我们经常会碰到一些奇怪的现象：
- 学了好几年编程（无论是C++还是Python）的孩子，考了一堆级，但是交给他一个并不是很难的问题用编程去解决，孩子却无从下手！
- 从小玩转机器人、遍游博物馆、科技馆，对各种科学知识信手拈来的孩子，进入中学后数理化成绩却上不去，畏难情绪严重！
- 小学、初中数学成绩优异的学生，高中数学却学得异常艰难？！
都说STEM重要，但是科学、机器人、编程学了一堆，却无法体现在数理化成绩上，这又是为什么？
拥有了知识不代表拥有对应的能力，机械化地学习了知识，却没有培养思维，锻炼解决问题的能力，是上面这些奇怪现象发生的根本原因。
我们都知道健康的体格需要从小锻炼，但是很少有人明白灵活而坚韧的思维更是需要从小被锻炼的。
如何进行解决问题的思维训练呢？今天笔者就结合自己经历给大家讲讲。
笔者小时候还没有电脑，也没有现在这么多好玩有趣的STEM活动，唯一的思维锻炼是做奥数题。
那时候没有老师教，也没有网络资源，只是自己一道一道题去啃下来。有时为了解一道难题，吃不下饭，睡觉梦里都在想怎么做。做奥数题，很像长跑，虽然苦却是会上瘾的。而让我上瘾的应该就是头脑获得锻炼的兴奋感和满足感。
最初大约就是这种自我挑战和完成难题的成就感激发了我对数学的兴趣。后来我开始喜欢证明数学书里的定理，证出来后能得意好久，感觉「数学家也就这么回事」。
这不仅锻炼了思维，还让我更深化地认识知识点，真正地理解这些定理，因此应用起来也得心应手，从来不需要特意去记。其实定理证明的过程训练的就是分析问题和解决问题的思维。
而周边的同学，尤其到了高中，需要努力去背很多定理，以及什么题用什么定理，但是题型稍微一灵活就不知该如何下手了。这也是很多人觉得数学越学越难的原因。
每当看到有学生拿着一个写满定理和公式的小本子，像背单词一样死记硬背时，我就觉得“数学不能这么学”。
彼时我也不确定我的方法是否适合其他人，直到听说美国在线数学教育平台Art of Problem Solving （AoPS，解决问题的艺术）创始人Richard Rusczyk的事迹。
△AoPS Online
和笔者类似的是，他也是自主研究一些数学证明，对数学概念有了更深刻的理解后，成功赢得全美奥数金牌。
（对Richard Rusczyk事迹感兴趣的同学可网上自行查看）
传统的数学学习的过程是 “记住公式定理，解答为公式量身定做的题目”，最后却完全不知道如何“解决问题”。Richard认为这种传统的数学教学法是错误的，培养思维能力才是能够灵活解决问题的关键。
基于这一感悟，他创立了AoPS。目前，AoPS已经发展成美国最大的数学学习社区，几乎所有的美国奥数队成员都是它的学员，甚至很多USACO（美国信奥）的竞赛者也是AoPS学员。
不同于传统的「先告诉孩子如何解决某一类例题，然后给他们一些相似的题去练习」的教学法，AoPS给孩子们一道一道从简入深，又从没见过的题，让他们自己去探索和发现解决方法，总结规律（即发现定理），这时数学才真正成为他们自己的数学，而不是别人硬塞给他们去记忆的东西。
△Beast Academy截图
笔者的两个孩子也在通过AoPS的小学数学平台Beast Academy进行思维开发和解决问题能力训练。一开始两小只也是很不适应，但是经过一段时间的训练后，虽然仍然嘴里喊着“好难”，他们对数学的兴趣却与日俱增。碰到难题时，也由原来的想一会就开始喊妈，到现在不吃饭也要做出来，着实让老母亲深感欣慰。
△作者女儿的日记
随着两人对数学的兴趣不断加深，我又进一步帮他们组织了数学小组「Beast Club」，孩子们自己每周组织一次活动，互相激励，一起讨论难题。看到几个孩子围绕一道题，七嘴八舌地进行讨论，左突右撞，失败了再尝试，再失败，再尝试，寻找合适的解决方案。我在旁边看着特别开心！这才是学习应有的样子。
如果你对如何帮孩子提升解决问题的能力或Beast Academy感兴趣，欢迎关注公众号，发送「PS」，加入讨论群参与讨论。
虽然上面的经历是以数学学习为例，但事实上无论是Science科学，Technology技术，Engineering工程，还是Math数学，归根结底他们都是用来解决问题的学科。所有STEM课程都应该以锻炼学生解决问题的能力为核心。
之前，教育部公布了高考改革的三个主要转变其中之一就是由“解题”到“解决问题”的转变。可以想见，未来的高考题会越来越灵活，防止学生靠刷题和记忆得高分，国家将更倾向于选拔真正有思维能力和开创性的人才。
未来社会需要大批科技创造的人才，而STEM无疑非常适合锻炼思维能力、培养创造力，也应更加受到学校和家长们的重视。
我们「享渔教育」开发的整套STEM课程，无论是基础的「电子与编程课」，还是基于全球问题的「跨学科PBL课程」，一直都遵守「锻炼解决问题的能力」这一核心理念。
不同于传统的「先给学生讲一遍原理，再让学生按照讲解的进行实践操作」的方式，我们的课堂设置了一系列从简入难的小挑战，让学生一步步自己摸索，老师再稍加引导。
尽管这个过程会花不少时间，学生讨论和尝试起来课堂会很“热闹”：有做出来兴奋得又跳又叫的，有做不出来急哭的，有互相争执的……
学生自己做出来的东西大概率不会很好看或很酷炫，但是他们在学习怎么解决一个又一个的问题，怎么克服失败后的沮丧，并学会重新开始。
这种解决问题的能力和毅力才能帮助孩子在未来人生中，不论是数学，还是科学、工程、职业发展，甚至日常生活中获得成功和自信。
身为家长，我们经常会问孩子这两个问题：「你学到了什么？」「你做出了什么？」
对于前一个问题，孩子会把课堂上学到的一些术语或技巧似懂非懂地拿来炫耀一下；而对于后一个问题，跟着老师做了一个很酷的东西也并不表示他真的能自己完成。
我们应该要多问孩子:「你今天碰到了什么困难？」「你做了哪些努力去解决这个困难？」
这时，他才能意识到，困难和失败是正常的，是学习的必经过程，尝试着去解决问题才是学习的关键。
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作者：
- 前Arduino中国董事总经理
- 前高通创锐讯市场总监
- 中国教育装备行业协会创造教育分会理事
- 全国“互联网+”大学生创新创业大赛评委专家
- 哈佛商学院MBA
- 美国康奈尔大学电子工程硕士
- 清华大学自动化系学士
- 高考北京理科状元