美國人數學這麼差,還能出這麼多科學家?我們都被假象矇蔽了!

數學 物理 大學 賓夕法尼亞大學 藝術 魯稚的陽臺 2018-12-01

轉載自:在家上學聯盟(ID:chinahomeschooling)

美國人數學這麼差,還能出這麼多科學家?我們都被假象矇蔽了!美國人數學這麼差,還能出這麼多科學家?我們都被假象矇蔽了!

很多人都下意識地認為,中國孩子的數學比美國孩子好,因此美國的數學一定不如中國。這個命題究竟是否正確?且聽Dave Geng用他的分析告訴大家真相。

“美國給予不熱愛數學的學生最基礎的數學教育,而給予熱愛數學的學生最高水平的數學教育。”

長久以來,中國人的迷思就是,為何“美國人數學這麼差,還能出這麼多科學家?”這個問題的答案已經被答濫了,我結合自身的經歷,系統地給大家科普一下!

首先,先說“美國給予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數學修養,大多是有硬性規定的。比如麻省,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,高中是不允許畢業的。所以基本上每間正規高中,也都對學生的數學水平有最基本的要求。

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,以咱們的標準來看,確實不算高,而且很多人還都是勉強混過去的。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。

好了,到了說“給熱愛數學的學生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”,學校(不是每間學校都有這個條件)會提供 Advanced Placement 課程,也就是宅男們喜聞樂見的 AP課程。以數學為例,高中最高級的 AP課程,叫做 BC微積分,2005年我上高中的時候,課本是Stewart的“Calculus”。

美國人數學這麼差,還能出這麼多科學家?我們都被假象矇蔽了!

我們的任務則是把這本書,從頭到尾學得通通透透。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),他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讀 Material Science,材料科學)。

這本書的內容,大家都可以查到,人家高一就學這個,你們各位自詡為學霸的,顫抖了嗎?基本上到學矢量微積分之前,學完了這本書,你做微積分已經像四則運算般自如。

我作為一名合格的宅男,還選修了AP物理,我們的課本是Halliday的“Fundamentals of Physics”。有興趣的同學,也可以查查這本書的深度如何。

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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,供不安分的宅男們消耗能量。

AP課修了一整年以後,就可以報考全國的 AP統考了。 AP Exam 統考的難度,個人覺得數學比較簡單,物理則很難,當然也可能因為我抽象思維能力太差了。即便這樣,小弟我全考5分(滿分)也是沒有壓力的。

說到這就差不多了,中心思想和開始提到的一樣,可能論數學物理的平均水平,美國學生確實遠遠不如中國學生,但是談到“給天才 / 有興趣的人的教育”時,中國的教育制度,則還比較滯後。而到了大學,這個差距就越拉越大,到了研究生階段,已經無法相提並論。

這樣的制度,從側面看,很大一個好處就是,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。很多比較聰明的宅男,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。前面那位俄裔學霸,還是該地區的長跑冠軍,真是令人厭惡。

另外一個好處就是,學霸們可以和學霸們在一起玩一起上課一起耍,不要小看這些宅男們,學霸們聚在一起的能量是很大的,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?

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再說說小學數學吧。說起來,我們想到的可能會是那個經典 “一個水池,進水出水,以什麼樣的速度來保證水池怎樣怎樣之類的” ,大概這些吧,也就是我們所說的應用題。

或是前段時間在微博上看到的一個小女孩背乘法口訣表裡面的3*5 15,背到哭了。真是讓人覺得小蘿莉可愛的同時也不得不說,都是過來人,看誰笑話呢。

不過,言歸正傳,我們所學的數學,很多都是通過套用公式一遍遍做題來證明公式的正確性。可是美國小學的數學不一樣。

他們通常都是為了解決實際生活中的問題,比方說:今天學習數字3,一個消防員站在一棵高高的樹下,樹上有兩隻小貓被困在上面下不來,消防員要去救小貓,怎麼救?首先選一下可以使用的工具,滅火器?捕蝴蝶的網?還是梯子?因為樹高要用梯子,好,幾個梯子才能夠到?一個不行,兩個,三個呢?

大家大可不必去糾結這三個梯子拼起來怎麼安全,不是消防車都是自動的等等問題,因為我們的 “小明和小朋從兩個地方出發,以同樣的速度,走多少多少路,後面balabala" 的情景這些,也未見得就不是童話故事,然後我們長大後發現童話裡都是騙人的,因為沒人會無聊到去做這樣的事。

再引用一個朋友孩子的例子。他兒子上3年級,以我們的眼光粗粗來看,他們學的是:

1)10以內的加減法

2)1000以內數字的讀寫

這是什麼級別?好像現在幼兒園中班就已經教這個了 !

但我朋友花了3小時教材,越看越汗,還特地總結了一下他們教的我們沒教的:

1)同樣從1數到10再11,我們是單純地數,數到10、100、1000;但他們數到11後,開始講進位、十進制,開始引入二進制、五進制等;

2)講10以內的數字,區分數字的用途,同樣是數字3,可以是3個房間,第3間房,房間長3米,它們有什麼不同?

3)在數字的用途一節後需要寫paper:我們說華盛頓有人口3,454,456(數字是我隨便編的),這個數字是精確的嗎?還是估算的?為什麼?怎麼證明?

4)有一些邏輯題目,類似於“教授的隔壁是醫生,醫生喜歡藍色” 這種問題,我們孩子是從小作為智力題目來做的,他們則介紹了只需要用到1-10這幾個數字的表格,介紹如何將這些條件填入表格,最後如何出答案。

其實還有更多……

總體感覺這個教材:

1)強調數學的基本概念

2)強調邏輯思維

同樣是邏輯問題,我們一直強調的是用腦子解決,會的就真是個聰明的孩子,不會就你怎麼這麼笨。而他們從小就拿出來,教孩子用工具解決。

國人一向號稱自己是最聰明的民族,但創新實力卻很弱,我相信我觀察到的這一點是原因之一。

3)細緻

我們長大後,看老外的文檔,事無鉅細,是不是特別佩服?可為什麼我們從來沒有耐心看下去,寫出來呢?我想,這就是原因,我們都沒有耐心為孩子細緻地解剖這個世界,孩子長大後怎麼能細心?

總之,美國的教育更注重的是在大學前開闊視野,找你所喜歡的、感興趣的領域和學科,所以他們一直到高中都有很多自己選修的課程,很多很多課,看似很輕鬆,學自己喜歡的嘛。

當我們經歷過那不想回去的高考之後,全都瞬間解壓,覺得沒什麼事做了,開始玩樂,但美國大學生卻非常辛苦,學習努力。

這不光是因為他們的大學不好畢業,而是,大學時期其實才是真正學習的好時光,術業專攻,之前都在尋找培養興趣,拓展視野,找到自己的興趣所在。同樣,他們的數學簡單,其實不是簡單。我們雖然學過很多數學公式,現在生活中也都不會用到了。

所以說“美國學生學的數學比我們簡單”這就是個偽命題,不存在這樣的事情。

美國人數學這麼差,還能出這麼多科學家?我們都被假象矇蔽了!

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