北京大学数学系周民强教授:讲课的艺术

来源:北京大学教学促进通讯 作者:发布时间:2017-09-18动态浏览次数:475

我觉得教师首先要热爱教学,这是第一条。我这个人很奇怪,就是一到了讲台上,我的心情就放开了,非常的高兴。可以说,就是非常喜欢去做这个教学工作,所以,我的备课、写讲稿,花的时间就多一点。倒不是说我有什么了不起,但许多教师确实做不到这一点。他只是负责:我今天备完课就去上课了。仅此而已,对教学工作没有太多的热情。

第二条,关怀学生。我得过四次北京大学的“优秀教师”奖。因为同学开座谈会都说周老师好,所以我连续得了四次。具体来说,怎么关怀同学呢?像一个礼拜的两小时习题课,本来是辅导教师去,但我几乎95%都亲自参加。去干什么呢?一个是去指导学生,第二个就是了解情况。上课时候所讲的东西,学生学的怎么样呢?到习题课上我能够了解。另外。我一般每个月会去一次同学宿舍,跟同学们聊天,有时候还跟他们下五子棋。有次,一个三年级的同学说:“周老师,我们到北大三年了,您是第一个上我们这来的老师,跟我们聊天”。我当时脸就红了,三年了,数学系没有一个教师到同学宿舍去跟他们聊天、问他们学习生活情况。当然我也不经常去,一个月最多一次,但是习题课我基本都去。

就学生来说,高中他喜欢数学但是他并不了解数学。所以上大学后的一年级、二年级、三年级,遇到困难,有的人就不愿意再学数学了。因此,我觉得讲一二三年级的基础课,教师有个很重要任务,就是我怎么能够让学生热爱、喜欢数学。

所以我的讲课,除了科学性以外,我抓三条:第一,趣味性。我的讲课同学们非常喜欢听,现在虽然退休了,但我还有个讲座,叫做《数学的认知》,听的人非常多,后面还有站着的。这不是说我讲的怎么好,就是讲的很活泼。另外,可能是因为学生没有听过对一门学问的总体性介绍,学生很需要,这也有关系。

具体来说怎么能够达到趣味性呢?这需要下功夫,首先是结合数学史,我有空闲时间就去读数学史,讲一些数学的故事,同学就很爱听了。因为逻辑证明有时候很苦,比较难,数学让人感觉枯燥就是这个证明。但是又必须严格证明,所以你插一些故事,一方面让他轻松一下,不要整个课一两个小时都那么严肃;另一方面你的故事又跟数学相结合,也有助于理解。比如说,一般学习的积分叫做黎曼积分,它是按照变量的区间来分割再求和的。实变函数讲的勒贝格积分则是按照函数的高度来分割再求和的。于是我就把两种积分的意思通俗地给他们讲出来:假如我欠你1736块钱,我要还给你。在微积分课上按照你们学的积分是怎样还法呢?按从口袋取钱的先后来计算:就是我拿出来一块钱,再拿出五毛,一块五了;再拿出一个五块的,六块五,再拿出五分,六块五毛五;再拿出一张一百,一百六十多了;再……,就这么一个还法。我告诉他们这就是一种直接黎曼积分的思想。但勒贝格积分的思想就不一样了,我把一千七百多块钱都先拿出来,把一百的放成一摞,五十的放成一摞,二十的放成一摞,我这么数给你,显然是另一种办法。拿这种通俗的例子来认识这两种积分求和的概念,他一下子就清楚了。讲了像这样一些例子,同学就很感兴趣,愿意跟你交流。所以说,学生不爱学数学,一方面是数学很深奥导致学生兴趣不大,另一方面也跟教师如何建立同学对数学的兴趣、使之愿意去学是有很大关系的。

另外,我为了提高学生们的学习兴趣,就用数学故事来给他们打气。比如有同学回答错问题了,我说这没有关系,你现在才学了几年数学,你搞错一点有什么了不起的,那些大数学家都还错呢。法国一个大数学家,叫做柯西,他发现了微积分里面一个很重要的定理,就是柯西收敛原理。但是他写的论文中充分性的证明过程是错的,虽然他结论确实是对的。

另外,有个同学跟我辩论,说数学是一门艺术,到了高深以后可以自由创造。我首先鼓励他,说你有这样的体会很不错,数学的确在达到某种高度以后有一种自由创造的境界,它跟艺术是有很多共同的地方,比如艺术讲美,我们数学也讲美、讲对称。但另外一方面呢,数学是科学,艺术它不属于科学,两者有本质区别。我说对于艺术的美,大家都讲,但是有很多不同的观点。但我们讲数学中的勾股定理,几千年以前是这样,现在也是这样,不会变的。但是美的观点就不同,现在讲一个姑娘漂亮,以苗条为美,但在唐朝就不是这样。为什么说杨贵妃是美女呢?是因为她长得肥。还有的少数民族的耳环很大,有的还有鼻环,他们一定认为是美,但是我们不一定觉得美。我就跟女同学说,你打个大耳环、鼻环试试看,大家都笑。我说大家都听过一首歌,叫《月亮代表我的心》,什么叫“月亮代表我的心”?我就问女同学,女同学说那代表纯洁。我说也许是这样,这是艺术,但这不是科学。如果用自然科学的观点看,月亮表面温度平均是零下三十多度,怎么能代表我的心,学生们就哄堂大笑。下面我就不讲了,他已经明白了。

我的意思就是一方面要肯定他的一些洞见,另外一方面又让他懂得本质上还是有区别的,艺术和科学不一样,举例子效果最好。

总之,我把一些故事、历史插到讲课里面去,当然这要和数学教学内容配合好。这个效果很好,有些同学在贺年卡里面就说,过去不爱学数学,上了周老师的课对它才有兴趣。我退下来后,同学还到系里请愿,说下学期课还希望周老师讲。也就是因为我下了一些功夫在教学上,把课讲得不枯燥,有趣。

第二条就是要讲“主旋律”。关于这个问题,还跟系里几位教师发生过意见冲突。当时是十几年以前,二十几人参加系里面组织一个会,有的教师就主张数学分析、微积分回到牛顿时代去,用牛顿时代的讲法。我完全反对,说不行,牛顿的微积分,你掌握不了。因为他是大物理学家,所以他懂得哪一项无穷小量可以不要,而我们则不行。如果你不学习极限思想,那么复杂的东西,你是判断不清楚的。所以,要找“主旋律”。现在我写的这两本教材,《数学分析》、《实变函数》,就和几十年以前的教材很不一样。虽然基本定理是一样的,但里面的讲法和举的典型例子不一样。也就是说,要与时俱进,唱主旋律。要了解现在学科发展的内容,我们的教材和教学内容也要随着时间改变。我的《实变函数论》几乎每年都在改变,一个是我自己有些新的想法,还有一个就是吸收国外好的教材中的典型例子,我觉得某例子比我的好,马上就换掉。

第三条,就是要有启发性。讲课当然先要把基本的东西搞清楚,但是你光把书上的东西教会他,这是不够的,还得有启发式教育。什么意思呢?就是让他不仅是“学会”,还要“会学”。我们北大数学系的学生,都是高分进来的,你不能耽误人家。所以我讲定理的时候一般先有一个提问,把问题提的非常明确,让他觉得问题很有意思。另外我证明的时候,就特别强调指出其中的关键点在什么地方,有时候要强调两三遍,让他明白问题的本质。将来如果定理还要推广或者实际应用,这往往也是关键之处。

另外,我不看讲稿上课。上课时除了在黑板上写东西外,就是来回走动,下去走,走动中还会提问题,最后面一个学生他也不敢做别的事。