中美小學(xué)數(shù)學(xué)課本大對比:我們的孩子到底需要怎樣的數(shù)學(xué)教育?

中美小學(xué)數(shù)學(xué)課本大對比:我們的孩子到底需要怎樣的數(shù)學(xué)教育?

這是少年商學(xué)院(ID:youthmba)的第1437次分享作者是武漢理工大學(xué)計算機(jī)學(xué)院副教授張能立博士,原文來自“張能立科學(xué)網(wǎng)博客”。我們已與其聯(lián)系授權(quán)并對文章進(jìn)行了編輯,未經(jīng)允許,不得轉(zhuǎn)載。

少年商學(xué)院文章《“請停止讓孩子背誦數(shù)學(xué)!”》引發(fā)熱議。想起我女兒讀小學(xué)的時候,最頭疼的學(xué)科就是數(shù)學(xué)。每天有大量習(xí)題,堪稱“鐵杵磨成針式訓(xùn)練”。這也不禁讓我思考,數(shù)學(xué)教育一定需要這么多練習(xí)么?好奇之下,我在網(wǎng)上找到了美國加州小學(xué)三年級的數(shù)學(xué)教材,和我女兒使用的人教版的三年級數(shù)學(xué)教材做了個橫向?qū)Ρ取?/span>

不看不知道,一看嚇一跳。從組織結(jié)構(gòu)、學(xué)習(xí)要點到學(xué)習(xí)方法,二者差別真的很大,這種差異背后,是二者截然不同的教學(xué)理念。跳出來看看,我們才能重新思考:我們的孩子到底需要怎樣的數(shù)學(xué)教育?

中美小學(xué)數(shù)學(xué)課本大對比:我們的孩子到底需要怎樣的數(shù)學(xué)教育?

中美小學(xué)數(shù)學(xué)課本

到底有何差別?

兩本課本厚度大小差不多,但每個章節(jié)的結(jié)構(gòu)大不相同。以“四邊形”這一章為例:

中美小學(xué)數(shù)學(xué)課本大對比:我們的孩子到底需要怎樣的數(shù)學(xué)教育?

先看大家熟悉的人教版,第一個要素是概念理解,引導(dǎo)孩子們區(qū)別四邊形和其他形狀在視覺上有何不同:

中美小學(xué)數(shù)學(xué)課本大對比:我們的孩子到底需要怎樣的數(shù)學(xué)教育?

然后是對概念的加深理解。人教版采用的方法,還是從視覺上直觀辨別:

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加州版也是以概念理解打頭,不同的是,它會明確寫上各個概念的定義,還要用亮色標(biāo)注,采用視覺手段,加強孩子對概念的理解:

中美小學(xué)數(shù)學(xué)課本大對比:我們的孩子到底需要怎樣的數(shù)學(xué)教育?

雖然也會畫上輔助圖,但對于“每個概念都有其嚴(yán)謹(jǐn)定義”這一點,加州版課本非常執(zhí)著,在圖形旁邊總要不厭其煩地強調(diào)四邊形的特征。

再來對比下兩版課本的練習(xí)題。人教版依然是從視覺上引導(dǎo)孩子直觀辨別,再加一個延伸知識點,就結(jié)束了:

中美小學(xué)數(shù)學(xué)課本大對比:我們的孩子到底需要怎樣的數(shù)學(xué)教育?

再看加州版,概念理解后面,有6種形式的練習(xí),難度逐漸增大,又各有側(cè)重:

  • 小測試:你了解了多少(Check:What you Know):這里面的亮點是“說出來”(Talk about)。美式數(shù)學(xué)課,和其他課一樣,都非常注重訓(xùn)練考察孩子的語言表達(dá)能力,這個過程,可以促進(jìn)孩子進(jìn)一步了解概念并運用概念解釋、解決問題的能力。
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  • 練習(xí)并解決問題(Practice and Problem Solving)
  • 高階運用(H.O.T Problems):H.O.T是High Order Think的縮寫,大概是“高階思考”的意思,這里有個有趣的點,叫“OPEN-ENDED”,我理解為“發(fā)散——收斂思維訓(xùn)練”,引導(dǎo)孩子們?nèi)我庹归_聯(lián)想,如“畫一個四邊形,它有四條邊,其中兩個角比直角大”,要求很開放,但受制于一定的條件,從而實現(xiàn)思維收斂的目的。

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  • 標(biāo)準(zhǔn)化練習(xí)(Standards Practice):聯(lián)系比較上一單元的知識點。
  • 復(fù)習(xí)(Spiral Review):不僅僅是本單元或上單元的內(nèi)容,綜合考察前面所學(xué)單元的知識點。
  • 解題策略(Problem-Solving Strategy):這是全章的重頭戲,篇幅不小。美國孩子解決問題能力強,是出了名的,在學(xué)習(xí)數(shù)學(xué)時,也非常注重聯(lián)系現(xiàn)實。比如“四邊形”這節(jié)課,最后就出了這么一道題:“我家要做一個沙盒,它是長方形的,寬度是4英尺,長度是6英尺,墊在沙盒底下的塑料片,每平方英尺就要花2美元。你的任務(wù)是,判斷50美元能不能買到足夠的塑料片?!?/span>

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    然后提供了四個策略:理解(Understand)——計劃(Plan)——解決(Solve)——檢查(Check)。通過向孩子提兩個問題:What facts do you know?(你知道哪些已知信息?)和What do you need to find?(需要求哪些未知量?)來檢驗學(xué)生是否讀懂了題目,而不是像中國數(shù)學(xué)的傳統(tǒng)經(jīng)驗,要求學(xué)生多做練習(xí),好掌握更多提醒,前者治本,后者只能治標(biāo)。

    這個流程是美國著名數(shù)學(xué)家及數(shù)學(xué)教育家波利亞在其數(shù)學(xué)名著《怎樣解題》中總結(jié)的,加州版數(shù)學(xué)教材基本每個章節(jié)都在不斷強調(diào)這個步驟,讓孩子們反復(fù)練習(xí),到了中學(xué)、大學(xué)依然能用。

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美國小學(xué)數(shù)學(xué)

為何如此重視概念理解

這樣總體看上來,你可能有個疑惑——美國小學(xué)數(shù)學(xué)教育原來這么重視概念理解!

幫助學(xué)生理解概念無疑是有必要的,但理解到哪個程度才算達(dá)標(biāo),中美教育的標(biāo)準(zhǔn)是不一樣的,就像前面展示的,人教版好幾個模塊都強調(diào)引導(dǎo)學(xué)生從視覺上去區(qū)分概念,對于概念具體的定義,提的比較少。但加州版非常強調(diào)定義要嚴(yán)謹(jǐn)。比如,為了定義Polygon(多邊形),他們就要先引入Plane figure(平面圖形)這個概念。

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這其實是在潛移默化地培養(yǎng)孩子們的“集合思維”。比如,Polygon(多邊形)就是一個聚合概念,triangle(三角形)、quadrilateral(四邊形)、pentagon(五邊形)、hexagon(六邊形)和octagon(八邊形)都是屬于Polygon的一個Object(對象),當(dāng)他們討論其中一個對象時,他們就要重申一下,這個對象屬于哪個聚合概念,這個聚合概念里還有其他哪些對象……

這么刻意地培養(yǎng)孩子的概念思維,有必要么?有。偉大的德國哲學(xué)家康德曾經(jīng)說過:“人的認(rèn)識是從感覺開始,再從感覺上升到概念,最后形成思想?!?/span>

對此我深以為然。

我本科有一個叫江彤的同學(xué),之前在美國西北大學(xué)讀書。去年回武漢同學(xué)聚會的時候,他向同學(xué)們介紹,當(dāng)年在西北大學(xué)讀書的時候,與同期的美國學(xué)生比,他的學(xué)業(yè)分?jǐn)?shù)往往是最高的。統(tǒng)計物理這門功課,他考分是90多分,是修這門功課的成績最高者。

有的老外只考20多分。但是,到了后來的科研階段,才體會到自己與美國學(xué)生的差距,就是概念思維水平比美國學(xué)生差的很遠(yuǎn),因此,科研搞不贏美國學(xué)生。

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學(xué)習(xí)性 VS 趣味性

翻到每個章節(jié)后面,人教版課本多會附上些延伸練習(xí)題或者知識點,加州版課本則把Game Time(游戲時間)作為固定欄目,花樣百出,像Act it out(角色扮演)、Draw a picture(畫一個圖形)等,來幫助孩子解決數(shù)學(xué)問題或者生活中的實際問題。

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像進(jìn)貨和賣出,最后剩下多少貨物這類數(shù)學(xué)問題,就非常適合采用Act it out(角色扮演)這個策略來解決。孩子扮演老板,家長、老師或同學(xué)扮演顧客,在這種互動過程中,孩子最終將生活中的問題運用數(shù)學(xué)策略解決了。

這樣的經(jīng)歷,一方面可以極大地提高孩子學(xué)習(xí)數(shù)學(xué)的興趣,另外一方可以培養(yǎng)孩子的自信心,因為孩子享受到了成功解決實際問題的樂趣和自信。

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培養(yǎng)算術(shù)腦袋 VS 培養(yǎng)數(shù)學(xué)腦袋

還有一個總體印象是,人教版的節(jié)奏很快,加州版的節(jié)奏很慢。

什么意思呢?比如都是“乘法”練習(xí)題,人教版的課本是這樣的,可以料想的是,熟稔乘法口訣的同學(xué)能夠光速填上正確答案:

中美小學(xué)數(shù)學(xué)課本大對比:我們的孩子到底需要怎樣的數(shù)學(xué)教育?

但加州版的課本是這樣的:要從頭到尾模擬一下“6×7”的整個過程,搞清楚這個算式,原來是指一個“把食物一個個放到籃子里去,一個籃子放滿7個,再放下一個籃子”的過程:

中美小學(xué)數(shù)學(xué)課本大對比:我們的孩子到底需要怎樣的數(shù)學(xué)教育?

再比如加州版課本里的這道習(xí)題,要求學(xué)生在走廊上鋪地磚,已知長5英尺,寬3英尺,求圖示矩形的面積。這個矩形圖上有一塊正方形地磚,學(xué)生依照前面所學(xué)知識,會用直尺將這個矩形按照這個正方形地磚,分成水平方向5塊地磚,垂直方向3塊地磚。可以采用加法或者乘法得出一共需要15塊地磚。

中美小學(xué)數(shù)學(xué)課本大對比:我們的孩子到底需要怎樣的數(shù)學(xué)教育?

明明可以用乘法口訣幾秒鐘搞定的事情,非要借用表格來計算,能不慢么?但如此一來,學(xué)生們就能理解“15”這個結(jié)果,而不是用冷冰冰的算式算出“15”。

這種“快與慢”,和前面的種種差別,根本上還是源于中美小學(xué)數(shù)學(xué)教學(xué)的目的不同。

中國小學(xué)教學(xué)離不開大量習(xí)題,看重人工計算速度和準(zhǔn)確度,培養(yǎng)的是“計算腦袋”。

美國小學(xué)數(shù)學(xué)不要求學(xué)生的速度和準(zhǔn)確率,而強調(diào)概念理解,看重數(shù)學(xué)對象之間的關(guān)系,培養(yǎng)對數(shù)學(xué)的興趣,培養(yǎng)的是“數(shù)學(xué)腦袋”。

中國學(xué)生在國際數(shù)學(xué)競賽中的表現(xiàn)一直都非常搶眼,但這個成績到底有多大意義?國際教育成就評價協(xié)會(TIMSS)前幾年調(diào)查了60多個國家四年級小學(xué)生的數(shù)學(xué)成績,發(fā)現(xiàn),美國孩子的平均分是541分,而其他比美國成績還高的國家,基本上都是亞洲學(xué)生:新加坡、韓國、香港、臺北和日本。

中美小學(xué)數(shù)學(xué)課本大對比:我們的孩子到底需要怎樣的數(shù)學(xué)教育?

但這個圖表里一個更有趣的數(shù)據(jù)是“將來有信心從事科學(xué)研究的指數(shù)”。應(yīng)該是成績好的學(xué)生更有信心吧?截然相反!最有信心的是美國小朋友的信心指數(shù),雖然他們是數(shù)學(xué)成績最低的這幾個國家之一。

中美小學(xué)數(shù)學(xué)課本大對比:我們的孩子到底需要怎樣的數(shù)學(xué)教育?

應(yīng)該說,中美小學(xué)數(shù)學(xué)教育各有其側(cè)重點,中國學(xué)生習(xí)慣“刷題”,計算速度快,這是優(yōu)勢,近年來,美國也要不少學(xué)校開始借鑒中國的數(shù)學(xué)教育,但我們也應(yīng)該看到美國小學(xué)數(shù)學(xué)教育的閃光點,借鑒其對概念的重視和思維訓(xùn)練的技巧。這樣一來,我們的孩子就不只是一個算術(shù)達(dá)人,更能成為一個數(shù)學(xué)達(dá)人!

 

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