中國數(shù)學(xué)水平在全世界中怎么樣

編輯: 逍遙路 關(guān)鍵詞: 高中數(shù)學(xué) 來源: 高中學(xué)習(xí)網(wǎng)

近日,網(wǎng)上爆料稱,“英國大學(xué)一年級(jí)的數(shù)學(xué)考題是勾股定理,中國高考的幾何題需要做出這么多輔助線!碑(dāng)教育部官員當(dāng)眾展示高考數(shù)學(xué)題時(shí),白發(fā)的外國學(xué)者都發(fā)出一片驚呼,中國學(xué)者默然。這一事件被網(wǎng)友紛紛轉(zhuǎn)載,大家紛紛吐槽被數(shù)學(xué)虐過那些年所發(fā)生的虐心事。

1、其實(shí)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,美國的教科書在代數(shù)上的內(nèi)容難度顯著高于中國,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)生中國教材難而美國教材簡單的印象,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)容在中國的高中數(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)也高于中國教材,考試難度要求也比較高。

2、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:中國學(xué)生在和英國學(xué)生對(duì)比時(shí),除問題解決一項(xiàng)技能外都不占優(yōu)勢

中國學(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。美國和英國的數(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%,而美國超過13%,使用互聯(lián)網(wǎng)不超過3.6%,而美國超過40%。

這種教育理念的差距一方面體現(xiàn)為中國學(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學(xué)生。

3、國際權(quán)威教育評(píng)估統(tǒng)計(jì)發(fā)現(xiàn),華語地區(qū)學(xué)生的數(shù)學(xué)能力是通過增加更多課時(shí)和延長課外學(xué)習(xí)時(shí)間實(shí)現(xiàn)的

根據(jù)“國際數(shù)學(xué)與科學(xué)技術(shù)教育成就去勢調(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)生顯著低于國際平均,在個(gè)別年級(jí)甚至是倒數(shù)第一,而美國學(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),超過美國和芬蘭10小時(shí)以上。換言之,華語區(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。

4、有國際聲譽(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,中國的數(shù)學(xué)學(xué)術(shù)環(huán)境很難和國外比肩。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。其中陳省身在民國完成數(shù)學(xué)教育,在美國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)而名聲大噪的中國數(shù)學(xué)家張益唐,在北大完成本科教育后就去美國繼續(xù)深造、研究。他在采訪中明確表示,假如自己留在中國,“絕對(duì)不可能”取得如此的數(shù)學(xué)突破。

5、國外獲得菲爾茨獎(jiǎng)的頂端數(shù)學(xué)家有很多人在青少年時(shí)代曾獲國際數(shù)學(xué)奧賽獎(jiǎng)牌;但中國大量的奧賽獎(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)國際數(shù)學(xué)大獎(jiǎng)

以國際奧林匹克數(shù)學(xué)競賽(IMO)為例可以一窺中國高端數(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)科競賽,目的是培養(yǎng)和促進(jìn)青少年對(duì)數(shù)學(xué)興趣。國外的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)。

中國自1985年開始,幾乎次次不落參加國際數(shù)學(xué)奧賽,并且成績很好。截至2008年,中國在國際奧賽上獲得超過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)都寥寥無幾。這和中國采取組建奧賽“國家隊(duì)”、獲獎(jiǎng)保送名牌大學(xué)等手段將IMO過度競賽化、功利化不無關(guān)系。

不過呢?外國數(shù)學(xué)教育也有落后的方面:小編美國當(dāng)TA時(shí)班上只有一個(gè)中國學(xué)生,Calculus 2 for engineers,該中國學(xué)生遠(yuǎn)遠(yuǎn)強(qiáng)于班上其他學(xué)生。后來在德國參與過微積分和線性代數(shù)的閱卷,目測大部分學(xué)生得分不能過半。

精英層面:分層次教學(xué)讓學(xué)有余力的學(xué)生可以在很早就接觸高等數(shù)學(xué),國外大學(xué)教授的水平可以深入淺出的把學(xué)生引導(dǎo)到學(xué)術(shù)研究的前沿。直接舉我知道的例子。我所在學(xué)校的研究生課程偶爾會(huì)有高中生參與,據(jù)我同事說,學(xué)得不錯(cuò);去年這個(gè)時(shí)候德國報(bào)紙頭條報(bào)道了某數(shù)學(xué)家成為德國最年輕教授的事,此人就讀的就是柏林的某天才高中,上大學(xué)之前已經(jīng)修完絕大部分大學(xué)數(shù)學(xué)課程,本科加博士大概用了五年,畢業(yè)就是波恩大學(xué)教授。

拿中國人中的數(shù)學(xué)精英和國外的數(shù)學(xué)精英比,我不認(rèn)為中國人弱很多,至少在我了解的基礎(chǔ)數(shù)學(xué)領(lǐng)域。請(qǐng)注意,這里說的不是在中國的數(shù)學(xué)精英,而是中國人中的數(shù)學(xué)精英。另外,不能純粹的拿中國人和所有外國人比,這沒法比。大概從六、七年前開始,每年新鮮畢業(yè)的數(shù)學(xué)PH.D.市場上中國人在很多領(lǐng)域都有非常強(qiáng)的競爭力,行內(nèi)人知道我說的什么意思。長此以往,華人數(shù)學(xué)界的地位提升只是時(shí)間問題。

至于科技水平的高低,個(gè)人以為跟基礎(chǔ)數(shù)學(xué)的研究水平或者民眾的數(shù)學(xué)基本素養(yǎng)沒有什么直接關(guān)系。所以我要把話題切換到應(yīng)用數(shù)學(xué),個(gè)人以為應(yīng)用數(shù)學(xué)確實(shí)與科技水平有很大的關(guān)系。工程,經(jīng)濟(jì),航空航天,計(jì)算機(jī)技術(shù)都要與數(shù)據(jù)打交道,跟數(shù)據(jù)打交道離不開應(yīng)用數(shù)學(xué)。但我國應(yīng)用數(shù)學(xué)的水平,拿我的本科院校舉例子;A(chǔ)數(shù)學(xué)系雖然已經(jīng)基本與國際脫軌,但至少能夠給學(xué)生提供某些純數(shù)學(xué)領(lǐng)域的科學(xué)訓(xùn)練,偶爾也能做出一兩個(gè)比較前沿的數(shù)學(xué)成果(還是只是某些領(lǐng)域);應(yīng)用數(shù)學(xué)系基本就是渣吧,培養(yǎng)出的學(xué)生基本沒有人繼續(xù)做應(yīng)用數(shù)學(xué)的理論研究(是的,讀應(yīng)用數(shù)學(xué)博士的很多都是純數(shù)學(xué)或者物理出身,而應(yīng)用數(shù)學(xué)本科畢業(yè)的最終去做什么大家都懂),研究成果也是不值一提,連當(dāng)時(shí)還是本科的我都能看得出來。對(duì)于這個(gè)現(xiàn)象我倒是有些猜測,最重要的我覺得是體系。我國數(shù)學(xué)科學(xué)與數(shù)學(xué)應(yīng)用基本脫節(jié)。一方面很多理工科與數(shù)學(xué)各自為政,相互之間互相不買賬。另一方面我個(gè)人感覺至少中國學(xué)純數(shù)學(xué)的人都有些清高,我這有例子:我的好多朋友都會(huì)覺得應(yīng)用數(shù)學(xué)里面的數(shù)學(xué)很無聊,另外有些深愛(一個(gè)人看數(shù)學(xué)覺得美妙的時(shí)候能夠激動(dòng)流淚)純數(shù)學(xué)最終轉(zhuǎn)應(yīng)用的人聊起基礎(chǔ)數(shù)學(xué)還很投入(至少剛轉(zhuǎn)行多久的時(shí)候),聲稱跟那些本來就是學(xué)應(yīng)用或者統(tǒng)計(jì)的人不在一個(gè)世界。這些都只是客觀存在的現(xiàn)象而已。真正重要的,是如何在現(xiàn)有體系中建立起良好的應(yīng)用數(shù)學(xué)學(xué)科,使之能夠真正起到數(shù)學(xué)和科技發(fā)展之間橋梁的作用。

所以,數(shù)學(xué)是有用的,關(guān)鍵是看怎么用。

至于爆料,新聞報(bào)道最基本的要求就是取材真實(shí)。但是光取材真實(shí)還遠(yuǎn)遠(yuǎn)不能說是好的報(bào)道,沒有全面客觀詳實(shí)的材料,任何觀點(diǎn)都是站不住腳的。光是為了吸引眼球的報(bào)道,那只不過是嘩眾取寵而已。

最后還想說一件與問題無關(guān)的事。決定教育模式的一個(gè)關(guān)鍵是資源,而我國數(shù)學(xué)教育資源匱乏。在大學(xué)并沒有那么多能夠引導(dǎo)學(xué)生進(jìn)入學(xué)術(shù)前沿的導(dǎo)師,有時(shí)候即使有這樣的好老師也不受重視甚至被排擠;在基礎(chǔ)教育中,有能力教授高等數(shù)學(xué)課程的高中老師也只是最近才出現(xiàn),且基本只集中在大城市。與此對(duì)比,歐美尤其是歐洲一個(gè)不出名的學(xué)校都有可能有世界級(jí)的數(shù)學(xué)家,而眾多最終走向數(shù)學(xué)道路的歐美數(shù)學(xué)青年都受到過中學(xué)數(shù)學(xué)導(dǎo)師的啟蒙


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