中國(guó)的數(shù)學(xué)教育真的遠(yuǎn)遠(yuǎn)優(yōu)于歐美國(guó)家嗎?

數(shù)學(xué)似乎是我們引以為傲的一項(xiàng)學(xué)科。不少留學(xué)生反映美國(guó)的數(shù)學(xué)考卷太簡(jiǎn)單,數(shù)學(xué)教材學(xué)習(xí)起來毫無(wú)壓力。但是其實(shí)中美數(shù)學(xué)教材難度無(wú)異,是中國(guó)的“習(xí)題”難度更高。因此,中國(guó)學(xué)生實(shí)際在提出問題、分析問題、解決問題方面并不如英美學(xué)生。
近來,英國(guó)引入上海的數(shù)學(xué)教育體系以及乘法口訣,似乎又證明華語(yǔ)地區(qū)數(shù)學(xué)教育的優(yōu)越性。但其實(shí)中國(guó)的數(shù)學(xué)培育體系只在某些方面占有較大優(yōu)勢(shì),綜合來看并不格外優(yōu)越。根據(jù)《中美初中數(shù)學(xué)教材難度的比較研究》等文獻(xiàn),英美中學(xué)水平的數(shù)學(xué)教科書并不比中國(guó)容易,有些部分難度甚至更高。
2008年的論文《中美初中數(shù)學(xué)教材難度的比較研究》從知識(shí)含量、推理、運(yùn)算、背景、探究多個(gè)維度,通過難度公式系統(tǒng)比較了中美典型初中教材的難度。結(jié)果顯示,和人教版教科書相比,美國(guó)的教科書在代數(shù)上的內(nèi)容難度顯著高于中國(guó),在概率統(tǒng)計(jì)等實(shí)踐性較強(qiáng)的分支差距更為明顯。在幾何上內(nèi)容難度相差不多。
之所以產(chǎn)生中國(guó)教材難而美國(guó)教材簡(jiǎn)單的印象,一方面在于之前用于比較的教材比較陳舊,另一方面在于中國(guó)的“習(xí)題”難度更高,同樣的知識(shí)點(diǎn)出題更難,而不是在知識(shí)深度上有更多要求。這在數(shù)學(xué)教育比美國(guó)初中多出將近1/3課時(shí)的基礎(chǔ)上才能做到。
另外,根據(jù)論文《中英高中數(shù)學(xué)教材概率與統(tǒng)計(jì)內(nèi)容的比較研究》,英國(guó)的A-Level基礎(chǔ)數(shù)學(xué)科目,有專門的概率統(tǒng)計(jì)教材與考試。其中涉及到的泊松分布、中心極限定理等內(nèi)容在中國(guó)高中數(shù)學(xué)教材中也鮮有提及;對(duì)正態(tài)分布的介紹與應(yīng)用標(biāo)準(zhǔn)也高于中國(guó)教材,考試難度要求也比較高。
根據(jù)中科院博士生導(dǎo)師胡衛(wèi)平教授2004年發(fā)表在心理學(xué)報(bào)上的研究:中國(guó)學(xué)生在和英國(guó)學(xué)生對(duì)比時(shí),除問題解決一項(xiàng)技能外都不占優(yōu)勢(shì)。中國(guó)學(xué)生引以為豪的運(yùn)算能力的確強(qiáng)過美英的學(xué)生。但這也部分出于教育理念的差距。美國(guó)和英國(guó)的數(shù)學(xué)教育并不排斥、甚至鼓勵(lì)使用帶編程的計(jì)算器進(jìn)行運(yùn)算。因?yàn)槊烙?duì)數(shù)學(xué)的看法更強(qiáng)調(diào)其解決實(shí)際問題的方面,并不特別看重運(yùn)算技巧。
例如,中國(guó)的教科書中使用計(jì)算器、網(wǎng)絡(luò)等綜合手段解決實(shí)際問題的案例并不多。以高中教科書為例,使用計(jì)算器的例題不超過2.4%,而美國(guó)超過13%,使用互聯(lián)網(wǎng)不超過3.6%,而美國(guó)超過40%。這種教育理念的差距一方面體現(xiàn)為中國(guó)學(xué)生超強(qiáng)且牢固的技能,另一方面也使得他們?cè)凇疤岢鰡栴}、分析問題、設(shè)計(jì)整體解決方案”上不如英美學(xué)生。
Edward等人1997年的研究認(rèn)為,中國(guó)學(xué)生提出問題的能力明顯低于解決問題的能力,也低于美國(guó)學(xué)生提出問題的能力。中科院博士生導(dǎo)師胡衛(wèi)平教授2004年發(fā)表的研究指出,除解決問題一項(xiàng)能力之外,中國(guó)學(xué)生在發(fā)現(xiàn)問題能力、想象能力、實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)能力、技術(shù)開發(fā)能力、產(chǎn)品改進(jìn)能力和應(yīng)用能力的得分都低于英國(guó)學(xué)生。
國(guó)際權(quán)威教育評(píng)估統(tǒng)計(jì)發(fā)現(xiàn),華語(yǔ)地區(qū)學(xué)生的數(shù)學(xué)能力是通過增加更多課時(shí)和延長(zhǎng)課外學(xué)習(xí)時(shí)間實(shí)現(xiàn)的根據(jù)“國(guó)際數(shù)學(xué)與科學(xué)技術(shù)教育成就趨勢(shì)調(diào)查”(TIMSS)的數(shù)據(jù),臺(tái)灣學(xué)生在數(shù)學(xué)上有信心的比例學(xué)生顯著低于國(guó)際平均,在個(gè)別年級(jí)甚至是倒數(shù)第一,而美國(guó)學(xué)生普遍對(duì)數(shù)學(xué)樂觀。
PISA是經(jīng)濟(jì)合作與發(fā)展組織(OECD)每年都進(jìn)行的針對(duì)15歲、16歲學(xué)生在數(shù)學(xué)、閱讀和科技等學(xué)力進(jìn)行的廣泛測(cè)試。PISA的調(diào)查發(fā)現(xiàn),上海學(xué)生每周課內(nèi)課外的學(xué)習(xí)時(shí)間大致為35小時(shí),超過美國(guó)和芬蘭10小時(shí)以上。換言之,華語(yǔ)區(qū)學(xué)生的數(shù)學(xué)應(yīng)試能力和計(jì)算能力很強(qiáng),但這是以喪失學(xué)習(xí)信心和增加高強(qiáng)度的學(xué)習(xí)時(shí)間為代價(jià)的。
有國(guó)際聲譽(yù)的頂尖華裔數(shù)學(xué)家?guī)缀鯖]人在1949年后于中國(guó)接受完整的學(xué)術(shù)訓(xùn)練并開展研究進(jìn)入高等教育階段,中國(guó)的數(shù)學(xué)學(xué)術(shù)環(huán)境很難和國(guó)外比肩。有兩位獲得沃爾夫獎(jiǎng)的華裔數(shù)學(xué)家:陳省身和丘成桐。其中陳省身在民國(guó)完成數(shù)學(xué)教育,在美國(guó)普林斯頓完成其最主要學(xué)術(shù)著作,丘成桐的本科以上數(shù)學(xué)教育和主要學(xué)術(shù)貢獻(xiàn)都在美國(guó)完成。
去年因?yàn)樵诮鉀Q孿生素?cái)?shù)難題上做出開創(chuàng)性貢獻(xiàn)而名聲大噪的中國(guó)數(shù)學(xué)家張益唐,在北大完成本科教育后就去美國(guó)繼續(xù)深造、研究。他在采訪中明確表示,假如自己留在中國(guó),“絕對(duì)不可能”取得如此的數(shù)學(xué)突破。
國(guó)外獲得菲爾茨獎(jiǎng)的頂端數(shù)學(xué)家有很多人在青少年時(shí)代曾獲國(guó)際數(shù)學(xué)奧賽獎(jiǎng)牌;但中國(guó)大量的奧賽獎(jiǎng)牌獲得者沒有一個(gè)獲得菲爾茨獎(jiǎng)或阿貝爾獎(jiǎng)等重量級(jí)國(guó)際數(shù)學(xué)大獎(jiǎng)。以國(guó)際奧林匹克數(shù)學(xué)競(jìng)賽(IMO)為例可以一窺中國(guó)高端數(shù)學(xué)領(lǐng)域的浮躁風(fēng)氣。IMO是歷史最悠久的中學(xué)水平學(xué)科競(jìng)賽,目的是培養(yǎng)和促進(jìn)青少年對(duì)數(shù)學(xué)興趣。
國(guó)外的IMO獲獎(jiǎng)?wù)咧杏泻芏嘧罱K都在數(shù)學(xué)上做出極大成就,例如俄羅斯/前蘇聯(lián)九位菲爾茨獎(jiǎng)獲得者中,有五位拿過IMO獎(jiǎng)牌;著名澳大利亞華裔數(shù)學(xué)家陶哲軒參加過三次IMO,全部有所斬獲,他在2006年獲得獲得菲爾茨獎(jiǎng)。
中國(guó)自1985年開始,幾乎次次不落參加國(guó)際數(shù)學(xué)奧賽,并且成績(jī)很好。截至2008年,中國(guó)在國(guó)際奧賽上獲得超過130枚獎(jiǎng)牌,其中超過100枚是金牌。但是其中沒有一位菲爾茨獎(jiǎng)或阿貝爾獎(jiǎng)獲得者——這兩個(gè)獎(jiǎng)項(xiàng)被認(rèn)為是數(shù)學(xué)界的諾貝爾獎(jiǎng),是青年數(shù)學(xué)家的最高榮譽(yù)——連從事數(shù)學(xué)行業(yè)的人數(shù)都寥寥無(wú)幾。這和中國(guó)采取組建奧賽“國(guó)家隊(duì)”、獲獎(jiǎng)保送名牌大學(xué)等手段將IMO過度競(jìng)賽化、功利化不無(wú)關(guān)系。

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