求解:美國中學數學很差 卻容易造就大科學家

2020-12-07 環球留學

經典電影《心靈捕手》,描寫了一個在麻省理工學院裡工作的清潔工,如何憑藉自身卓越的數學天賦實現人生逆襲。

要論數學平均水平,美國孩子和中國孩子不是一個量級。但常被國內一些家長質疑「太過簡單」的美國數學教育,卻更有利於天才和精英脫穎而出,這才是美國常出大牛科學家的真正原因。

一位朋友說,「美國給不熱愛數學的學生最基礎的數學教育,而給熱愛數學的天才最高水平的數學教育。」聽起來有點繞,但我舉雙手贊成。

長久以來,中國人的迷思是,為何「美國人數學這麼差,還能出這麼多大牛科學家?」,這個問題的答案已經被答爛了,其實,美國學生的數學一點都不簡單!下面我就結合自身的經歷,系統地給大家科普一下。

99%學生的數學,停留在「生活自理」水平

首先,先說「美國給不熱愛數學的學生最基礎的數學教育」。

美國的每個地區,對於高中畢業的學生,應該有何種的數學修養,大多是有硬性規定的。比如麻省(Massachusetts),每年對特定幾個年級的學生有統考,這個統考的主要內容之一就是數學,數學不過關的,高中是不允許你畢業的。所以基本上每間正規高中,也都對數學水平有最基本的要求才準畢業。據我所知, 這個標準大概是會運算簡單的三角函數就可以了。

這個水平,以國內的標準來看,確實不算高,而且很多人還都是勉強混過去的——美國的高中課真的很輕鬆……

這種低要求的直接結果就是,美國99%的學生(99%這個數字並不誇張,可能更高)的數學都停留在「生活勉強可以自理」的水平上。

做微積分,就像解四則運算一樣也大有人在

好了,到了說「給熱愛數學的天才最高水平的數學教育」的部分了。

以高中為例,對於一些數學比較好的「不安分分子」,為了安撫他們,不給社會添麻煩,學校(不是每間學校都有這個條件)會提供AP課程 (AdvancedPlacement,大學預修課程)。以數學為例,高中最高級的AP課程叫做BC微積分,2005年我(在美國接受教育)上高中的時候,課本是左邊這個。

我們的任務則是把這本書,每一頁都要學得通通透透。值得注意的是,只要你前面的課程成績都好,你幾年級修這個課是沒有限制的,我上學時班上最年輕的同學是一位俄裔美國人,他修此門課程時才上十年級(相當於我們高一),最後這門課的成績是A+,在我們學校,意味著每次考試的成績都在95分以上,實在是「學校公害」。這位大哥後來去了賓夕法尼亞大學修讀材料科學專業。

這本書的內容,大家都可以查到,人家高一就學這個,國內不少家長自詡家裡小孩是數學學霸的,要顫抖了吧?基本上到學向量微積分之前,這本書就學完了,做起微積分來絕對像做四則運算般自如。

●連結

讓孩子有多餘時間做「閒事」

我還選修了AP物理,課本是這個。有興趣的同學,也可以查查這本書的深度如何。

教材不是統一的,AP的任課老師可根據自己喜好選擇教材。另外老師會推薦一些課外讀物,供「不安分」的小同學消耗能量。AP課修夠一整年後,就可以報考全國的AP考試了。

所以說,「美國學生學的數學比我們簡單」根本是個偽命題,不存在這樣的事情。這種制度,從側面看,很大一個好處是,年輕人可以把多餘的時間和精力,專注到自 己喜歡做的事情上。很多比較聰明的學生,高中最後一年基本沒有什麼數理課程了(全提前學完了),學學哲學、歷史、藝術,玩玩樂團、體育,對成長都有幫助。 前面那位後來上了賓夕法尼亞大學的俄裔學霸,還是該地區的長跑冠軍,真是「令人討厭」。

另外一個好處就是,學霸們可以一起上課、一起玩耍,不要小看這群「書呆子」,他們聚在一起,能量可是很大的,一折騰就是個創業項目,你沒發現,在你們現在打工的地方,老闆們年輕時都是學霸嗎?

相關焦點

  • 數學中的6大類方程
    代數方程中學階段接觸到方程基本都在這個範疇,方程中的未知數,可以出現在方程中的分式、整式、根式以及三角函數、指數函數等初等函數的自變量中。比如下面的形式(x是未知數):在中學階段遇到方程求解問題,一般地,可將方程轉換為整式方程;一般都是轉換為一元二次方程,或者多元一次方程組的求解問題。函數方程區別於上述方程,方程中的未知量是函數本身,而非函數的自變量;運算涉及到加減乘除以及函數複合。
  • 美國數學有出數學大師,為什麼學得卻比我們簡單?
    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。
  • 求解一元二次方程式不再繁瑣!美國數學博士發現簡便新方法
    這條規則給了學生們一個大致的框架,當前大多數學生都會使用猜測和校驗方法進行求解,在該方法中,他們對答案可能落在什麼範圍內進行有根據的猜測,然後計算其猜測是否真正有效。
  • 神經網絡還能求解高級數學方程?
    通過開發一種將複雜數學表達式表示為一種語言的新方法,然後將解決方案視為序列到序列的神經網絡的翻譯問題,我們構建了一個在解決積分問題以及一階和二階微分方程方面都優於傳統計算系統的系統。以前,這類問題被認為是深度學習模型所無法企及的,因為求解複雜方程需要精度而不是近似值。
  • 求解二次方程的新方法
    從中學的數學課堂上,我們知道尋找二次方程的根方法無外乎因式分解,或者配方法,再或者跳去求解過程,直接代入求根公式中。從某種意義上說,以上說的這些方法算不上不同方法,因為求根公式本就是通過配方法而推導得來的。對求解任意二次方程的探索可追溯到4000多年前的古巴比倫時期。4000多年來,許多數學領域的知名人物都在這個現在看來十分簡單的問題上留下了自己的記錄。
  • 「數學帝」葛軍獲我國中學數學教育界最高獎,曾讓江蘇考生畏懼
    作為南京師範大學附屬中學校長,葛軍身上還有多重身份。 獲我國中學數學教育界最高獎 其實除了出題難度高之外,葛軍教授在數學教育方面有著極其豐富的經驗
  • 為何美國人數學很差,卻能出很多大牛科學家?秘密藏在這本書裡
    上小學之後,可以配合一些數學思維類的書,進一步培養孩子學數學的興趣和好奇心。家長選書時要注意,儘量挑選一些講解生動有趣、排版漂亮的書,有圖有實例,讓孩子樂意翻樂意學。比方這本《跟愛因斯坦一起玩數學》。《跟愛因斯坦一起玩數學》(初級版+進階版)是美國培養數學特長生專用書籍,這本書將數學和生活緊密地結合在一起。
  • 阿里達摩院發布自研數學規劃求解器獲國際權威榜單性能測評第一
    數學規劃,簡而言之就是將複雜的現實問題建模成數學問題,並用數學方法進行求解的過程。小到商鋪選址、倉庫調貨,大到物流網絡車輛調度和路徑規劃、金融行業的信貸風控和資產配置,都可建成數學規劃模型,求取最優解。人們常說的智能決策,其「智能」引擎之一就是數學規劃。
  • 數學第一家族和「伯努利方程」
    1伯努利家族:數學第一世家 伯努利家族就像是科學史上的一個奇蹟,沒有人能解釋,究竟是什麼造就了伯努利家族。5伯努利方程4.0:納維-斯託克斯方程2000年初美國克雷數學研究所選定七個「千年大獎問題」,建立七百萬美元大獎基金。
  • 美國科學家解答:非洲大狒狒的臉為什麼是藍的?
    美國科學家最近提出,皮膚裡蛋白質纖維有規律的排列,造就了山魈臉上漂亮的藍色。  藍色在鳥類中很常見,比如藍孔雀、藍鸚鵡等等,而哺乳動物極少有藍色的。哺乳動物有使皮膚呈棕色、黃色或紅色的色素,但沒有藍色素。山魈等少數動物的局部皮膚呈藍色,人們一直認為這是由於某種物質散射光線所致,就像塵埃的散射造就了藍天。
  • 真實的謊言:中國人數學能力世界第一
    ,很可能低於我們所說的"弱智"的美國人.從獲獎牌數人種分布來看,黃種人除了中國學生外,其他的基本都是不行,白色人種仍然是優勢地位,中國人的智力能力和數學能力強於白種人是沒有根據的。  上海和湖北是另兩個獎牌大戶,所以也應該有折磨本地學生的高招.我沒有去過,也不太清楚,不過久仰黃岡中學的大名,出了很多奧數金牌,但聽說那裡的學生通常讀出來後人不象人,鬼不象鬼,如此的去面對豐富多採的大學生活.
  • 數學家田剛院士到訪巴蜀中學—2020年北大數學學院人數最多的中學
    榮幸之至——11月21日上午,田剛院士到訪巴蜀中學,作了題為《走進數學》的講座,帶領師生們一同漫步於數學世界,領略它的獨特魅力。△田剛院士一行蒞臨巴蜀△田剛院士與巴蜀中學校長王國華、黨委書記舒義海合影△田剛院士與巴蜀中學數學競賽教練團隊合影走進數學田剛院士以精彩的圖文、生動的語言
  • 數學技巧||一元三次方程求解,含分數解!
    這幾天工作之餘,又想到了一種處理方法去求解一元三次方程的根是分數解如何去求解(更高次也適合)的方法。【十字交叉法】數學技巧||雙十字法巧解一元三次方程【湊根法】數學技巧||一元三次方程無一次項如何解【平方差】!
  • 2021教師招聘備考之中學數學-空間異面直線間距離的求法
    【導讀】華圖寧夏教師招聘考試網同步華圖教師發布:2021教師招聘備考之中學數學-空間異面直線間距離的求法,詳細信息請閱讀下文!其實,只要掌握一定的解題技巧,想要解決此類問題是比較容易的。   求異面直線間的距離可以通過找公垂線求解;還可以通過空間圖形性質,將異面直線距離轉化為直線與其平行平面間的距離,或轉化為分別過兩異面直線的平行平面間的距離,或轉為求一元二次函數的最值問題,或用等體積變換的方法來解。下面華圖教研團隊就具體分析一下這幾種方法。
  • 三次方程的求解之路
    在一元二次方程問題被徹底解決後,一元三次方程的求解吸引了更多人的關注。儘管類似「x^3+ax+b=0(三次方程的特殊形)」這樣形式的三次方程在古希臘時代就有人研究過,但是由於缺乏必要的數學工具,當時人們對這個方程仍然知之甚少。誰也不曾想到,這條求解一元三次方程的路,人類竟然走了300多年。一元三次方程的求解之路,起源於文藝復興的發源地——義大利。
  • 中學數學之方程未知數的意義和使用
    數學可以使人思維縝密,讓我們在解決問題時,考慮儘可能全面;而且我們的生活也離不開數學的支撐-買賣、計算,所以我們從小學開始就學習數學,對於很多會說話以後的小孩子,家長在教他/她記住自己家庭住址後,也會教孩子數數。
  • 這10部頂級的數學紀錄片, 讓中學孩子愛上數學!
    今天盧老師給大家介紹10部關於數學的世界頂級紀錄片(豆瓣平均分8.8分!),讓您和孩子發現數學之美!《數學的故事》The Story of Maths歷史上最聰明的人為何對數學如此痴迷?《數學大謎思》The Great Math Mystery數學散步在大自然的各個角落,大自然比人類更懂它!數學一直是其他解釋世界基本原理的學科的基礎。那麼數學到底從何而來?又為何如此重要?
  • 攻克世界數學難題的中學教師——陸家羲
    來源:包頭日報作者:姬卉春在包頭市檔案館名人檔案庫裡,陸家羲的檔案有14盒,內容最多最完整的是他的數學手稿。這位包九中普普通通的中學物理老師,從1957年開始潛心鑽研組合數學26年,解開了「柯克曼女生問題」、「斯坦納系列」這個世界組合數學設計中130多年未曾解決的難題。陸家羲1935年出生於上海。5歲開始讀小學,初中畢業後,因家境貧苦輟學。在哈爾濱電機廠工作期間,他自學了高中全部課程,1957年考入吉林師範大學。
  • 小升初數學解不定方程,數學老師:教你三種方法快速求解
    小升初數學課程中,開始對孩子們進行不定方程的考察。當方程的個數比方程中未知數的個數少時,這樣的方程通常稱為不定方程,這樣的方程解是不確定的。如果不加限制的話,它的解有無數個;如果附加一些限制條件,那麼它的解的個數就是有限的了。
  • 中國量子計算原型機「九章」問世 求解數學算法高斯玻色取樣只需...
    我國科學家4日宣布構建了76個光子(量子比特)的量子計算原型機「九章」。以速度來看,求解數學算法高斯玻色取樣的速度只需200秒,而目前的超級計算機要用6億年。通常認為,50個量子比特是證明量子計算機有望超越傳統計算機的關鍵門檻。