怎样认识A-LEVEL数学 & 孩子到底为什么出错?
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◎A-LEVEL数学考的是技能,不是原理。
说通俗点就是,人家考的是你会不会算,而不是你知不知道为什么要这样算。
这与很多家长和同学长久以来的想法多少有些冲突。一直以来我们对数学的理解是:这是一门抽象的学科,对逻辑思维能力要求很强,不“聪明”是学不好数学的。事实上,抽象没错,需要逻辑思维也没错,但这并不决定它一定要用很费脑子的方法去学。决定数学应该怎么学的,应该是目的。而我们学习A-LEVEL数学的目的,就是应试。
就拿微积分来说,这是A-LEVEL数学中占比重最大的部分了,也是最核心的部分。微积分的理论基础是极限,导数是因变量变化量与自变量变化量比值的极限,积分是曲边梯形近似分割成的小矩形面积的极限,极限理论无疑是微积分的基本原理。在国外各种版本的A-LEVEL数学教材中,讲微积分必然要用到极限,这是根本绕不开的。可以说,如果把极限理论掌握得很透彻,理解微积分是基本没有问题的。然而,历年A-LEVEL数学真题,从来没有考过微积分的极限原理。
CIE纯数1考试大纲微分部分如下描述:“the technique of differentiation from first principles is not required”----无需掌握微分原理。
不是说原理不重要,而是,A-LEVEL数学是一门工具学科,即使不懂得原理,依然可以使用。对微分来说,我们只要知道导数代表切线斜率,代表变化率,会套用各种公式和法则求导数,对积分来说,我们只要知道它可以用来计算曲线下方面积,对给出的曲线会套公式计算不定积分,会代入上下限相减计算定积分,会根据曲线在x轴上下方判断面积正负,会把面积拆成几个部分相加减…就可以应对所有微积分的题目。而这些,都属于实际操作能力层面的要求,不涉及极限原理。当然,原理也不是说可以一点不懂,在现阶段,知道是怎么回事就够了,不需要研究得很深。就好比学开车,我们知道打火挂挡松手刹踩油门就行了,车就能走。至于原理,我们知道车能走是因为发动机的工作,汽油燃烧推动活塞带动传动轴…好了,对一个学开车的人来说,他知道这么多就可以了,不需要再深究,因为他不是学修车。深究原理是好事,对开车也确实有帮助,但最终决定你能不能拿证的,还是你的操作是否熟练规范,有没有把油门当成刹车去踩。
对微积分和其他数学分支来说,A-LEVEL考试看的是你会不会直接套用公式,会不会变形使用公式,会不会整体代入,会不会借用一个公式得到另一个公式。只要会这些,以后在物理,化学,生物,经济等其他领域需要进行某种计算的时候,你就能直接拿过来算,不需要再另花时间研究怎么算的问题,这就是工具学科的意义。国内大学理工科专业学过高等数学的学生都知道,高等数学主要是用来给本专业提供计算方法的,能让自己在物理书上见到一个积分公式的时候不至于一头雾水。然而在数学专业,并不开设高等数学这门课,取而代之的是一门叫做数学分析的基础课,数学分析侧重原理,除计算外更多的是研究积分的定义以及可以积分的条件。一种有趣的现象是,数学专业的学生在具体计算方面经常不如其他理工科学生熟练,因为后者每天都在重复高等数学中的计算。A-LEVEL数学更像是高等数学的性质。
所以,除非是对数学理论特别感兴趣,真心痴迷,或者目标就是要考数学专业的同学,在熟练掌握应试解题技巧的基础上,可以根据自己的兴趣去深入研究理论,去拓展,去思考,相信大家都会支持,这时课堂上的教材是远远不够的,课外浩如烟海的数学书籍才是遨游的天地,但前提是,先保证自己能从容应对即将面临的考试。对其他同学来说,现在真的不是打破砂锅问到底的时候,在知识储备不足的情况下,深究原理会导致学习方向偏失,分散精力,干扰备考,会出现“懂的越少,想的越多”的现象,做题时总是发散思维,设想把题目的条件换成别的会怎么样,结果是题没做出来,也没想出什么新的理论,根本没有意义。
◎掌握知识点,跟会做题,是两码事。
经常有家长跟我说:王老师,你再帮我家孩子看看哪些知识点还没掌握,帮他梳理一下。这一般出现在某次测验或者考试之后,家长看到自己孩子没考好,比较着急。心情可以理解,但是认识上有误区。学生缺的不是知识点,缺的是熟练度。说实话,真的只是把书上的知识点单独列出来的话,根本没多少东西,那两张薄薄的公式表就是例子。知识点的主要体现形式无非就是公式嘛。我们都知道,A-LEVEL数学考试是有公式表的,需要什么公式直接看就行了,不需要背,这跟体制内的考试相比简直幸福死了。然而就是这样,做不对题的照样大有人在!究其原因,是多方面的,我以自己平时带学生的切身感受,举几个实际的例子:
1.一堆公式摆在眼前,挑不出来该用哪个。
这时候往往是这样的:这个题我要算standard deviation(标准差,S1知识点),公式表上居然有四个标准差公式!然后就开始纠结到底该用哪个。这是典型的混淆。事实上不同的标准差公式是在不同情况下用的,分别对应离散数据,分组数据,概率分布列和二项分布。看不出来该用哪个,说明平时练得太少,在某种情况下反应不过来对应的公式。说真的,不是懂不懂的问题,就是练得太少反应不过来。标准差公式为什么是这样算人家根本就不考,人家就管你会不会算。
还有一个典型的例子是二倍角的余弦公式cos2A(P3知识点),这个公式有三种形式,公式表上都有,用的时候是可以互相转化的,就算不知道可以互相转化,一个不行再换另一个试,再不行再换!肯定有一个能试出来是可以用的。然而,很多同学就是因为第一次选的公式不好用,看不出来怎么继续往下做,就开始表现各种“不适”:头痛,犯困,焦虑…就是想不到换公式,其实只要换一个公式就能看出来,有些项可以消掉,然后就知道下面怎么做了。这不是公式或者知识点的问题,是做题习惯的问题,意识不到可以换公式。如果平时练习够多,就会经常遇到选错公式卡住的情况,但也会马上反应过来要换公式,因为换的次数多了自然就记住了。说到底还是熟练度的问题,有没有形成条件反射,跟公式的掌握没有关系。
2.就算知道该用哪个公式,照样不会用。
公式运用不灵活。一种情况是不会变形使用公式,比如a+b=c,可以变成b=c-a,这是最基本的移项,直接讲出来谁都明白,但做题的时候就是未必能反应过来。常见的有
(P1知识点),经常变成
还有
(P3知识点)经常变成
这与是否理解公式绝无关系,就是看你平时练的够不够多,练够了自然就能反应过来,练不够就想不到,没什么好说的。另一种情况是不会整体代入,这也属于基本功,比如ax这个式子,把x=b+c代入应该变成a(b+c)而不是ab+c,这是上过初中的学生都该有的常识,按说是不应该再反复讲的,但真就有不少学生老忘了加括号,别笑,举例子都是很简单的,实际做题的时候表达式都是又长又复杂,括号都有好几层,忘了加括号是经常出现的状况,就看你有没有练出好的习惯,比如先打括号再写里面的东西。
公式里面的字母只是一个符号,是可以任意换的。我经常遇到这种情况:学生做题时出现sin2x(P3知识点),他知道这是一个公式,于是在公式表上找,找半天愣是没找到,其实公式表上明明是有的,什么原因呢?因为他一直在找sin2x,但公式表上写的是sin2A,只不过是用了不同的字母而已,公式还是同一个。你说这哪是什么知识点的问题?还有的是看到sin2x知道看公式表变成2sinxcosx,但是反过来看到sinxcosx就不知道该怎么办了,其实还是同一个公式,只不过把右边的2除到左边去,至于能不能想到,全靠条件反射,看你平时sinxcosx见的次数够不够多。反正公式就在那放着,课本上也有,真题册上也有,笔记上也有,网上也有,你平时不碰,那没办法。
3.根本不知道公式表上有这个公式。
做题的时候看到sin2x,完全没思路,压根不知道这是公式表上的一个公式,这是下课把所有东西扔一边一眼不看的典型结果,这没什么好说的,不是梳理知识点能救得了的。
4.过度依赖公式表。
平时真的练够了的话,其实是不需要翻公式表查公式的,因为公式翻来覆去就那几个,整天用整天用能记不住吗?说实话,老师做题是很少看公式表的,当然是因为老师把公式都记住了。老师能记住公式是因为老师比学生聪明吗?还是老师研究公式比学生透彻?都不是,老师能记住公式是因为老师每天上课都在用这个公式,如果老师半年不碰公式,该忘的照样会忘。对学生来说,刚开始学某个公式,需要看公式表才能想起来是很正常的,但是如果直到大考前还必须要依赖公式表,那肯定是要影响做题效率的,并且经常伴随其他因为不熟练带来的一系列问题,比如不能及时选出合适的公式,变形和整体代入不熟练,这时候给人的感觉就是:明明要用的公式都给了,还是不会做题。说到底,就是练得少。
更危险的是,公式表上的公式并不全。比如关于对数log和ln(P3知识点)的公式,公式表上是没有的,但这却是最常用的公式之一,课本上有,课上老师都会讲,网上也可以查到,就是不在公式表上,原因咱没有必要去关心,只需要知道,有些公式就得靠自己记,不能光指望公式表。
还有就是,公式表上只有公式,没有解题方法。解微分方程(P3知识点)第一步是分离变量,然而这只是个步骤,不是公式,公式表上不写这个。这就意味着,你知道就会做,不知道就不会做。平时不知道可以问,考试才发现不知道的话,没人能救。
◎粗心失误是非常严重的问题,不是小事!
前面说过,掌握知识点不代表会做题,还有一个普遍的原因,就是公式方法都会,却粗心失误了。粗心失误的表现可谓五花八门,计算错误只是最常见的一种。如果只是因为算的数过于繁杂导致算错了,那倒也没什么,以后仔细点就是了,毕竟人手工算的都难免出错,老师也避免不了。不管怎样,算错应该是少数情况,多数情况都能算对才是正常的。但有些学生只要动手计算就肯定要错,失误率极高,那就是习惯问题,长期使用错误的或者不规范的方法导致。例如前面说过的把x=b+c代入ax的例子,如果不养成立即加括号的习惯,后面算错是十有八九的。在连续使用分部积分公式(P3知识点)时,这种现象尤其明显,因为括号有很多层,还有很多负号和系数,漏一半括号后面基本上就完了。以上属于规范性方面的习惯,还有一个重要的习惯是书写清晰。我们要搞清楚一件事,书写清晰不是为了美观,是为了让自己和别人能准确辨认你写的到底是什么。由于自己书写潦草,把i看成1,把z看成2,导致后面跟着算错的情况,我见得太多了。你说这跟知识点有什么关系,纯粹是意识问题,看自己够不够重视,是不是拿这些细节当回事儿,老师可以课上提醒强调,但是不可能整天跟着手把手教你怎么写字,习惯问题只能靠自己改。其他类似的问题比如抄错符号,抄多,抄漏,甚至一些叫不出名来的错误,如果不是亲眼见过都想象不到的那种,根本都没法说。你说这怎么说呢?把油门当刹车踩了,没什么好说的,踩错了就是踩错了,就是练得太少没养成正确的习惯,紧急时刻反应不过来,难道是因为不理解左刹车右油门这个知识点吗?
还有一个粗心失误的重灾区,计算器!曾经我跟一个家长聊,我说她孩子粗心算错的情况比较多,她很疑惑地说不会吧,我看我家孩子都是拿计算器做题的呀。
天真!
计算器确实是百分之百的正确率,但前提是,你要摁对。你把错误的式子摁进去,计算器就会百分之百地输出错误结果,这个锅计算器不背。那正确的式子哪来的呢?是你自己读题写出来的,这个计算器替不了你。
就算写出正确的式子,你也要小心按键。按键最容易出的状况就是没按到底,没输进去,但自己不知道。这就要求摁计算器的时候不要太急,要盯着屏幕,确认自己摁的没错。这是纯习惯问题,有这个习惯就不会摁错,没有就可能摁错,就这么回事。课本上是不会写这种东西的。就算摁对了,计算器给出了正确的结果,照样是可以写不对的,你猜猜什么原因?嗯,把计算器显示的结果抄到纸上的时候抄错了。这个咱就不多说了,真没什么好说的。
另一个方面的问题是过度依赖计算器,这比依赖公式表后果严重多了。有的学生无论多么简单的算式都用计算器,时间长了就把通分,约分,化简繁分式,解二次方程,特殊角的三角函数值等基本能力退化掉了。最恐怖的,20以内的加减法口算都有困难,这是我早前遇到过的活生生的案例,上国际高中的学生,还不止一个,简直触目惊心!
审题失误也是粗心失误界的一大主流。很长的题目可以略读,只挑出有用的信息,但那是在你能读懂题目,确实知道哪些有用哪些没用的前提下。否则还是老老实实逐字读完,以防漏掉重要信息。如果英语阅读功底不够,读不懂题目中的长难句,那还是先补一下语法,练好断句,把长句拆开就能看明白了。如果是单词的问题,数学专业词汇不认识,比如reflex angle,那就去查,反正手机也有,电脑也有,查就是了,查了也不明白的,找老师问,办法多得很。最怕的是那种根本不是英语不好导致的审题失误:看错,看漏数字符号,这种情况就算换成中文题目该看错的照样看错。
◎怎么办?
练。没什么好说的,就是练。知识点老师都讲过,走神没听清的,忘了的找老师问,老师会给你重复,这都没问题。但是你自己不动手做题,全白搭。只有在自己做题的过程中,把可能出现的粗心失误和细节问题暴露出来,才能避免它们出现在正式考试中。当然,这需要自觉,需要自制,需要持续付出时间精力。大道理就不讲了,都懂。啰嗦这么多,希望对孩子学习有帮助。
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麻省理工学院&荣誉学士