斌 葛之 2005-05-03 11:31:05

編者按:近一段時間來,媒體對“奧數(shù)(奧林匹克數(shù)學競賽)”和“奧數(shù)班”一片討伐之聲。有關人士指出,中小學“奧數(shù)班”過于火熱,并且日趨功利化和低齡化,對推行素質教育產生了不利影響。北京、廣東、河北、浙江、江蘇等地紛紛出臺規(guī)定或采取措施,禁止舉辦收費的“奧數(shù)班”和叫!皧W賽”。尤為引人注目的是,著名華人數(shù)學家、菲爾茲獎得主丘成桐發(fā)表看法說,“奧數(shù)”無助于甚至不利于培養(yǎng)學生的創(chuàng)新能力,影響了學生的全面發(fā)展,“奧數(shù)”培養(yǎng)不出大數(shù)學家,他不贊成中國以“奧數(shù)”的形式培養(yǎng)學生。

我們該如何看待中國的“奧數(shù)”熱?在此,我們約請專業(yè)人士撰文回顧奧數(shù)的歷史,分析國內“奧數(shù)”熱的原因和存在的問題,以助人們更加全面、深入地認識這一問題。

奧數(shù)競賽是扼殺孩子的天性,還是開發(fā)他們的潛能

熊斌 葛之

奧數(shù)簡史

數(shù)學奧林匹克競賽已走過了百余年的歷史。

1894年,匈牙利教育部門通過一項決議,準備在中學舉辦數(shù)學競賽。當時著名科學家埃特沃什男爵擔任教育部長。在埃特沃什的積極支持下,這項比賽得到了發(fā)揚光大。這是世界上最早的有組織地舉辦的數(shù)學競賽。后來匈牙利也確實產生了許多著名科學家,比如分析學家費葉爾、舍貴、拉多、哈爾、里斯,組合數(shù)學家蔻尼希,以及著名力學家馮?卡門,著名經濟學家、1994年因博弈論而獲諾貝爾經濟學獎的豪爾紹尼等鼎鼎大名的人物。

其他國家也紛紛效仿。羅馬尼亞、保加利亞、波蘭和捷克斯洛伐克分別于1902年、1949年、1950年和1951年開始舉辦中學生數(shù)學競賽。特別值得一提的是兩個超級大國―――前蘇聯(lián)和美國。1934年,在當時的列寧格勒(今圣彼得堡),由著名數(shù)學家狄隆涅主持舉辦了中學生數(shù)學競賽;1935年,莫斯科也開始舉辦。這兩個競賽都一直延續(xù)至今。但是,全俄(后改“全蘇”)數(shù)學競賽直到1961年才開始。前蘇聯(lián)把數(shù)學競賽稱作“數(shù)學奧林匹克”,認為數(shù)學是“思維的體操”,這些觀點在教育界一直有著很大的影響。

在美國,由于著名數(shù)學家伯克霍夫父子和波利亞的積極提倡,于1938年開始舉辦低年級大學生的普特南數(shù)學競賽,很多題目是中學數(shù)學范圍內的;普特南競賽中成績排在前五位的人,就可以成為普特南會員。在這些人中有許多杰出人物―――菲爾茲獎獲得者芒福德、米爾諾、奎倫和諾貝爾物理學獎得主費曼、威爾遜等。1972年起,為準備國際數(shù)學奧林匹克而開始舉辦美國數(shù)學奧林匹克,它的命題水平也非常之高。最終選拔出來的國家隊隊員在西點軍校等地集訓,并與父母一同到白宮接受總統(tǒng)接見。

50年代,羅馬尼亞的羅曼等人認為時機已經成熟,可以舉辦國際性的數(shù)學競賽了。這就是影響最大、級別最高的中學生智力活動―――“國際數(shù)學奧林匹克”的由來。按照英文縮寫,就是現(xiàn)為大家所知的IMO。第一屆IMO于1959年在羅馬尼亞舉行,當時只有七國(羅馬尼亞、保加利亞、波蘭、匈牙利、捷克斯洛伐克、前民主德國、前蘇聯(lián))參加。后來,美、英、法、德等老牌資本主義國家和亞洲國家也陸續(xù)參加。在今天,IMO已波及到幾乎所有的文明國家。

除了最初幾屆,IMO共有6道試題,正式比賽分兩天,每天做三個題目,總共9小時。每題滿分7分,總分42分;團隊總分252分。大約有十二分之一的學生可以獲得金牌。銀牌和銅牌的數(shù)量分別是金牌的2倍和3倍。IMO試題遍及的數(shù)學領域包括:數(shù)論、多項式、函數(shù)方程、不等式、圖論、復數(shù)、組合、幾何和博弈游戲等幾大板塊,這亦構成了各國數(shù)學競賽的命題方向。

IMO為發(fā)現(xiàn)數(shù)學人才做出了貢獻。許多IMO優(yōu)勝者后來成了杰出數(shù)學家,如沃爾夫獎獲得者盧瓦茲、菲爾茲獎獲得者德林菲爾德、約克茲、博切茲、高爾斯、馬古利斯、拉佛閣等(其中前5位得過金牌)。

由于眾所周知的原因,中國的數(shù)學競賽起步較晚,但后勁十足!拔覀円惨銛(shù)學競賽了!”華羅庚說。1956年,首先在北京、天津、上海和武漢舉辦了一次數(shù)學競賽;由于政治運動的影響,這一活動時斷時續(xù);1962年政治環(huán)境開始好轉,北京等城市又舉辦了幾次。到了“文化大革命”,教育陷入了全面癱瘓的狀態(tài)。相比之下,前蘇聯(lián)在戰(zhàn)爭和政治恐怖的惡劣環(huán)境里,還能堅持舉辦數(shù)學競賽,莫斯科競賽只在1942―1944年中斷了三次,實在是難能可貴的。

1978年,“科學的春天”到來了。華羅庚旋即主持了全國八省市的中學數(shù)學競賽。1985年華去世,為了紀念他,于1986年開始舉辦低年級的“華羅庚金杯賽”,影響很大。1981年,中國數(shù)學會決定舉行全國高中數(shù)學聯(lián)合競賽。

1981年,作為IMO東道國的美國邀請中國參加IMO。直到1985年,我國才派出兩名選手非正式地參加了IMO,成績不很理想。于是在全國聯(lián)賽之后再安排搞一個“冬令營”,后也稱“中國數(shù)學奧林匹克”,團體第一名獲得“陳省身杯”,在此基礎上再進行選拔,以組建6個人的國家隊。1986年起,除了在臺灣舉辦的一次,我國都派足6名選手正式參加IMO。除了三次成績稍有點偏后,中國總是第一、二名,而且以第一名居多。物理、化學和計算機競賽的情形也差不多。如今,中國選手在國際上摘金奪銀、凱旋而歸已成家常便飯。這些輝煌成績固然離不開層層選拔與培訓,但與今天的奧數(shù)熱并無直接關系,以前中國隊的成績也很好。

奧數(shù)在1990年代初期并不熱,那個時候文科(特別是財經類)十分吃香。一切等到1998年以后,奧數(shù)突然變熱。最直接的原因是初中入學考試取消,這一“減負”舉動反而增加了學生的負擔,不少中學為了招收更多的優(yōu)秀生源,把奧數(shù)作為標準。其次,是因為高校開始擴招,大家都意識到,大學生不再是“天之驕子”,只有進入名牌大學熱門專業(yè),才有更大的出路,而奧數(shù)又自然成了進入這些好專業(yè)的敲門磚。

數(shù)學家是怎樣看待奧數(shù)的呢?

“在(數(shù)學)競賽中獲勝,自然會感到高興甚至自豪,但在競賽中受挫,卻不需過分悲傷,也不必對自己的數(shù)學能力感到失望。為在競賽中獲勝,是需要憑借一些專門的天賦的,但這些天賦對卓有成效的研究工作卻完全不是必要的!

這是偉大的前蘇聯(lián)數(shù)學家柯爾莫哥洛夫為一本奧數(shù)書寫的序中的片段。對于數(shù)學教育,柯氏亦不乏獨到見解。他指出,數(shù)學競賽首先是培養(yǎng)學生對數(shù)學的興趣,發(fā)現(xiàn)他們的數(shù)學才能。如果這一工作沒有預先做好,在低年級就大搞數(shù)學競賽,拔苗助長,多數(shù)人將會逐漸失去解題本領,甚至失去對數(shù)學的興趣。

這確是真知灼見!在我國,柯氏的擔憂確實得到了不斷的印證。原因在于,中學數(shù)學所強調的邏輯嚴密性,與小學競賽的智力游戲有較大差異。如果基礎沒有打好而進行帶有很大偏向性的培養(yǎng),很多學生將不能適應中學階段的數(shù)學;而大學階段的數(shù)學又與中學數(shù)學有很大不同,這也是為什么有些奧數(shù)高手并不適合數(shù)學研究的一個原因。

懷爾斯,這位解決費馬大定理的偉大數(shù)學家,卻被高爾斯評價為“不是天才”。高爾斯是菲爾茲獎獲得者、IMO金牌選手。他的根據之一就是懷爾斯沒有拿到過IMO金牌。高爾斯并不是刻意貶低懷爾斯。他的話有兩層意思,一是說明艱苦的科學研究和奧賽的重大區(qū)別;其次,他也認為在IMO上拿到獎牌是需要數(shù)學天賦的。

國外奧數(shù)選手的培訓沒有我們這樣的規(guī)模,所以在IMO中得到獎牌的人確實十分聰明。比如1990年北京IMO中四個滿分選手之一的小拉佛閣,他的哥哥在2002年獲得菲爾茲獎;而人們認為小拉佛閣更有天才,他已得到很多大獎,將來也極有可能問鼎菲爾茲獎。相比之下,中國的各級奧數(shù)優(yōu)勝者也有工作做得很好的,但目前還沒有取得菲爾茲獎級別的成就,這與他們在大學、研究生期間的學習方式也有很大關系。

中科院院士、著名數(shù)學家王元認為,總體來說,中國競賽的命題水平較高,但與國際上比較尚有一定距離,某些難題出得過偏。命題水平的高低體現(xiàn)在它是不是具有好的啟發(fā)性以及趣味性。華羅庚也認為,出好題比解題更不容易。事實上,中國隊在國際上拿到第一名也并不是像某些人想像的那樣十拿九穩(wěn),至少俄羅斯和美國的實力決不容小視。特別是,做偏題對于成為一名優(yōu)秀數(shù)學家不利,故而引起了丘成桐的憂慮。

相比之下,前蘇聯(lián)的命題水準就比較高。比如,莫斯科競賽中有這樣一道題:阿里巴巴試圖潛入山洞。在山洞入口處有一面鼓。鼓的側面有四個一模一樣的小孔,組成正方形的四個頂點。在每個孔的里面各裝有一個開關。開關有“上”“下”兩種狀態(tài)。(注意:眼睛看不見!)如果四個開關的狀態(tài)全都一致,洞門即可打開,F(xiàn)允許將手指伸入任意兩個孔,觸摸開關以了解其狀態(tài),并可隨自己的意改變或不改變其狀態(tài)。但每當這樣做了之后,鼓就要飛快地旋轉,以至在停轉之后無法確認剛才觸動了哪些開關。證明:阿里巴巴至多需將手指伸入五次,就可以進入山洞。

容易知道,兩次操作(一次靠邊的兩小孔,一次對角線上的兩小孔)把不少于3個開關扳為狀態(tài)“上”,如果大門沒有打開,這就意味著第四個開關處于狀態(tài)“下”,這時阿里巴巴應將手指伸入對角線上的兩個孔,如果碰到向下的開關,把它扳為“上”,從而進入山洞;如果這一對開關均向上,則把其中之一扳為下。這樣,顯然兩個靠邊相鄰的開關“上”,另兩個相鄰開關“下”。然后阿里巴巴沿著正方形邊入手;如果兩個開關處于同一狀態(tài),他就改變它們狀態(tài)從而進入山洞;如果兩個開關狀態(tài)不同,他應該都改變狀態(tài),最后一次沿對角線找到開關,改變里面的狀態(tài),這樣最多五次。

這道題目十分精彩,它考察的是在不同信息下的決策,需要你對問題本質的領悟和洞察。前蘇聯(lián)競賽中這樣的好題比比皆是,思考這些問題應該說是有好處的。

深層次的問題

我國的奧數(shù)現(xiàn)象背后是有些深層次的問題!叭f般皆下品,唯有讀書高”、“學而優(yōu)則仕”,這種功利主義態(tài)度(不管是不是孔夫子的本意)不知毀了多少有才華的人,擠掉了他們的自由發(fā)展空間。今天,很多家長自己沒有受到良好的教育,加之只有一個孩子,自然把希望盡數(shù)寄托在孩子身上,于是追求功名從古代社會的少數(shù)人演變成一支浩浩蕩蕩的大軍。正是由于自己沒有文化知識,所以教育方式也不當,把分數(shù)看得比什么都重要,甚至無知地認定自己的孩子就是天才,極大地忽略了孩子的道德教育與心理素質的培養(yǎng)。

目前的中國之所以成為一個考試大國,正是由于目前的誠信度過低,除了考試、競賽,好像很難想得出更加公正、客觀的遴選人才的辦法。那些成天批評高考指揮棒的人可曾想過,如果取消或削弱高考,像美國一樣由老師參與推薦會發(fā)生什么事情。相比之下,數(shù)學比文科、藝術更加客觀公正,而且考試成本又低,不像做實驗條件太高。因此,中國青睞以數(shù)學競賽作為選拔人才的標準之一,也有其必然的道理。

說到這里,筆者不妨多說幾句,其實比奧數(shù)更不合理的是英語考試。根據筆者的調查,不參加奧數(shù)的學生只要各門功課平衡發(fā)展,考一所理想的大學應該是不成問題的;事實上像上海中學這樣的“奧數(shù)重鎮(zhèn)”,對學生的全面發(fā)展要求極高。全國高中數(shù)學聯(lián)賽也規(guī)定,一試的基礎分不到要求,二試的難題全都做對也不能得獎。而英語就不同了,簡直是人人非得過的“坎”:考研主要就是用很難的英語來“卡人”的;而工作以后評職稱,主要也是考英語,這就更不合理了。有的老同事工作能力很強,結果就在英語上栽了,你說他冤不冤?

筆者同不少家長交流過,發(fā)現(xiàn)并非所有家長都對教育無知。他們認為,從長遠的角度看,數(shù)學對于培養(yǎng)一個人的邏輯思維能力和科學理性精神有著不可替代的作用,并且對孩子將來的大學專業(yè)和工作有實質性的影響。如果小時候數(shù)學基礎沒有打好,長大以后再補根本沒有可能。從短期的角度看,家長也懂得,數(shù)學的相關性最好,數(shù)學可以很有效地帶動理化和計算機的學習,而補習文科的效果相對就未必那么地好(當然這確也是有些功利了)。

在這兩點上,一批教育專家的“宏觀觀點”與家長的“微觀觀點”有一定的合拍之處。首先,從長遠角度看,奧數(shù)主要不以培養(yǎng)數(shù)學家為己任,而主要是為優(yōu)秀學生提供一些機會,因此只能說奧數(shù)高手同數(shù)學家有較高的相關性。而一些奧數(shù)高手未能成為數(shù)學家的最主要原因不是奧數(shù)本身,而是急功近利,這一點陳省身看得最明白,他說,中國之所以出不了高斯,乃是因為聰明人都想著升官發(fā)財。

最后一個微妙的原因也值得一提,我國有幾十年尊崇數(shù)理化的歷史;對大學生的多次調查表明,最受尊敬的總是科學家。究其原因,一方面是學習前蘇聯(lián)對哲學社會科學的壓制,另一方面是現(xiàn)代主義中一股崇尚理性、蔑視感性的霸權心態(tài)。如今最突出的例子就是一部分藝校為了“湊數(shù)”而招收一批文化課很差的學生,讓藝校成了“回收站”,這激起了有關人士的強烈不滿。

(本文第一作者為今年IMO國家隊領隊兼主教練)

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