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郑奋兴教授教育之旅:从全球教育改革到全球教育复兴
傅文成 15 July 2002


6。六年数学课程减为三年


郑教授以数学为例,发现在资讯科技的协助下,能将中学数学课程从六年缩减到三 年。真有这么神奇吗?

让我们研究现代的数学课程,然后模批现代资讯加入后的境象:


1。数学教材多累赘重覆,同样课题模式可以在六年中重覆出现。

2。数学中的基本观念不易阐述,在现实世界中难找相应事物,许多学生可能从头到 尾都不知所云,参加数学考试如上屠宰场。

3。学问讲求的联想与演绎,学生连基本观念都不清楚谈什么联想演绎?

4。俗语说:学以致用,成了学问跟实际相辅相成的途径。而最好的数学教师,也难 给数学编个学以致用的现实状况,就算能也没这么多时间。学生们只有记着以往的 观念与公式,推导在现实中难找对应的后果,甚至终生都无法找到运用所学的场合。 跟其他学科相比显得吃力得多。

5。数学讲求系统的延续性,以后的推导方法源自先前的基础,许多还是最根源的基 础。基础出了问题,以下的路程就无法接续下去。

6。用文字解释数学有时是愈讲愈糊涂。而数学题目经过文字叙述常使学生感到“语焉不详”,无法立刻与课程所学挂钩。

7。任何学问都有它的范畴与着重点。数学跟现实世界似关连而又不关连,似不关连 却又关连。似合理又似“强辞夺理”,似不合理却又大有道理。在这情况下,某些 高天份,有抽象思考能力的学生也可能会因为“想太多”或想错方向而在数学考试 拿个零分。


在这情况下,老师要是超好的,有耐心老师,一旦引导失误学生们就无法进入数学 门槛。学生是不但要有抽象思考能力,有耐心,还不能想错方向。最严重的是,数 学中间只要有一环境脱落,接下来就难再走下去。

要解决这一问题我们可从数学的定位开始,再结合现代科技以消除瓶颈。在认知的 范畴,数学却最易使学生“误入歧途”。数学忌死板的背公式,必须活用且探索根 源。但若真正探索根源,就会常碰上千年无解的死角。

不能死背照抄,又不能追根问底,现实生活与现实世界中又难找对应,是数学的三 难式。许多学科都可以告诉你学成后可以做什么,数学学来做什么,恐怕大多数的 答案是:不知道。当然众所周知数学为科学之母,从最直观的数字运算,到公共认 同的数学推导程序,建立了现代的科学系统。

问题在,数学对自然科学与工程当然重要,但对不准备从事科学与工程的人来说又 有何意义?会加减剩除已足以应付日常生活的须求有余,何以古往今来都将数学当 成“必修科”,“强迫”学生学了许多终身无用武之地的枯糙公式与定义呢?

如果循此思辩,问题将愈辩愈广,超出了本文的范围。我们只有在确定数学在教育 系统中的必要性这一前提之下,寻求途径,有效地将数学这一令谁多学生胆战的怪 物变回有亲和力的,易于在更短期间掌握的一门有趣学科。

现在且进到电脑世界,看看在这新世界里如何安排这令人头痛的数学教学问题。而 这里所说的是电脑有能力做到的,至于如何去做要靠有心人去发挥了。


1。经过电脑,我们可以将数学教材重整。利用电脑编写整理课程远比用纸笔方便得 多,有效得多,而且资料搜索也方便快捷千百万倍,在种种便利之下,充份利用电脑多媒体与程式互联的功能,可编出一套更有效,更加严密的数学课程,取代目前的叠床架屋。

2。数学主要是抽象思考,不能在现实世界中找相应事物,却能经过电脑多媒体功 列举无数例子,图案与符号交错,加强印象,使学生从完全陌生到逐渐熟悉,从而 中走入数学世界。若不用电脑,教师就算能做到这点,准备教材也是令人生畏的浩 大工程,甚至是不可能任务。现在经过互联网却能找千百现成免费的,解释概念的 精彩作品。就算没有,请专人设计也不须花多大经费,而且是一次过的经费。一旦 作成,可存入互联网让学生下载,该程式可以在学生的电脑之中随传随到,学生对 数学的基本概念更易建立,而且更加稳固。

3。基本概念建立,电脑又可以自动演算,演绎无数相关例子。一般情况下,反其道 而行,由许多较易接受的例子建立一定的认知,再由老师开导,对基本概念与公式的建立 及其运用与发展必将事半功倍。

4。电脑程式的多媒体设计几乎无所不能,一旦设计就已经录影录音,可以全球传播。 数学世界与现实世界有一定的差距,要将两者直接串联是吃力不讨好。但经过电脑 多媒体设计可以营构“数学世界”,这世界开始陌生,多接触就会带来熟悉感,可 以将学生从空中浮游而另走回较为踏实的感观世界。至于“数学世界”如何营构, 则要学者专家去伤脑筋了。

5。电脑程式可以将数学中重要科目直接经过简单的程式语言而化简。如几何,代数, 微积分等,经过电脑程式就如同用小计算机算加减乘除那么简单。如郑教授示范的 Mathematica,几乎将小学到大学所有数学课题包罗在内。但也因此产生“学生应不 应该用计数机算加减乘除”类似的问题。我们认为只要能抓住题目,给出解答,可 以不必斤斤计较用什么工具。就如同驾驶汽车,没人去理会汽车引擎的涡轮机是如 何操作,汽油是如何燃烧。当然也有人会关注这些问题,那就让这少数人作进一步 探索吧。

6。用多媒体解释数学肯定比用文字解释清楚得多。可以协助学生摆脱文字而加强形象思维与逻辑思维,更加接近数学世界。


如上所述,重新检讨数学教学目标,利用现代资讯科技给数学赋以新生命,大家可 以自己算算,获致现代教育六年的中学数学课程相同的效果,将须几年。不但时限 将缩短,如果程式设计是聚合学者专家的功力所作,由老师从旁开导,所教出来学 生的数学程度肯定也要比传统数学教学所教出来的学生高得多,实际得多。而学生 释此重担,当然更能有效地发展自己的天赋了。

这里探讨的只是冰山一角,盼望各界高明能参加意见,在这时代新旧之交的雪地留 痕,或将成为未来世界重大的动力泉源。


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