东亚学生数学好的奥秘到底是什么?数学到底是天赋还是后天勤奋努力的结果?为了搞清楚其中的原因,我特意去了日本,去研究日本的孩子如何能够进行3到4位数乘法的快速心算。日本人如何教数学?从7到8岁起,日本儿童就开始学习九九乘法表。孩子们不仅要将这个表默记下来,还必须在家里和课堂上将它快速背出来。二年级的学生之间会展开竞赛,看看谁的乘法表背得更快更好。他们用秒表计时,进行大量练习。
这种高强度的训练让乘数与结果之间产生了自动化的联系,孩子们只要看到就能迅速地做出反应。正如科普作家亚历克斯•贝罗斯所言,日本人知道7x7=49,并不是因为他们的数理很好,而是因为“七七四十九”听起来十分悦耳。一些日本孩子放学后还会参加数学补习班。今年五月,我参观了东京一家专注于小学以及高中珠算指导的学校。日本全国大约有2万家这样的珠算学校。在这所学校里,学生先用算盘解决算术问题。
进阶后,他们用珠心算法来在头脑里用想象的算盘进行运算。珠算学校的学生每周花2到4个晚上,每晚花1到2个小时练习珠(心)算。珠算是日本政府规定的每周4节45分钟的数学课之首。经过几年的练习后,最好的学生心算7甚至8位数乘法的速度比澳洲学生算7x8还快。死记硬背到底好不好?为什么像澳洲、英国一类的发达国家并不推崇日式“死记硬背”的教学法呢?
在澳洲,一些学校甚至鼓励教师抛开课本和练习册、不要教算术公式,而学生则被告知不要通过死记硬背的方式学习乘法表。所有的这些教学指导意见都来源于美国知名心理学家杰罗姆·布鲁纳的理论,他认为当孩子主动发现概念时,他们的学习效率最高。布鲁纳认为,因此死记硬背式的教学法并不会加深对数学的深层理解。然而,死记硬背仍然是最常用的教学法。
根据认知心理学家丹尼尔•威林厄姆的说法,当所有脑力都被用于执行简单的算术操作时,孩子并不能理解数学概念间的联系。但是大量练习和死记硬背可以让运算变得自动化,这样一来,在解决复杂数学问题时,脑力就可以被分配到高级、复杂的运算中而不需要被浪费在简单的运算里了。成就的动机等于最大的兴趣。然而,重复、枯燥的练习对孩子来说并不有趣。对于许多教育学家来说,死记硬背的学习法会让孩子失去兴趣、减少动机。
但是日本珠算学校的孩子们非常享受练习的过程。他们将珠算视为一种运动,并且参加各种校级、地区级以及国家级的竞赛。这种“运动”不仅限于男生,我参加的一个珠算竞赛中就有小女孩参加。在澳洲这样的国家就缺少这种竞赛,孩子们被包裹在“保护膜”里,避开了失败的打击,也无法获得成功的喜悦。如果没有前进的目标,孩子就会失去学习的动力。数学能力并不是天生的,可以通过后天努力习得。
研究发现,1万小时的强化训练可以让任何人在任何领域里成为专家。在数学领域,那些获得很高成就的人就经历了几万小时的练习,因为他们有成为强者的强烈动机。从我在日本观察到的经验看,学生从九九乘法表的背诵进阶到更加高级和困难的数学问题,其背后的动力就是竞争以及求胜的欲望。虽然发现式的学习法更有趣,能给予学生更多动机,但是也有研究显示这种方法不会产生专家级别的高手。
在中国,“最强大脑”这个电视节目在三月份获得了2千2百万的收视率。在这个节目里,参赛选手互相竞争,解决越来越难的算术问题。这就是一个很好的启发,或许只有像亚洲学生那样学习,我们才有可能赶上他们。