杜瑋 周甜
早在1956年的《數(shù)學通報》上,華羅庚就寫道:“(數(shù)學競賽)只是給一些有數(shù)學才能、在功課以外有余力的學生更高的鍛煉機會?!?/p>
早上8點,一間可容納上百人的階梯教室里,60名入選奧數(shù)國家集訓隊的隊員與34名全國各地的旁聽生早已落座。講臺上,老師揮動著筆,思路凌厲,臺下的“最強大腦”們飛速運轉(zhuǎn),一個個見招拆招、化繁為簡的奇跡時刻隨之誕生。
對于對奧數(shù)無感的人來說,這樣的課聽得讓人不知所云,跟不上節(jié)奏,對于癡迷者而言,這是一場又一場探索未知的奇妙之旅。
這里是廣州華南師范大學附屬中學,是中國盛產(chǎn)奧數(shù)金牌學霸的重鎮(zhèn)之一。3月3日起,第60屆國際數(shù)學奧林匹克(IMO)中國國家集訓隊的選拔在此展開。9天時間里,60名候選人要歷經(jīng)兩輪、4個半天、每次長達4.5小時的“超長版”考試,其中19人晉級下一輪。3月底,將有6人勝出組成國家隊,7月赴英國巴斯參賽。
中國的數(shù)學競賽之路已走過半個多世紀,參加IMO競賽也有三十余年。其間,成績曾長達十余年雄踞IMO首位,但近幾年,卻連續(xù)四次與團體冠軍失之交臂。今年2月底,羅馬尼亞大師杯數(shù)學競賽團體第6名的成績更是把中國的奧數(shù)推上了風口浪尖。
現(xiàn)代最早的數(shù)學競賽可追溯到1894年匈牙利舉辦的比賽。到了1934年,蘇聯(lián)首次將數(shù)學競賽與奧林匹克掛鉤。1959年,第一屆國際數(shù)學奧林匹克競賽在羅馬尼亞拉索夫舉行。
中國的數(shù)學競賽始于1956年。當年,北京、上海、天津、武漢舉辦了四城市高中數(shù)學聯(lián)賽,華羅庚、蘇步青等大師參與其中。改革開放后,一場關(guān)乎數(shù)學競賽未來走向的大連會議召開,確立了數(shù)學競賽由中國數(shù)學會組織實施,是一項群眾參與、民辦公助的課外活動。1981年起,全國各省市、自治區(qū)的高中數(shù)學聯(lián)賽開始舉辦。
到了1985年,中國也派出了選手首次出征IMO。當時,只有北大附中和上海向明中學的兩名學生參賽,但收獲了一枚銅牌,這讓國內(nèi)為之振奮。當年底,大家就在思考:如何選拔選手參賽?
1986年,全國中學生數(shù)學冬令營應運而生,也就是后來的中國數(shù)學奧林匹克競賽(CMO),來參加冬令營的都是全國高中數(shù)學聯(lián)賽的學霸。
自此,由高中數(shù)學聯(lián)賽到冬令營再到國家集訓隊,進入國家隊,直通IMO的通關(guān)路徑確立。此后,入選冬令營的人數(shù)規(guī)模擴大到100多人,并維持了相當長一段時間,國家集訓隊的人數(shù)保持在30人左右。
華南師大附中的數(shù)學老師陳嘉華既是學校專門開設的奧林匹克班的數(shù)學教練,也是首次入選奧數(shù)國家集訓隊的中學組教練,他記得,當年,想要入選冬令營并不容易,即便獲得了高中數(shù)學聯(lián)賽的一等獎,每個省也只取前六名。在這樣機制下,中國選手開始在IMO比賽中大放異彩。上世紀90年代,中國在超過一半的比賽中獲得團體總分的首位。步入2000年后,中國隊更開啟了“開掛”模式,15次比賽中,13次將團體冠軍收入囊中。
當時,學生的參賽熱情頗為高漲,每年,高中數(shù)學聯(lián)賽華南師大附中考點的報名人數(shù)就有上千人,全國參賽人數(shù)達幾十萬。在全國范圍內(nèi),除了華南師大附中,武鋼三中、人大附中等一批中學也都相繼建立了自己的奧賽人才培養(yǎng)模式,成為輸送特長選手的基地。
曾在2004年-2011年期間擔任中國數(shù)學奧林匹克委員會副主席的南京師范大學數(shù)學科學學院教授陳永高分析說,競賽獲獎能帶來保送的利好,利于學校招生,這使得不少學校領(lǐng)導非常重視,愿意投入精力去做。同時,學校所在地豐富的高校資源也能不時為奧賽發(fā)展助力。而南方學校在數(shù)學競賽表現(xiàn)優(yōu)于北方學校的原因還是教育資源具有優(yōu)勢,當?shù)貙τ跀?shù)學教學的重視,以及文化傳承方面的影響。
陳永高還觀察到一個現(xiàn)象:以湖南師大附中為代表的湘軍,因競賽出成績,產(chǎn)生了一批特級教師,這些金牌名師之后又分赴全國各地,帶動了更廣范圍內(nèi)奧數(shù)競賽的發(fā)展。
在中學數(shù)學競賽紅火的同時,奧數(shù)熱還蔓延到了小學。標志性事件是1998年,北京小升初實行免試政策,讓很多學校把小學奧數(shù)當做了入學的重要指標。此后,在校外培訓機構(gòu)的助推下,小學奧數(shù)變得一發(fā)不可收拾。
對于投身數(shù)學競賽的人來說,不少是出于興趣,在他們眼中,數(shù)學是個美麗的存在。
胡浩宇是華南師大附中高三奧賽班的學生,因為參加高中數(shù)學聯(lián)賽進入了省隊,獲得了北大降至一本線錄取的資格。對于數(shù)學競賽的解題過程,他這樣描述:“面對一道題目,你不知道怎么能解出來,但就在探索過程中,發(fā)現(xiàn)一些題目的特質(zhì)或結(jié)構(gòu)上美妙的地方,體會到一種樂趣,吸引你往更深的地方探究”,“就像是你走在樹林間,一條小路上走過一個轉(zhuǎn)角,然后眼前突然出現(xiàn)了一大片鮮花的感覺”。
樂趣只是硬幣的一面,更多的還是堅持和挑戰(zhàn)。
2017年的IMO題目中,一道題大意是這樣:一個獵人在追擊一只兔子,二者最開始距離為1,兔子每步跳動1個單位,探測器返回給獵人的兔子位置與實際至多偏差為1,然后獵人也隨之移動一個單位,109 回合之后,獵人能否確保和兔子之間的距離至多是100?
題目的每一個字都看得懂,但中國隊6名選手在這道題上全軍覆沒。
從進入冬令營后,學生們面對的都是和IMO競賽完全一致的考試模式和題型。IMO每次比賽只有6道題,每題7分,包括代數(shù)、幾何、數(shù)論和組合四種類型,每種類型的題目都會有一道,其他兩道題的類型隨機。6道題平均分配在兩天考試中,每天3題的難度依次遞增,兩天考題的難度相近,每天的考試時間為4.5小時。
現(xiàn)已在北京大學數(shù)學學院就讀的何天成是華南師大附中2017屆的畢業(yè)生,也是2017年IMO的金牌得主。在他看來,每個4.5小時都像一場長跑比賽,“看到一道題后,開始會有個突破,但緊接著剩下兩小時或更多,可能就是做不出來,它會有一個拉鋸階段,需要更多耐心,到最后半小時,又是一個沖刺階段”。最驚險的一次,在集訓隊的考試中,何天成一道題做了3個小時都沒結(jié)果,最后10分鐘化險為夷。
何天成的同學兼戰(zhàn)友、同樣將IMO金牌收入囊中、現(xiàn)在就讀于麻省理工學院的任秋宇,還經(jīng)歷過一次“爆零”,也就是說在一天考試里一道題都沒做出來,“所幸在后面一次分數(shù)占比較大的考試中,成功逆襲?!?/p>
對任秋宇與何天成來講,走進集訓營本身更是一個漫長的過程。任秋宇在高一、高二分別參加了全國高中數(shù)學聯(lián)賽,都只獲得了二等獎和一等獎靠后的位置,無緣省隊。何天成從初二起,一共參加了五次高中數(shù)學聯(lián)賽,直到高二時,才進入省隊,并拿了CMO的金牌,但距離進國家集訓隊還是差了一名,“名落孫山”。
從參加每年9月舉行的高中數(shù)學聯(lián)賽到最終入選國家隊要歷時半年。平時,準備數(shù)學競賽要耗費大量的精力?!案咭?、高二大概花70%的時間,高三進入省隊后停課備考,幾乎全部在準備競賽?!比吻镉钫f。
高二數(shù)學聯(lián)賽突圍失敗后,任秋宇一度迷茫。因為要做出選擇,是繼續(xù)走競賽路線,還是投奔高考模式?!叭绻呷齾⒓痈傎愡€是失敗了的話,最后還是得回去高考”。出成績那天,他到操場上跑了很久,最終,決定繼續(xù)走下去。
在華南師大附中的奧賽班,教練的角色更像是在體育賽場,使命是給予選手經(jīng)驗上的指導和心理上的撫慰。平時課堂上,他們也更多起提點的作用,主角往往是學生。
帶競賽班的學生并不輕松,意味著老師要盡可能多做準備,更新自己知識體系的速度也要更快。每帶完一屆學生,奧班的教練們都要重新備課,平時的備課量是普通班的4~5倍。
帶奧賽班6年以來,華南師大附中的數(shù)學教練張琪手邊有了上百本資料,“哪位大咖新出了本書,很快教練的書柜里就會有?!?h3>中美差別
2015年起,美國在IMO的比賽上成績亮眼,除了2017年以外,三次位居榜首。相應地,中國在IMO的團體排名中兩次位列第三,兩次第二。2月25日結(jié)束的羅馬尼亞大師杯數(shù)學賽中,美國奧數(shù)隊總教練、卡內(nèi)基梅隆大學數(shù)學學院華裔副教授羅博深又帶隊拿了冠軍,這是他自上任以來,美國在這一賽事上第三次奪冠。一系列變化引發(fā)熱議,中美之間奧數(shù)是否有了差距,差距在哪兒?
和中國一樣,美國的奧數(shù)國手同樣要經(jīng)歷層層選拔。每年2月,全美數(shù)學聯(lián)賽AMC10/12(10年級或12年級學生參加)舉行,參賽人數(shù)在20萬左右。之后,有將近1萬名學生可以晉級到3月底舉行的美國數(shù)學邀請賽,當中再有500人有資格參加美國奧數(shù)競賽。最終,有約60人進入每年6月舉行的美國奧數(shù)訓練營(MOP),進行為期三周半的IMO賽前培訓。
值得注意的是,這些入選的學生都是為來年IMO做準備。入選MOP的預備軍團要在當年12月底到第二年4月,再進行每月一次的考試,綜合之前的測試成績,決出國家隊的6人組。也就是說,相較中國選手半年的選拔期,美國的奧數(shù)國手選拔從一年半前已經(jīng)開始。在今年國家集訓隊教練、上海理工大學講師張思匯看來,這樣的機制下,美國選手的穩(wěn)定性更有保證。
2014年上任前,羅博深已經(jīng)擔任了美國奧數(shù)隊4年的副領(lǐng)隊。2015年,他帶隊讓美國在時隔21年后重獲IMO冠軍。
本屆國家集訓隊的教練、曾兩次擔任IMO領(lǐng)隊的復旦大學數(shù)學科學學院副教授姚一雋分析說,新任主帥羅博深上任后,一個重大變革是修改了選拔規(guī)則,將原來只有美國籍高中生才能參賽的規(guī)定,改為在美國讀高中即可。這在一定程度上短時間內(nèi)增大了美國隊選拔學生的范圍。在香港舉行的第57屆IMO中,美國隊奪冠的6名隊員中,有兩名就是持中國護照的隊員。
中國則在另一方向上調(diào)整相關(guān)政策。2010年底,教育部等五部門發(fā)文,取消了高中數(shù)學聯(lián)賽獲省級一等獎保送的福利,只有集訓隊隊員才享有保送資格。對此,陳永高指出,“毫無疑問,保送給他們出路,沒有保送,家長和學校就不會讓孩子們花很多時間在競賽上。這其中,最重要的又是校長重視,只有校長重視,這所學校的奧數(shù)才能搞起來。”
一個更大層面上的數(shù)據(jù)是:在中國隊IMO成績較好的年份(2000年-2010年),符合參賽條件的人口基數(shù)達2000萬,而近年來,中國這一數(shù)字為1000萬左。
相較前兩任教練,姚一雋還稱,在美國長大的羅博深還有著很好的經(jīng)營能力,也就意味能拉來更多贊助,帶給隊伍更多訓練。6月最后3周,得益于美國大學基本已放假的便利,美國的集訓由10名教練、10名助教全程參與,多名教練在不同的教室同時授課,學生根據(jù)自身優(yōu)勢短板各取所需,進行自助餐式的學習,整個集訓營預算40萬美元。而中國集訓隊的預算則在20萬人民幣左右,由于人力、財力等原因,集訓隊教練只能給學生上大課。
十多年來,美國隊一直在做的一個事情還在于補短板。從2003年起擔任美國隊總教練的菲利普斯埃克塞特中學教師馮祖鳴就發(fā)明了“重點培養(yǎng)第六名”策略。此前接受采訪時,他坦言,“每個國家隊都有一兩個特別優(yōu)秀的人,但是沒有6個人”,而他所做的就是“把后面的板凳做強”。羅博深延續(xù)了這一戰(zhàn)略。
在美國奧數(shù)集訓營中,羅博深組建戰(zhàn)隊時找來的教練都是之前參加過比賽的年輕人,僅有21歲左右?!罢宜麄兊脑蛟谟谄渥罱咏诋斚聦W生面臨的有關(guān)數(shù)學和生活方面的挑戰(zhàn)”。在接受采訪時,馮祖鳴將過去參加IMO的學生形容為“百寶箱”,他還稱,像IMO這樣的訓練團隊吸納了不只來自于美國隊的選手。而在過去十多年中,美國面向中小學生、以解決問題為導向的社團、機構(gòu)蓬勃興起,這都為美國數(shù)學競賽新鮮血液的輸送提供了重要支撐。
授課方式上,美國課外的奧數(shù)課程也有一番獨特講究。以幾何體學習為例,北京師范大學教育學部趙萍副教授在一篇文章中寫道:老師會提出基于設計的學習方式,學生們以自己最愛的毛絨玩具為主人公,想象給它搭建一所房子。從設計圖紙,到手工搭建,再到給房子內(nèi)部裝上樓梯、分割房子功能、制作家具,這一方式訓練了學生結(jié)合實際生活情境解決問題的能力,與國內(nèi)的“刷題”模式大為不同。
此外,相較國內(nèi)的教育資源不均衡,美國的教育資源則較為分散化,大學對于周邊中學教育的參與度較高,這也使得很多課外興趣小組能由大學老師來組織。
姚一雋分析說,縱觀近幾年的IMO結(jié)果,美國隊進步明顯,而中國選手基本維持在正常水平范圍內(nèi),但6個人的整體水平略有下降。
如何選出適合數(shù)學競賽的學生,又如何提升其水平?
早在1956年的《數(shù)學通報》上,華羅庚就寫道:“(數(shù)學競賽)只是給一些有數(shù)學才能、在功課以外有余力的學生更高的鍛煉機會”。今年IMO的領(lǐng)隊、華東師范大學數(shù)學系教授熊斌曾多次接受采訪時表示,數(shù)學競賽只適合5%的中國學生。
但在陳嘉華的觀察中,如今的奧數(shù)已變得過于功利化,學生學奧數(shù)的目的多樣,不少人盲目參與進來。中國教育科學研究院研究員儲朝暉也表示,“其實真正適合搞競賽的學生,或者說走這條路,一定是學生自己真正能有興趣、有意愿去學的,而不是為上一個好學校才去參賽,拿一個獎牌?!?/p>
華南師大附中數(shù)學教練張琪原本的期望是,學生追求喜歡的東西,做熱愛的事情,進而通過數(shù)學競賽的訓練來提高思維能力,豐富學生對數(shù)學的認識,使其擁有更扎實的知識基礎。但實際中,一個班二十多人,真正懷有對數(shù)學純粹熱愛的不超過五六個,其他人至多是有著數(shù)學特長,甚至還有人以刷題的方式行進,有時候,“熱愛的還不一定考得過刷題過多的學生”。
另一個需要面對的問題是學生的基本功不扎實。以近年來中國隊失分較多的幾何題為例,2015年的IMO中,中國隊這一題型上輸美國隊19分,相當于美國隊比中國隊多3人解出這道題。2013年的CMO,同樣是幾何證明題,300名全國學霸中,30人弄反了“充分性”和“必要性”。
姚一雋認為,現(xiàn)在的難題還在于,學生的培養(yǎng),如過去大多數(shù)重點中學都有的數(shù)學興趣小組一樣,本應該是在校內(nèi)課外,再加上自學進行,但今天有意愿組織校內(nèi)的師資力量來好好教學生的學校并不比二三十年前更多,甚至有些所謂名校的教練就像經(jīng)理人一樣,基本上只做組織學生聽課的工作。“我們應該培訓一批有能力的一線教師、建立一套課程體系,但這事該由誰去做,相關(guān)方面有沒有意愿,都需要探討?!?/p>
儲朝暉建議,可發(fā)動專業(yè)社團、協(xié)會等第三方力量的作用,讓其加入進來。中國科學院院士、數(shù)學家、北京師范大學-香港浸會大學聯(lián)合國際學院校長湯濤認為,選拔、培養(yǎng)上可與國際先進做法接軌,多一些經(jīng)費支持,略微拉長一點國家隊集訓時間,選手們多參加一些別的國家的比賽,互相交流取經(jīng)。
IMO摘金是不少參賽者的夢想,但這不該是終極目標。羅博深說,他更關(guān)注的是學生長期發(fā)展,以及在20年后能在報紙上讀到其為人類發(fā)展所作的貢獻。
儲朝暉認為,參與競賽的真正目的在于了解自己、發(fā)現(xiàn)自己、建構(gòu)自己、實現(xiàn)自己,要避免功利性,保持自主性。不少教練和參賽者認為,參加IMO最大的收獲不在于比賽本身,而是培養(yǎng)了自主學習、獨立思考、不斷探究的能力和做事堅持到底的品質(zhì),并對日后發(fā)揮作用。
(張雪薦自《中國新聞周刊》)