如何激发对数学的热爱

标准的美国数学课程绝不是鼓舞人心的。基于记忆和定时测试,它鼓励无聊和焦虑。少数幸运的学生从父母或老师那里获得了享受和擅长数学所需的灵感和动力。其余的人都得过且过,往往一有机会就退出。我们如何才能打破这种令人沮丧的状况?

从不同的角度看数学教学

通过从其他科目的角度探索数学教学,我们可以开始了解为什么通常的教学方式无法激发大多数学生的兴趣。如果我们像教数学一样教音乐怎么办?学生将学习在空白的工作人员纸上阅读和写音乐。他们会学习所有关于音乐理论的知识,但从不演奏乐器或听音乐。他们会怀念发出声音或保持节拍的乐趣,怀念表达自己或沉浸在旋律中的情感。

如果我们像教数学一样教艺术怎么办?他们不会让学生画画,而是学习色彩理论、不同画笔和颜料类型的来龙去脉,以及一些伟大但已死的艺术家的名字和成就。他们会在高中学习如何用数字作画,但他们永远不会被鼓励通过在空白画布上绘画来表达自己——甚至是用蜡笔在打印纸上涂鸦——直到研究生院。大多数学生都没有做到这一点。

“可悲的是,我们目前的数学教育体系正是这种噩梦,”保罗洛克哈特在他的文章“数学家的哀叹”中写道。 “事实上,如果我必须设计一种机制来破坏孩子天生的好奇心和对图案制作的热爱,我不可能像现在这样做得那么好——我根本不会有想出构成当代数学教育的那种毫无意义的、令人心碎的想法。”

幸运的是,洛克哈特和其他数学老师对如何改变事物有一些想法。

不要试图改革数学教育——放弃它

一个常见的说法是孩子们对数学不感兴趣,因为他们没有看到学习数学的意义。因此,解决方案必须是向他们展示数学将如何帮助他们的职业生涯和成年生活。洛克哈特不同意。他认为这是错误的方法,因为孩子们不关心计算复利。

我们如何学习?

“我们学习东西是因为它们现在让我们感兴趣,而不是因为它们以后可能有用。但这正是我们要求孩子们用数学做的事情。” ——保罗·洛克哈特,“数学家的哀叹”

那么是什么让数学变得有趣呢?一个想法是将其视为一种艺术形式。美国数学会关于数学图像的网页是一个很好的灵感来源,展示了无限循环的美丽、自然的几何形状,甚至分形煎饼的奇思妙想。数学漫画和图画小说是将数学与艺术相结合的另外两种方式,使主题更有趣,更不令人生畏。

将数学与当前事件联系起来

询问学生他们想探索的主题,然后围绕他们的兴趣设计数学课程。例如,教师可以向学生展示如何将数学应用于社会正义问题。

Advanced Placement 高中统计课程可以探讨财富不平等和移民问题。代数 2 和微积分课程可以应用于筹款对政治候选人投票结果的影响。教师可以查阅畅销书“探索、理解和应对社会不公正的高中数学课”,SkewTheScript.org 网站和数学与社会公正 wiki 以获取想法。

强调解决问题而不是记忆

一个名为俄罗斯数学学院的课后 K-12 数学课程教学生通过思考逻辑来解决数学问题,而不是通过记忆和重复公式和证明。学生发展叙述来描述如何求解方程。给定一些数字,他们创造自己的故事和解释。正如《大西洋月刊》报道的那样,这种方法旨在灌输对数学的兴趣,让学生保持参与并帮助他们学习材料。

洛克哈特写道,数学从根本上讲是关于思考、想象和玩耍。它是关于“对我们的想象创作提出简单而优雅的问题,并制作令人满意和美丽的解释。”取决于你问谁,它也可能是关于记忆乘法表,但数学教育不应该如此依赖死记硬背的任务。

玩游戏和整合媒体

相反,让数学成为游戏。 “游戏是让探究式学习和其他形式的主动学习如此有效的一部分,”数学家弗朗西斯·苏 (Francis Su) 在 2017 年美国数学协会 (MAA) 离任主席的告别演说中说。 “有压倒性的证据表明,学生通过主动学习学得更好。”

苏认为,通过让数学教育变得有趣,它可以建立希望、毅力、社区和严谨的思维。

洛克哈特建议做谜题并教学生玩需要演绎推理技能的游戏,例如国际象棋、围棋、十六进制、西洋双陆棋、芽菜和尼姆。

如需其他想法,请查看国家数学节为 2 至 18 岁以上儿童推荐的谜题、游戏、书籍和视频合集。参加全国数学节的在线活动。探索纽约市国家数学博物馆的互动体验。目前,它提供许多在线课程,包括 K-12 课程的虚拟实地考察和 YouTube 视频。

“数学即游戏”教学技术甚至在大学水平上也适用:查看基于探究的学习数学书籍,可作为免费 PDF 下载,来自 Discovering the Art of Mathematics,这是一种面向文科学生的数学方法。

培养包容性教室

一个包容性的数学课堂是什么样的?在许多方面,它类似于任何其他学科的包容性课堂,无论课程名册上列出什么,教师都确保使用学生的首选姓名和代词。它可以根除教师和学生的微攻击和隐性偏见。它是具有不同身体能力的学生能够访问所有课程材料的地方。

一个包容性的课堂也是学生从不同背景了解该领域的贡献者的课堂,因此他们可以将自己视为擅长数学的人。在数学课堂上,促进包容可能意味着向学生介绍非白人的杰出数学家。

例如,据美联社报道,前 NFL 球员、麻省理工学院博士生 John Urschel 证明了两个被定型为不擅长数学的群体——运动员和黑人男性——可以在该领域表现出色。 (他甚至与人合着了一本关于他的经历的书,题为《思想与物质:数学与足球的人生》。)这样的指导可以帮助抵消所谓的“刻板印象威胁”。

了解刻板印象威胁

刻板印象威胁——即某个群体成员表现不佳的名声实际上导致他们表现不佳——似乎会影响女性和少数族裔的数学成绩。刻板印象的群体可能具有尚未开发的潜力,如果他们学会如何反击威胁,他们的老师可以发挥这些潜力。教导学生数学能力不是与生俱来的,而是通过努力获得的,这是减少威胁的另一种方法。

同样重要的是不要给研究人员认为表现不佳的群体提供低劣的数学教育。当教师不断听到黑人、拉丁裔和土著学生在数学上的表现比亚裔和白人学生差时,他们可能会降低对这些学生的期望并简化他们的课程,这可能会阻止这些学生发挥他们的潜力,如 The大西洋。

不要忽视数学焦虑

在 2020 年的一项代表性调查中,三分之二的数学教师告诉教育周研究中心,他们的学生会经历数学焦虑,这种挑战可能会导致学生回避数学并表现不佳。他们可以从自己患有数学焦虑症的小学老师或家长那里得到它。

马里兰州霍华德县的一个名为 StoryStrong 的试点项目要求八年级学生探索他们对数学的情感,从影响他们与学科关系的经历到他们对如何成功的见解。它旨在为学生提供培养积极的“数学认同”所需的心理支持。由于它是如此的新,它的效果如何尚不清楚,但它似乎很有希望。

为苦苦挣扎的学生代言

沮丧的老师有时会忽略那些正在苦苦挣扎的学生,并告诉他们他们不适合数学。相反,MAA 的 Su 敦促教师应该为他们提倡。同样,请注意,我们都对我们期望数学好或坏的人的性别、种族和社会经济地位持有偏见。

数学家长什么样子?

“数学界的人口统计数据看起来不像美国的人口统计数据。我们已经将整个细分市场排除在我们行业蓬勃发展的好处之外。” ——弗朗西斯·苏,“人类繁荣的数学”

当学生说他们不是数学家时,请反击。让他们知道,即使他们在数学的一个方面遇到困难,他们也可能会喜欢另一种类型。强调,如上所述,数学能力不是与生俱来的,必须后天习得。看起来有天赋的学生可能只是受过更好的教育。也许他们从数学流利的父母那里抢占了先机。它们不应该成为其他学生评判自己的标准。

帮助学生追求课外数学

无论是否挣扎,学生都可以从校外的数学课程和课程中受益,这些课程和课程采用与典型课程不同的方法,让学生参与让数学变得有趣的活动。数学营、数学圈和数学竞赛可以激发孩子或青少年提高数学自尊和培养对数学的兴趣所需的火花。负担不起费用的家庭可能会获得经济援助。

在与刻板印象威胁、数学焦虑和麻木课程的斗争中,教师有很多武器可以反击。有了一点创造力——诚然,除了教学生如何通过下一个标准化考试之外,还有足够的灵活性来做任何事情——教师可以利用艺术、游戏、时事和心理学来激发更多学生对数学的热爱。