美国人数学不好,为什么还是数学强国?

国际教育成就评价协会(TIMSS)全球各国学生数学评测显示:

TIMSS评测结果

中国排名第一,美国排名36。

也许有人说,中国是应试教育,就会做题,要是在生活中实践,中国人就不行了。真是这样么?

我们先看看下面这段视频:

https://v.qq.com/x/page/o0771ei160a.html(复制链接,在网页打开)

这段视频中描述的现象,还有一个专有名词叫——

“中国式找零”

中国人习惯化零为整,老外只会老老实实的计算,不懂得变通。在找零这件事上,老外的数学能力那真是比我们差很多。

我们再看一个著名的“鸡兔同笼”的问题:

在一个笼子里,有鸡和兔子,从上面数,数出来35个头,从下面数,数出来94只脚,请问鸡和兔子各有几只?

中国人的解法是这样的:

我们假定笼子里全是鸡,那么应该有35 x 2 =70条腿。

但是现在有了94条腿,多出24条,就应该是由四条腿的兔子造成的。

如果我们用一只兔子替换一只鸡,就会多出两条腿,那么替换24条腿需要多少只兔子呢?

24 / 2 = 12,于是就有12只兔子,剩下的就是鸡。

美国人的算法是这样的:

美国人用列表的方式计算

没有啥技巧,就是列一张表,分别看看兔子和脚的数量有多少:

因为有35个头,94只脚。

所以,兔子的数量不会超过94/4 = 24只。

所以,列表中兔子的数量,从23只开始测试。

因为有35个头,所以35-23=12,鸡的数量是12只。

那么兔子脚的数量:23×4=92只

鸡的脚的数量:12×2=24只

一共是116只脚。

而题目说的是一共94只脚,

所以,很明显不对。

接着把兔子减少一只,接着试……

最后试出,兔子12只,鸡23只。

这个方法看上去很笨吧,没有任何的技术含量,但你注意到没有,这种方法有一个极大的优点:

就是遇到相似的问题,可以用相同的办法,再做一遍。

也就是说,美国人的方法,是教给大家一个很通用的工具,这样,你解决了一个问题,那么类似的问题就能用同一个工具去解决了。

就像你学会了1+1=2,你就会做1+2=3,因为它们都是a+b的问题;你学会了1×2的算法,你就会了所有乘法。

有的人聪明,有的人笨,那么教给大家一个所有人都能通用的工具,让每个人用这个工具,都能解决好生活中的问题,这就是通识教育的本质。

所谓“工具性”:就是用这个方法,解决了一个问题,就能解决一类问题。

数学好的人,可以在这个基础上,继续优化工具,学习更多的技巧;数学不好的人,掌握了这个基本工具,能解决生活中的问题,不出错就行了。

回到今天的话题:“美国人数学不好,为什么还是数学强国?”

这是因为美国数学的教学模式和中国的不同。

中国的数学,是“无差别式”教学,也就是不管你喜欢还是不喜欢数学,不管你是否有数学天赋,所有的人都必须接受同一种教学模式。

而美国的数学,是分等级教学,比如根据难易程度,分成A、B、C级。前面介绍的“列表格”的方法,就属于A级,足够浅显,难度较低。

老师只用讲清楚基本的原理和用途就行,学生不用再做其它很难的题目了。既然你不喜欢数学,或者没有数学天赋,也就不用在数学这门课上浪费太多的时间,可以把时间省下来去学习自己感兴趣的学科。

对于那些数学能力强,又对数学有兴趣的同学,学校会针对他们开展一些更难的课程。

在美国不同学生的数学水平,可谓天差地别,拔尖的特别拔尖,渣渣也特别渣渣。

但不能以美国人数学的平均水平不行,就说美国人数学不好,其实他们的数学顶尖人才很多。

而中国的“无差别”教学模式,不管你有没有兴趣,不管你有没有天赋,每个学生都必须学。

这种做法,虽然提升了中国学生数学的平均水平,但实际上造成了很多教育资源上的浪费。

更可悲的是,我们认为的所谓的“中国人数学好”的优势,在某种程度上却成为了很多中国人厌恶数学的原因。

那些算零钱很溜的中国人,他们对数学可能是深恶痛绝的。

在“鸡兔同笼”的问题上,美国人的“笨方法”强调了“工具性”,而中国人的“聪明方法”,更多的强调了针对具体问题的“技巧性”。

你说美国人的方法笨吗?未必,因为方法没有绝对的好坏。

就像有两条路通向目标,一条路最近,但容易堵车,只要一堵车就会消耗1个小时以上。而另一条路远,但是不会堵车,尽管它比第一条路会慢10分钟,你说选择那条路更好呢?

不信?我们来看下面这道题。它是“鸡兔同笼”的一个变种题:

红皮鸡蛋5元3个,白皮鸡蛋3元2个,小明花了19元,买了12个鸡蛋,问红皮的和白皮的各几个?

你试着分别用上面中国人的解法,和美国人的解法,来做做这道题,看看哪种解法,能做出正确答案来(前提是不准用方程)。

今天我们讨论的重点,不是中国和美国哪种数学教育模式好,而是从中获得一种启发:

数学的本质是工具

我们遇到问题,只要用了这个工具,就能保证不出错,那它就是你当前最好的解决方案。

其实笨办法也好,聪明办法也好,我们要的最终结果是,不出错。

而不是技巧很好,但是很难举一反三,每次都要从头算,那就很痛苦了。

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