在人类所有学科中,数学是人类理性巅峰的代名词。与此同时,数学也从几千年前的计数发展到了分支庞大的数学大厦。

  随着数学的发展,很多人说看不懂数学。小学大部分人还是能掌握的。中学可能有点辛苦,但是稍微努力一下,还是可以学好的。但是,到了大学,即使他们很努力,数学也不一定掌握得很好。他们甚至有点跑题,耽误几节课,完全听不懂,就像听天书一样。

  数学真的那么难吗?难的原因是什么?为了解决大家的疑惑,我们来分析一下难的原因。

   1.数学的抽象很大程度上导致了数学直觉的丧失,增加了理解的难度。如果参照数学的发展史,可以看到数学已经在抽象的道路上越走越远。数学的目的是研究数字和形状的一般规律,即数学的目的是建立一套通用的语言,使其不局限于对具体事物的描述。为此,数学在其发展过程中一直在寻找一个更普遍的描述框架。要想通用,就得抽象。比如中学学的函数概念,只表达了数字之间的对应关系。后来提出了映射的概念,不仅数可以对应数,函数也可以对应数,发展了泛函的概念。最后干脆不管是数字还是函数。为了描述广义对应,提出了算子的概念。从这里我们可以看到,与发展初期相比,数学概念有了突飞猛进的发展,普遍性随着抽象而提高。在抽象的过程中,许多具体的特征丢失了,这使得我们很难掌握数学概念。

  抽象是数学难的根本原因,而不是很多人认为的计算和技巧。不去理解概念,不去钻研概念的含义,而去追逐技巧和计算,完全是一门求末的学问。最终的结果是学习者对数学的理解混乱而肤浅,陷入了反复学又忘的尴尬境地。

   2.如何打破数学抽象对我们理解数学的壁垒?我们知道我们的数学概念不是从天上掉下来的。所有的数学概念都源于我们对现实世界的抽象,这导致数学概念摆脱了具体客观事物的特征。如果直接去建立知识,肯定会觉得概念莫名其妙,所以最好的办法就是建立一个具体的模型,放在具体的事物上分析,然后自己总结,完成从具体到抽象概念的过程。比如数学中导数的概念,如果直接理解,会感觉比较模糊。如果把它放在一个具体的运动学模型中,我们就会知道,原来的导数是用来描述运动变化速度的。在运动学模型中,我们把位置的变化称为速度,但在更一般的场景中,我们需要一个通用的概念来描述各种变化,由此可以得到导数的概念。

  在数学抽象的过程中,随着数学的代数和符号化,我们知道人脑对可见的图案更加敏感,所以建立几何直觉对于我们理解数学概念是一件非常重要的事情。对比国内外数学的教学视频,我发现国外很多数学老师特别注重寻找数学的几何意义,通过直观的几何演示,增强学生对数学概念的感知。我们发现,很多难以用文字和符号解释清楚的数学图形,马上就有了,因为人天生对数字更敏感。

  数学总结的难度会随着数学抽象的深入而不断提高,所以打破数学抽象带来的理解难度非常重要。试着从具体模型的建立和几何直觉入手,可以变得轻松,提高自己的数学素养。