麻省理工學(xué)院 | 為友誼賽做準(zhǔn)備,讓數(shù)學(xué)變得有趣
指南者留學(xué)
2022-12-22 13:52:58
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<p>Mark Saengrungkongka是麻省理工學(xué)院一年級的學(xué)生,他站在黑板前解釋了他對一道數(shù)學(xué)題的解法,這道數(shù)學(xué)題可能會出現(xiàn)在威廉·洛厄爾·帕特南數(shù)學(xué)競賽上。威廉·洛厄爾·帕特南數(shù)學(xué)競賽是由美國數(shù)學(xué)協(xié)會(MAA)管理的一項針對美國和加拿大大學(xué)生的著名年度數(shù)學(xué)競賽。在他完成證明后,全班報以熱烈的掌聲。“這是一個非常好的解決方案,”數(shù)學(xué)教授趙宇飛告訴學(xué)生們。</p>
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<p>開學(xué)幾周后,雖然有幾個人遲到了,但18班的學(xué)生。A34(數(shù)學(xué)解題組)非常注意同學(xué)們在黑板上展示的復(fù)雜的證明。聽眾們提出了一些探索性的問題,并指出了辯論中的不足之處。</p>
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<p>這個本科生研討會,更廣為人知的是普特南研討會,匯集了對年度比賽感興趣的一年級學(xué)生。近年來,麻省理工學(xué)院在12月的考試中獲得了第一名,所有五名得分最高的學(xué)生,即普特南研究員,都是過去兩年來自麻省理工學(xué)院的。</p>
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<p>但帕特南考試的目的也是為了向所有嘗試做這些難到發(fā)狂的問題集的人灌輸對數(shù)學(xué)的熱愛。趙老師這門課的目標(biāo)之一就是讓解決這些問題更像是參與一個有趣的小組益智游戲,而不是一場壓力很大的比賽。對于許多一年級的學(xué)生來說,這也是一個很好的方式來適應(yīng)麻省理工學(xué)院的生活。</p>
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<p>“參加研討班的學(xué)生通常都為參加數(shù)學(xué)競賽做了充分的準(zhǔn)備。”趙說。“但大學(xué)與高中的奧數(shù)競賽有很大不同。研討會的一個目標(biāo)是幫助他們從高中數(shù)學(xué)奧林匹克選手轉(zhuǎn)變?yōu)槌晒Φ拇髮W(xué)生,甚至更出色。”</p>
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<p>每周,他都會以一場隨意的討論,溫和地開始他的研討會。他詢問學(xué)生們對本學(xué)期的感受,并談?wù)撟鳛橐幻麛?shù)學(xué)系學(xué)生的生活。討論內(nèi)容包括選課、處理挫折和職業(yè)道路。一名學(xué)生詢問如何尋找研究機(jī)會;另一個學(xué)生問推薦信的事。</p>
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<p>趙老師知道,他的學(xué)生們已經(jīng)在提前考慮高等數(shù)學(xué)課程,但他希望讓他們慢一點,這樣他們就能花時間真正理解和欣賞他們所學(xué)的東西。“這些學(xué)生有一種做得太多的傾向。”他說。</p>
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<p>上課大約10分鐘后,趙老師結(jié)束了討論,開始了學(xué)生的陳述。</p>
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<p>Mohit Hulse展示了2018年P(guān)utnam競賽中組合數(shù)學(xué)問題的解決方案。當(dāng)他意識到自己在演講中犯了一個小錯誤時,臺下響起了一陣支持他的笑聲,他自信地繼續(xù)講下去。聽眾們都很尊重他,他的同學(xué)們也經(jīng)常幫他出主意。</p>
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<p>當(dāng)他講完后,趙又補(bǔ)充了一些贊美和建議。他說:“我建議你去查一下切爾諾夫界限的證明,它非常相似。”“這是一個很好的解決方案。”然后他指著黑板給出了一些建議。“我以為這一步可以省略。”</p>
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<p>除了討論和學(xué)生演講外,研討會每周還由高年級學(xué)生進(jìn)行講座,其中包括帕特南研討會的資深人士。這些講座突出了對普特南競賽有用的數(shù)學(xué)問題解決技巧,并提供了一個進(jìn)入高等數(shù)學(xué)的鏡頭。</p>
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<p>今年,大約有60名即將入學(xué)的一年級學(xué)生申請參加帕特南研討會,其中21人被選中。研討會具有國際多樣性,學(xué)生來自美國以外的10個國家:澳大利亞、亞美尼亞、加拿大、中國、格魯吉亞、印度、韓國、葡萄牙、新加坡和泰國。</p>
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<p>趙說:“這門課可以建立聯(lián)系。他們都是麻省理工學(xué)院的新生,很多人是第一次來美國。他們都對數(shù)學(xué)感興趣。我希望研討會能幫助他們認(rèn)識其他同學(xué),形成一個相互支持的社區(qū)。”</p>
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<p>歡迎任何麻省理工學(xué)院的學(xué)生參加講座,盡管演講環(huán)節(jié)僅限于參加研討會的學(xué)生。這些習(xí)題集也可以通過麻省理工學(xué)院的開放課程提供給其他感興趣的學(xué)生和老師。</p>
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<p><span class="h1"><strong>練習(xí)演講</strong></span></p>
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<p>該研討會旨在為大一新生提供一個難得的機(jī)會來發(fā)展他們的數(shù)學(xué)交流技能,包括黑板展示和證明寫作。趙說,近年來,他一直在創(chuàng)新研討會的形式,越來越強(qiáng)調(diào)口頭陳述練習(xí)和反饋。</p>
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<p>他說:“大學(xué)生沒有太多的演講機(jī)會,尤其是黑板演講。“我們從麻省理工學(xué)院的校友那里聽到很多話,他們希望自己在麻省理工學(xué)院接受了更多溝通技巧方面的培訓(xùn)。”</p>
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<p>兩個以前的研討會學(xué)生,大四的Dain Kim和大二的Tomasz ?lusarczyk,幫助班級作為本科生助理。金妍兒在去年的比賽中排名第6位,獲得了“伊麗莎白·洛厄爾·普特南獎”(Elizabeth Lowell Putnam Prize), ?lusarczyk也獲得了榮譽獎。作為本科生助理,Kim和?lusarczyk會定期安排辦公時間,讓學(xué)生們在教授不在場的情況下,向一小群其他學(xué)生練習(xí)演講。這些辦公時間從去年開始,是為了響應(yīng)學(xué)生在課堂之外尋求更多演講機(jī)會的需求。</p>
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<p>金某說,在大一的時候,參加了研習(xí)班,受益匪淺。</p>
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<p>金說:“尤其是在麻省理工學(xué)院的數(shù)學(xué)課上,你很難有機(jī)會向其他學(xué)生做報告,除非是CI-M(專業(yè)交流密集型課程),因為大多數(shù)課程都是以講課為基礎(chǔ)的。”“我可以聽到其他學(xué)生如何解決我無法解決的問題,我還可以練習(xí)數(shù)學(xué)演示。”</p>
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<p>?lusarczyk去年參加了這個研討會,他認(rèn)為這門課讓他的一些數(shù)學(xué)競賽方法和思維模式轉(zhuǎn)變?yōu)檠芯啃蛿?shù)學(xué)。他說:“將解決問題的專注力與更高水平的數(shù)學(xué)成熟度結(jié)合起來,絕對是一次很棒的教育經(jīng)歷,極大地提高了我的普特南技能。”“在研討會上培養(yǎng)的技能在問題設(shè)置會議、辦公時間或研究會議上是無價的。這門課對我的職業(yè)規(guī)劃幫助很大——我學(xué)到了很多關(guān)于研究型數(shù)學(xué)的知識,并決定畢業(yè)后要在數(shù)學(xué)博士項目中進(jìn)行研究。”</p>
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<p><span class="h1"><strong>競爭的加劇</strong></span></p>
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<p>帕特南考試由伊麗莎白·洛厄爾·帕特南于1927年創(chuàng)立,以紀(jì)念她的丈夫威廉·洛厄爾·帕特南,自1938年起每年舉辦一次,由美國數(shù)學(xué)協(xié)會管理。</p>
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<p>去年的考試長達(dá)6個小時,涉及12道數(shù)學(xué)證明題,每道題10分,題目來自微積分、代數(shù)、幾何、組合、數(shù)論等學(xué)科。來自427所大學(xué)的2975名本科生參加了2021年的考試,其中150名來自麻省理工學(xué)院。</p>
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<p>最高分是119分(滿分120分),中位數(shù)只有4分——這意味著大多數(shù)學(xué)生沒有完全解決任何一道題。但在獲得榮譽獎或更高排名的前105名學(xué)生中,有63名是麻省理工學(xué)院的學(xué)生。</p>
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<p>前五名將獲得著名的普特南研究員稱號。這是比賽歷史上第二次,所有五位普特南研究員都來自麻省理工學(xué)院,而且他們都是普特南研討會的校友。在帕特南競賽的80多年中,只有8名參賽者獲得了罕見的4次帕特南獎學(xué)金,其中3名來自麻省理工學(xué)院。麻省理工學(xué)院數(shù)學(xué)教授(前麻省理工學(xué)院普特南教練)比約恩·普南(Bjorn Poonen)在哈佛大學(xué)讀本科時就曾四次獲得普特南獎學(xué)金。</p>
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<p>早在1973年,麻省理工學(xué)院數(shù)學(xué)教授理查德·斯坦利開始在麻省理工學(xué)院任教時,他注意到麻省理工學(xué)院有大量學(xué)生參加帕特南考試。在加州理工學(xué)院讀書期間,他參加過三次考試。</p>
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<p>“我最好的成績是總成績第九。”他回憶道。“當(dāng)時,加州理工學(xué)院是普特南的主要學(xué)校。我還記得大一時,我的學(xué)生宿舍里有個人抱怨說,雖然他在全國排名第七,但他在加州理工學(xué)院只排名第四,在他的走廊上排名第二!”</p>
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<p>當(dāng)他看到麻省理工學(xué)院的學(xué)生在考試中的表現(xiàn)時,他認(rèn)為還有改進(jìn)的空間。</p>
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<p>他回憶道:“我想,一個關(guān)于解決問題的研討會可能會激發(fā)一些興趣,讓學(xué)生們受益。”</p>
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<p>斯坦利的本科生數(shù)學(xué)問題解決研討會的特點是他每周的講座都致力于與普特南相關(guān)的主題,如數(shù)論、線性代數(shù)、生成函數(shù)或不等式。斯坦利說:“這些都是宏大的主題,但這些講座非常狹隘地集中在提供如何做好帕特南的背景和例子上。”</p>
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<p>然后,他每周會布置兩套習(xí)題,一套是基于講座內(nèi)容,另一套是“有趣”的問題。那周的第二節(jié)課讓學(xué)生們討論他們的解決方案。</p>
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<p>他說:“這門課的第二個重點就是享受問題帶來的樂趣。”“許多學(xué)數(shù)學(xué)的學(xué)生喜歡解決問題,也喜歡有機(jī)會從數(shù)學(xué)的各個領(lǐng)域?qū)W習(xí)到一些在普通課堂上不太可能學(xué)到的有趣知識。他們也喜歡友好競爭的友情。”</p>
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<p>斯坦利也在帕特南執(zhí)教了大約35年,后來哈特利·羅杰斯教授也加入了他的行列。普特南的課程似乎把麻省理工學(xué)院的學(xué)生拉進(jìn)了許多第一名的團(tuán)隊勝利。那次研討會的八名校友最終成為了斯坦利的博士生,他還根據(jù)那次研討會的內(nèi)容寫了一本書《對話式解決問題》(Conversational Problem Solving)。</p>
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<p>最重要的是,Stanley強(qiáng)調(diào)在Putnam中加入樂趣。此外,他說,所有的勝利都有不利的一面。</p>
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<p>斯坦利說:“這就好像紅襪隊每年都統(tǒng)治著所有其他球隊,在四場比賽中贏得了所有世界大賽的冠軍。”“對波士頓球迷來說很好,但對棒球隊來說不是。”</p>
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<p>2006年,作為一年級學(xué)生,趙參加了斯坦利和羅杰斯教授的普特南研討會,并獲得了三個普特南學(xué)者名額;他以一分之差錯過了第四場比賽。當(dāng)他于2017年回到麻省理工學(xué)院任教時,他開始教授普特南研討會。</p>
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<p>趙稱贊史丹利創(chuàng)造了高質(zhì)量的習(xí)題集,這些習(xí)題集至今仍在研討會上使用。趙也在繼續(xù)斯坦利的目標(biāo),引導(dǎo)學(xué)生不要把研討會看作是對普特南的簡單培訓(xùn)。</p>
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<p>金說:“這門課幫助我參加了普特南考試。“每周我都會解決一套習(xí)題集,我喜歡嘗試一些難題。它幫助我習(xí)慣了putname類型的問題。但這不僅僅是一門“帕特南準(zhǔn)備課”。’雖然我們討論的是普特南問題(Putnam problem),其中也出現(xiàn)了一些概念,但這門課的目標(biāo)并不是‘提高參與者的分?jǐn)?shù)’。”</p>
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<p>在11月下旬的一次研討會上,趙先生問他的學(xué)生們對即將到來的不到兩周的考試有什么感受,一些人提到了“壓力”這個詞。但另一些人則表示,他們非常喜歡解決這些問題。一名學(xué)生表示:“我想在沒有太大壓力的情況下參加考試。”另一位補(bǔ)充道:“對我來說,有效的是我與自己競爭,而不是與他人競爭。”</p>
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<p>然后,趙老師給了全班同學(xué)他最有價值的建議:“在考試前的幾天,一定要保證充足的睡眠。”</p>
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<p>注:本文由院校官方新聞直譯,僅供參考,不代表指南者留學(xué)態(tài)度觀點。</p>
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