数学,是不少孩子的“痛苦源泉”。让即便不擅长数学的孩子也能感受到数学的乐趣、会用数学的眼光看世界——这听起来像“天方夜谭”,但却是广州基础教育正在追寻的目标。

10月18日,广州市教育研究院举办的“2026年广州市中学生数学建模成果展示与研讨活动”上,来自全市108所高中的800多名师生,展示“打水漂背后的科学原理”“校园积水防涝”“作业用时估算与优化”“拍拍攒最优策略”等问题的调研与建模分析过程。台下,包括国际数学教育委员会(ICMI)前主席梁贯成教授、北京师范大学副教授王颖喆、华南师范大学数学科学学院副院长彭小飞教授等在内的顶尖数学教育专家,频频点头。
这一幕折射的,正是广州基础教育的推进方向:在AI时代教育改革与中高考评价体系转向的当下,广州正试图以数学建模为“支点”,撬动传统数学课堂的教与学,回答“如何培养人、培养什么样的人”的时代之问。
为什么学?数学被异化为刷题和分数时,如何保护好奇心
数学建模,并不是数学尖子的专利,也不是名校特色,而是所有孩子都可以运用的工具。此次活动的师生来自广州108所高中,占广州高中总数的70%以上。在广州,数学建模是每所高中都必须开设的必修课。
“如果一个孩子每次考试都不及格,在家长眼里他可能是个‘数学差生’。但在我们的建模展示中,你能看到这些孩子眼睛里闪烁着的光芒,他们的奇思妙想和潜能远超想象。”广州市教育研究院副院长吴新华直击当下基础教育的痛点:当数学被异化为无穷无尽的刷题和冰冷的分数时,该如何保护孩子对数学的兴趣和探索未知世界的好奇心?

数学建模,正是那把打破坚冰的钥匙。它的核心,是把混乱的现实问题,通过假设、提炼变量,转化为可计算的数学语言,从而得出最优解。
为什么当下如此强调数学建模?在吴新华看来,这是顺应时代发展的“三个必答”:
首先,是国家课程方案与课程标准的必达要求。最新版的《义务教育数学课程标准》明确提出要“做中学、用中学、创中学”;《普通高中数学课程标准》更是将“数学建模”列为六大核心素养之一。在传统的“满堂灌”之外,新课标要求教育者必须把目光投向真实情境,让学生在解决跨学科问题的过程中形成实践能力。
其次,是拔尖创新人才培养的关键路径。创新始于问题,成于思辨。正如梁贯成教授在主题报告《数学建模与竞赛——手段抑或目的?》中所指出的,中国学生往往以“乖”和“听话”见长,却相对缺乏独立思考和追问“为什么”的习惯。建模没有唯一的“标准答案”,只有“更合理的答案”,这逼迫学生必须自己去发现问题、做出假设、建构模型、验证结果,完成了从“解题”到“解决问题”的跨越。
最后,是人工智能时代的必然选择。如今,AI能够飞速完成复杂的计算甚至证明数学定理,但正如吴新华所言:“计算可以交给机器,但发现问题、抽象问题、判断结果是否合理的能力,机器难以替代。”在AI面前,如果仅仅把数学当成获取答案的“工具手段”,人类永远赢不了机器。只有把数学当成洞察世界运行机制的“目的”,人类才能驾驭AI,成为它的“导演”而不是被它替代。


广州怎么干?“从玩转数学到全链条贯通”的广州经验
在今年的全国青少年科学探究建模能力大赛中,广州交出了一份极其亮眼的成绩单:全市108所中学、近1.2万名学生报名,国赛获奖76项,其中全国一等奖7项,占全省一等奖总数的一半,获奖总量与质量均稳居全省第一。
“广州不是突然冒出来的黑马,而是厚积薄发。”吴新华说,广州之所以能取得如此突出的成绩,并非为了比赛而比赛,而是得益于十余年的深耕与系统性的机制建设。早在2013年,广州就开始在初中阶段全面推行“玩转数学”创新活动,倡导“用得起、玩得转、悟得深”。这为广州的建模教育奠定了强大的基本盘。
结合广东省中小学数学教育高质量发展项目区建设,广州形成了“专家引领、教研驱动、骨干示范、多方联动、项目支撑”的推进格局,并建立了四项核心机制:
一是调研诊断机制。摸清教师的能力储备和现实困惑,精准施策;二是研训一体的梯队培养机制。组织骨干教师赴京学习,成立AI先锋队,实现市、区、校三级联动;三是以赛促学、以展促研的平台机制。为广州学子打通从校园走向全国赛事的通道;四是学段衔接的纵向贯通机制。从小学的“数学游乐园”,到初中的“玩转数学”,再到高中的“数学建模”,广州初步成形了一条“小初高一体化”的培养链条。
吴新华透露,广州还专门制定了《广州市中小学数学教育高质量发展行动方案(2024—2028年)》,将定期开展高中生数学建模比赛列为市级任务。在活动现场,她提出了具有广州特色的“学-研-做-训-赛-展”六部曲路径:学-建模思想,研-选题开题,做-动手实践,训-建模培训,赛-驱动检验,展-活动展示。“这六个环节环环相扣、螺旋发展,我们要推动数学建模成规模、建体系、树品牌。”
痛点与挑战:如何跨越“高大上”与“接地气”的鸿沟?
尽管成绩斐然,但数学建模走进寻常课堂,依然面临着不小的阻力。
难点一:教师的“观念壁垒”与“能力焦虑”。
“很多老师觉得,只有成绩拔尖的学生才能搞建模,这是最大的观念痛点。”吴新华指出。不少一线教师在面对没有标准答案的现实问题时,自身也会感到发怵。对此,广州的破解之道是“专家引领”和“种子教师”传帮带。
本次展示活动中,上台分享的并非全是传统名校,而是包含了多所区属学校甚至普通学校。吴新华强调:“起点不是最重要的,进不进入这个领域才是最重要的。老师先要有这个认知,然后师生一起‘做中学’。”
难点二:选题的“假大空”与方法的“盲目内卷”。
在广东省的评审中,彭小飞教授发现了一个引人深思的数据现象:3835份有效论文中,日常生活类选题占了半壁江山,但一等奖占比偏低;相反,聚焦自然科学、工程与科技类“小而专”的选题,更容易脱颖而出。更令人担忧的是,部分学生为了追求“高大上”,盲目堆砌微分方程、优化算法等超出认知水平的高等数学内容,甚至出现了明显的“AI生成痕迹”。
难点三:缺乏量化意识与科研规范
“数学不是死记硬背的公式,它是一门语言。”彭小飞在点评时特别提醒,很多同学在写论文时,连公式后面该用逗号还是句号(数学公式句末应以点号代替圆圈句号)都不清楚。
北京师范大学副教授王颖喆也指出,中国学生普遍缺乏“量化意识”。比如,怎么用数学语言定义“稳固性”?怎么定义“路面湿滑”?她提出了一套非常实用的“灵魂三问”框架:目标是什么?求什么?主要影响因素是什么? 只有把定性概念转化为定量指标(如把稳固性量化为“水平外力小于最大静摩擦力”),模型才呼之欲出。
如何突围?“以评促学”与回归课堂的纵深推进
面对挑战,广州的基础教育界正在通过评价改革和课程重构寻找突破口。
一方面,重心下沉,让建模活动真正“回归课堂”。
“比赛是手段,不是目的,落脚点始终是学生成长。”吴新华强调,未来广州的重心是将建模融入常态课堂。她提出了具体的教学建议:选好“小而实”的问题,立足教材进行二次加工;坚持素养优先、工具为辅,不盲目追求复杂模型;对于同一问题原型,要进行简化、常规、拓展的分层设计,让不同层次的学生都能参与、都有收获。
另一方面,以评促学,用真实的评审标准倒逼学生扎实科研。
彭小飞介绍了广东赛区严苛的“三主体、多轮次协同”评审机制(双盲双评、地区回避)。对于那些使用了极复杂方法、超纲严重但又能清晰解释来源、有真实过程支撑的作品,评委会给予认可;但若是一眼看穿的AI套用模板,则直接淘汰。这种评价导向,引导着学生戒骄戒躁,回归真实的问题探究。
活动现场,王颖喆副教授分享了大量生动有趣的“接地气”案例。从必胜客沙拉塔怎么垒最高、奥利奥饼干掰开后奶油为何总在一面,到芭蕾舞旋转动作的重心分析,甚至是从视频数据中估算“威尔·史密斯在奥斯卡上打一巴掌的力度”。“我们要保持好奇心,不轻易放弃任何一个日常现象。”王颖喆鼓励同学们要敢于跨界类比,从生活中找真问题。
未来展望:贯通穗港澳,构建数学人才培养“生态圈”
随着数学建模被正式列入2025—2028学年面向中小学生的全国性竞赛活动白名单,数学建模已经从课堂兴趣,走上了国家认可的育人赛道。
对于未来的布局,广州的目光放得更为长远。吴新华透露,广州目前已拿下广东省中小学数学教育高质量发展项目区,未来将重点从四个方面发力:一是进一步贯通小初高建模活动;二是推动建模机制高质量运行,把建模纳入区域教研常规,健全指导教师激励机制;三是申报举办广州市中学生数学建模大赛;四是深度落实“学-研-做-训-赛-展”路径。
此外,广州正酝酿一项宏大计划:借助梁贯成教授等专家的力量,打通“穗港澳”三地的青少年建模活动,将家国情怀与思维境界的培育融入其中。
“数学是做出来的,而非读出来的。”正如梁贯成教授所言,在人工智能飞速迭代的今天,知识获取的成本趋近于零,真正的壁垒在于思维的方式。
广州在基础教育推进数学建模实践,正是在帮助学生搭建一座连接“现实世界”与“数学世界”的桥梁。它让学生们认识到,数学不仅仅是试卷上的分数,更是他们观察世界、表达世界、解决真实问题的最锐利武器。当这群在真实情境中摸爬滚打过的孩子们步入大学、走向社会,他们所具备的批判精神、探究能力和创新精神,或许正是中国教育面向未来交出的最好答卷。

文|记者 蒋隽
图|受访者提供
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