美國數學有出數學大師,為什麼學得卻比我們簡單?

2020-12-02 小蝶說教育

美國數學如何首先是研究其黑色歷史

昨日堂兄來跟我說,堂兄你以前就說美國人數學厲害,可是他們現在連選票都算不清了!

我想每個人都明白:明明美媒報導,拜登贏得259票,成為總統。拜登也承認獲勝。但17日,不承認失利的川普同志發推稱,他已經「贏得了大選」,並稱選舉中有舞弊行為。

許多人可能會感到奇怪:這麼多美國數學家,怎麼連一張選票都沒有?

事實上,在我看來,這並不值得大驚小怪,甚至連美國數學歷史都是黑色的。

每個人都應該聽說過:美國人數學不好。那麼,為什麼他們的數學家們那麼厲害?今日與你聊聊,曾經影響美國乃至世界現代數學史的「新數運動」。

美國微不足道的數學教育

新數學運動,即新數學運動(NewMath),是20世紀60年代在美國興起的教育改革運動。

現在美國的科技成就,特別是數學,讓我們看一看它所取得的成就。諾貝爾獎得來的太少了。另外還有哈佛、耶魯等名校。牛x回家的時候,幾乎是她媽媽給她開門的——牛x回來了。

每個人都能記住一點:數學成績很好,不代表數學教育也很好。兩種情況有很大不同。

的確,如今的美國數學教育,從成績上來說也算世界一流。但是,如果讓美國翻開自己過去的黑暗歷史,估計他們會不高興。

所有這些都要從第二次世界大戰開始

眾所周知,上世紀歐洲有希特勒,亞洲有日本。天天不做工作,就會打仗,徵服世界。又搞了一套種族歧視,所以很多人為了逃避,紛紛前往當時的移民天堂——美國,那裡不缺科學家和學者。

因此向美國輸出了一批科研人員。他們中有一些猶太裔科學家,例如愛因斯坦。

在家坐人,天資聰穎。在戰爭中,美國也有過這樣的好運氣。

那時美國人看希特勒,就像現在看川普一樣。

是的,我並沒有要侮辱希特勒。請元首迷們放下手中的大刀。

每個人都能清楚地看到,美國後來獲得了多少人才紅利。但是,在二戰結束後,美國人看到自己目前的數學教育狀況時,就開始感覺不對勁。

你也許無法想像20世紀50年代到60年代的美國數學教育是多麼令人震驚。

第一,課程太多,數學成了邊緣學科。你們猜,在1950年,有多少學科被設立在美國的中學?

回答是247種。那是歐拉活著也學不完的事啊。更為重要的是,在這些課程中,數學並非必修課。

數學這個東西,對我來說,很難。請相信給大家一個選擇,大多數人不會想學數學。加那個時候的學生只要修滿學分就可以畢業了。那就造成了當時許多美國學生不學習數學。

有些學校乾脆不開數學課。一九五五年,僅僅一個不開設幾何課程的中學,就佔到百分之二十四!很明顯,當時美國數學教育並不普及。

第二,課程內容與時代脫節。開設數學課的學校也好不到哪裡去,那時的課程內容都很陳舊。有些中學課程中使用的幾何這一教材竟然是《幾何原著》的英文版。

讀過原著的人都知道,這本書的內容雖然精髓很多,但是內容比較零散。而你拿著2000年前的書,還想搞現代數學,那就太可笑了。

那時美國有個笑話:如果一個美國人參軍了,他就得去學習基本的計算,否則就不知道這些大炮到底有幾門。那時候的數學基礎很差。

因此,別看美國所有的國家都製造了原子彈,但是美國人可能會為賣茶葉蛋而煩惱。

這是美國學者所不能理解的:我們美利堅是世界第一強國,怎麼能有這樣的數學教育?

因此需要改革,而不能改變美國人。

一個名叫布魯納的美國教育學家,提出了這樣一個理論:在兒童早期,每個孩子都能在任何階段的智力發展中,以一種智力上誠實的方式,富有成果地教給他們所有的教材。

換句話來說,他認為將美國孩子培養成龐加萊和牛頓那樣的數學體系是可行的。

美國學術界對這一神奇的觀點予以肯定,從而有了改革的理論基礎。

使美國學者意想不到的是,這種東風來得如此之快。它確實是從東邊吹來的!

一九五七年,發生了一件大事情:蘇聯的衛星,天啊!

在美國,朝野震動,危機感增加。所有人都認為:我們不努力,就會被超越!

美國學者說:蘇聯之所以能暫時超過我們,是因為他們有許多傑出的數學家。因此,我們還必須大力發展數學!

因此美國政府採納了學者的意見,決定大力發展基礎教育,尤其是數學教育。要承認這種邏輯是正確的,我們拿下來看看他們是怎麼做的。

美國政府還是很有誠意的,先是通過了《國防教育法》,把數學教育提高到國防的高度。為保證美國的安全,必須要有核心技術,前提是要有完善的數學系統。

然後,美國政府在招募數學家和支持教育項目的同時,打了8個億的主意。並且成立了一個叫做學校數學研究小組,簡稱SMSG,讓他們到美國來,為這次數學改革提供理論支持,並負責新教材的內容編寫。

不僅如此,政府還建立了一個由教育家和數學家組成的「國家科學院」。1959年9月在伍茲霍爾舉行會議,正式宣布新數運動的開始。

總之,在人類數學史上,一系列夢幻般的人物組成了一個龐大的數學教育改革運動。

看起來這次美國政府非常支持數學教育改革,而且還和美國的學者們打了招呼。但是實際上仍然隱藏著自己的隱私。這種同床異夢,也埋下了新數運動失敗的地雷。

高數知道嗎,同學,了解一下

什麼地方能讓美國政府與學者不同?這就是改革的重點所在所在。

這兒的時間要往前稍稍撥一點。

「先哈佛,後美國」在美國歷史上一直存在。這是因為在哈佛大學建校一個半世紀之後,美國才正式建立的。

所以,在美國建立之前,就已有大批學術精英。

後來,美國哈佛大學成為了榜樣。精英是學校培養的,長大了精英就反哺母校。接著,精英教育形式得以確立。同時,美國的「精英治國」理念也確立並成為「國家」。

再者,第二次世界大戰期間,大批歐洲精英科學家來到美國,擁有那麼多大神科學家,再去推廣美國基礎教育便缺乏動力。在新數運動之前,這是造成美國教育狀況的一個原因。

從上到下,美國學者都在努力推動數學教育的發展,普及數學的最新成果。其本意是讓更多的中學生了解數學,愛上數學。

但美國政府並不這麼認為啊,他們需要的是數學精英和數學家。

當國防教育法案籤署時,當時的美國總統艾森豪直言不諱:「我們應該努力培養尖端的科技人才。」

前邊說過,是政府帶頭出錢出力搞教材,學者們的意見只是參考。因此,在新數運動改革的高潮中,出現了非常詭異的一幕。

新教材的出現,是促進新教育的需要。新數運動中的美國教材是什麼?

那時的中小學生,學習的內容包括但不限於:數論、拓撲、微積分、微分幾何等。此外,更是嚴格的要求:學生在中學畢業階段,必須掌握大學三年級的數學水平。

學術界很傻,也很無助:因為方針是由政府制定的。

但是,他們仍在努力,並提出了進行改革的理由:希望學生能了解數學的基本性質和內在邏輯,擺脫死記硬背的傳統。與此同時,發掘出數學天才。

出了問題?觀念本身不會有問題。但是,當時的改革者,沒有人想到關鍵問題。

人民幣玩家就是可以任性

改革最應該解決的問題,也是最被忽視的:美國以前的數學教育,基礎太差。

許多學生甚至不會基本乘法,而是直接上高數?

那相當於不學走路,就得有人去跑馬拉松。因此,許多學生不但沒有學會數學,反而對數學產生了極大的反感。

一個叫貝克曼的數學家的報告顯示:1951年,也就是新數運動開始之前,美國中學生在數學和幾何方面的平均成績是45.7。在1965年新數運動即將結束的時候,這一成績僅僅提高了54.9分。

在經歷了新數運動的「洗禮」之後,美國學生學到了大量的「結構性」知識,但卻沒有一定的數學基礎。一個數學家批評說:「他們知道6乘以7等於7乘以6,但不知道6乘以7等於42!」

如此高層次的內容,連許多家長老師都不會教。所以只能照本宣科,或者直接抗議。許多數學家在發展到晚期時已經看不到了。

我們所熟悉的著名理論物理學家、數學大神理察·費曼就在其中。

費曼不喜歡新數運動。他用一個類比來描述改革的問題:告訴學生「答案是一個整數,小於9並且大於6」就可以了。但就目前的教學資料而言,我必須說:答案是一個元素,它的交集大於6而小於9。

Fermann坦率地說:「不要在沒有說明目的和理由,也沒有提供任何能夠真正用於發現有趣事情的方法的情況下介紹主題。我覺得不值得教這些東西。

但有一類學生在這次活動中沒有受到任何影響。

對,正是精英階層的孩子。

這些學生中有很多是天生的資源。一般人都希望一輩子都能去羅馬,但是人家卻生在羅馬。

這樣的學生可以請到優秀的家教,可以憑藉家教的優勢進入更好的學校,有更好的教師授課。因此,他們的數學基礎很完善,就是沒有新數運動,他們在進大學之前,也學過這些高等數學內容。

因此,新數運動表面上轟轟烈烈,實際上卻是在搞孤獨。貴族階層更精英,而平民教育不會退步。

表面上光彩照人,實際上仍然是新瓶舊酒。

以失敗告終

伴隨著新數運動的發展,弊端也日益顯現,此前持樂觀態度的學界也開始發出反對的聲音。

一九七三年,著名數學家莫裡森出版了一本名為《為什麼約翰尼不能加法》的書。文章直截了當地揭示出,當時美國兒童的數學水平並沒有上升或下降,而大多數平民的教育水平卻大幅下降。

在1980年第四屆國際教育大會上,美國學者對過去二十多年的教育改革進行了反思和反思。

大家一致認為:「改革是必要的,但是方法不對。」無異於承認運動的破產和失敗。

就這樣,轟轟烈烈的數字運動結束了。

但與新數運動截然相反的「回歸基礎」運動又再次出現。

終於,超模君還想說點什麼,不過已經說了那麼多,就不多說了。歷史作為鏡像,能做什麼來著?

#教育#

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