留学亲身经历 美国人数学差吗

2006-12-06 05:39 美国“神童”怎么学数学？

　　中国留学生的孩子在美国中小学“玩算术”是出了名的。

　　我儿子矿矿在同班的美国小朋友只会掰手指算简单加减时，已会多位数乘除法。老师问：4＋3＝？大家还没反应，他答：3＋4＝21÷3 全班都傻了眼，就他得意洋洋。在我眼里，美国小学数学太浅显，整个一个“磨洋工”。一年级时，我借来六年级的数学课本，矿矿一样应付自如。第一学期结束后，我们向学校提出来，能不能让矿矿插班到三年级上数学？我心里想，只要求上三年级，已经很谦虚了。

　　不久，我们收到矿矿的老师来信(节录)。

　　关于矿矿的数学学习问题，我已和校长罗伯特博士说过了。她也跟学区主管教学和课程的助理督导，迈克威廉斯博士谈了……

　　附上一年级数学课15个单元的学习内容和教学目标……我们更强调的是孩子对那些隐藏在数学后面的概念的理解，从而在口头上和书写中能够使用他们所学的东西进行交流；而不是对算术的死记硬背。我们的目标是培养孩子成为解决问题的能手，学会思考，让孩子把自信建立在自己的能力之上，从而去珍视数学。我们的课程是让孩子积极参与到学习中，通过循序渐进的、适当的教学活动去学习具体的操作计算。矿矿在中国学校学到的一些算术技巧，例如乘法和除法，对美国一年级小学生来说，不是循序渐进的、适当的活动。我们运用的是绝对具有乘除法功能的组合法教学，从而使孩子在记住计算的数字之前已能理解乘除法的实际意义。

　　矿矿当然是一个具有计算技巧的优秀学生。然而，算术仅仅是整个数学课程中的一个部分。我们在数学课里，会运用许多教学活动来挑战矿矿的思维，从而也对他本身形成一种挑战。

　　我们觉得：派一个Miami大学的在校生一对一地帮矿矿，将比到三年级上数学更适当。如果你们想借三年级的数学教材在家里使用，我将乐意作出安排……

　　当时读这封信，很不服气。13年后，为写>，重读此信，却多了一份思考：

　　这封信非常讲究遣词造句。比如，在讲到矿矿及中国学校时，她始终用“算术”这个概念，而说到美国学校时，她都说“数学”。

　　所谓“算术”，计“算”之技“术”也。似属雕虫小技。

　　数学，是关于“数”的“学”问；是研究符号和数字之间的关系，以及如何用这些符号和数字来解释世间与之有关的现象。因此，是学术极品。

　　到底美国小学的数学教学是“磨洋工”？抑或我们把“数学”这门大学问当成了计算的技巧？

　　我在潜心研究美国天赋教育时，终于有了感悟。比如，>：笼里有5个头和14只脚，一共几只兔几个鸡？在许多人眼里，这完全是个计算问题。设兔为X，鸡为Y。x + y = 5；4(x) + 2 (y) = 14

　　到底我们该把它看作算术教学，还是数学教学？

　　让我们来看美国的天赋教育是怎样处理类似问题的：

　　某个住在湖边的老人养有狗和鸭子。某天，老人看到5个头，14个脚。老人看到的是多少条狗？多少只鸭？

　　老师问：能不能找到解决问题的方法？

　　同学们纷纷要求回答问题。

　　学生A：“要找到答案并不难，只要两个公式：一个解决脚的问题，另一个解决头的问题……”

　　老师制止学生A继续往下讲，说道：“很好！谁来设计这两个公式？”

　　学生B：“设狗为X；设鸭为Y；4(x)+2(y)=14.”

　　学生C写道：x + y =5

　　老师问道：“这两个公式对不对？”

　　学生七嘴八舌：“对啦！”

　　老师：“现在我们不要去计算答案。我们按照这两个公式来推理，看看答案是否合理……”

　　大家你望我，我望你。不让计算，却去猜答案。老师葫芦里卖什么药？

　　老师：“犯愁了？不错！我们现在不打算去计算准确的答案，我们只是去猜测大致的答案。”

　　学生仍然丈二和尚摸不着头脑……

　　老师：“既然你们不回答，那我就来问你们：5条狗和4只鸭，对不对？”

　　学生轰然：“不对！5条狗和4只鸭，一共是9个头，老人只看到5个头。”

　　老师：“那么，谁能告诉我：狗脚和鸭脚的数目？”

　　学生们又是你望我，我望你，不知所措……

　　老师：“如果我告诉你们：狗不少于4条。你们认为怎么样？”

　　学生B：“不对，请看看我设计的公式：脚的总数是14，而4条狗就有16条腿。除非老人喝醉了，把自己的脚也数进去了！”

　　哄堂大笑！

　　老师：“非常好！那能不能是3条狗呢？”

　　学生们陷入思考……

　　学生C：“那也不对！”

　　老师很感兴趣地：“为什么？”

　　学生C：“除非有1只鸭子，少了两条腿。您看我设计的公式，总共有5个头。3条狗有12条脚。要符合5个头，14条腿的条件，就只剩两个鸭头，两个鸭腿。因此，除非有1只鸭少了两条腿……”

　　又是一阵哄堂大笑！

　　老师：“好吧，让我们假设所有的狗和鸭子都是进化完整的，没有缺胳膊少腿的。那么，该有多少只鸭子呢？”

　　学生再没有像前面那样沉默，而是议论纷纷。

　　学生D：“不管怎么说，前提是不能超过5个头，14只脚。”

　　老师：“如果狗少于3只，我们能在鸭子的数量上做什么文章呢？”

　　学生E：“这就是说，鸭子必须是3只以上。因为，头的总数是5个，狗少于3只，鸭子没有3只以上凑不够5只。”

　　老师：“有道理。狗只能少于3只，鸭不能少于3只。那么，我们应该寻找的下一个线索，应该是什么呢？”

　　学生思索……

　　老师：“如果是3只鸭子，鸭脚应该是……”

　　学生们：“6只鸭脚。”

　　老师：“OK，如果是3只鸭子，6只鸭脚；狗的数目又该怎么算呢？”

　　学生A：“如果狗脚不能多于12只，这就是说，狗不能多于3条，鸭子至少得有3只才能凑够5个头。3只鸭，鸭脚就是6只。于是，狗只能是2条，狗脚……”

　　老师高兴地大笑：“好！不要往下说了。请大家用公式计算吧。”

　　到了这个地步，再用公式计算，简直是吃豆腐：狗是2条，鸭是3只。

　　学生B有些不太高兴地：“老师，看到您那么高兴，我倒有些费解了。这个2条狗，3只鸭的答案，我们推理来推理去，花了快一节课的时间。其实，一开始就让我们拿公式来算，早就该做完了……”

　　老师不自禁地一个劲儿地点头：“你提出了一个非常好的问题，甚至超过了‘2条狗，3只鸭’的答案。请大家想一想，为什么我们没有一开始就用公式来计算，而是花了一节课的时间来走完整个推理的过程？”

　　学生E：“我们浪费了不少时间去推论那些不正确的答案。”

　　学生C：“我不同意‘浪费’的说法。有时候，你不能证实一个答案是错的，你就不能证实另一个答案是对的。”

　　学生F：“但是，值不值得花那么多时间？”

　　学生们七嘴八舌：“……”

　　老师会心地笑了：“谢谢大家！数学课不是算术，更不是用一个似懂非懂的公式去计算一个只有公式才能告诉你的答案。公式告诉你：做什么(what)？怎么做 (how)？我们充其量像个计算器。要真正理解：为什么(why)这么做是对的？为什么(why)那么做是不对的？问题就不那么简单了。就像知道点击电脑的什么地方，电脑会怎么动作一样，那是电脑操作员的工作。只有理解：为什么点击电脑的这里会产生这个动作？为什么点击那里会产生那个动作？那才能成为电脑程序员。我们要的是通过演绎推理和归纳推理来证实和证伪某些答案，以及在这个过程中所培养和锻炼的推理能力……”

　　其实，美国天赋班的教学是在企图回答学数学的目的问题：数学不仅仅是计算、测量、应用公式；数学的实质是一种思维方式，是演绎推理和归纳推理的逻辑思维方式；也是一个充满变化和新的发现及发明的领域。对许多美国人来说，学数学并不一定是目的，而是通过学数学来培养自己的能力；同时，通过学数学来理解世界、来理解世间与之有关的各种现象。

　　许多美国人相信：学数学不是目的，因为数学是一种思维方式，是一种解释世间许多现象的工具，是训练思维能力的手段。

　　许多中国孩子学数学本身就是目的。说得更“俗气”更“直白”些：学数学是为了高考。难怪，许多理科生谈“数”色变，把物理看作“无理”……