如何用數學解決我們的問題（上）

約瑟夫·卡朋特(Joseph Carpenter)是一家全球防務和技術公司的高級工程師，他給三個工程師小組提出了一個挑戰:每個小組都必須設計和建造一個機器人，能夠在恐怖襲擊后成功完成搜救任務。球隊沒有多少時間。卡朋特希望有一個“概念證明”，或者每個團隊可以在兩個月內制造一個機器人。在白板上，他寫了一些鼓勵的話:“既然你能做非凡的事情，為什么要做平凡的事情?”

試圖完成卡朋特挑戰的工程師并不是真正的工程師。他們是就讀于加州數學與科學學院(California Academy of Mathematics and Science)的高中生，這是一所非常成功的公立學校，位于洛杉磯郊外，在《美國新聞與世界報道》(U.S. News)全美最佳高中排行榜上名列第26位。

CAMS和其他幾所今年躋身前100名的高中正大力推動更多學生進入所謂的STEM領域——科學、技術、工程和數學。他們對許多教育家、商業領袖和政治家眼中的美國危機做出了回應:美國曾經是數學和科學教育的領導者，現在卻遠遠落后于其他國家。在30個工業化國家中，美國的數學排名第25，科學排名第21。美國也落后于至少19個培養更多科學家和工程師的國家。

紐約亞洲協會(Asia Society)負責教育的副總裁維維安?斯圖爾特(Vivien Stewart)表示:“我們確實培養出了在國際數學和科學領域發揮最高水平的學生。”“問題是，我們沒有生產足夠多的玉米。”斯圖爾特帶領美國教育官員參觀了中國最好的高中。她說，她和她的美國同事對中國學校嚴格的數學和科學課程以及更高水平的學生學習動機印象深刻。她說:“這些高中的學生可以用中文和英文來展示他們的科學實驗。”“因此，他們有意識地培養出學生，他們不僅能在當地甚至是全國范圍內發揮作用，而且能在全球范圍內發揮作用，這在美國學校中并不常見。”

專家警告說，美國在數學和科學方面的平庸表現可能會加劇美國本已疲弱的經濟的困境。“在全球經濟中，最好的工作不會去找班上最好的人，而是去找世界上最好的人，”華盛頓美國研究院(American Institutes for Research)首席科學家加里?菲利普斯(Gary Phillips)說。“一些亞洲國家只是在數學和科學方面成績優異，我們遠遠落后。”菲利普斯的研究表明，即使在表現最好的州，比如馬薩諸塞州，美國八年級學生在成績最好的國家(包括新加坡、韓國和臺灣)的排名也明顯低于八年級學生。

布魯金斯學會(Brookings Institution)教育政策主管湯姆?洛夫萊斯(Tom Loveless)表示，消息并不都是壞的。他說，美國學生在全國數學考試中的成績一直在穩步上升，包括在大學水平的大學預科考試中。他補充說，國際比較是有用的，但有些會夸大競爭。盡管如此，專家們一致認為，美國的進步還不夠快，尤其是在高中階段。經濟學家們估計，如果美國人在數學和科學方面趕上領先國家，美國經濟將在20年內增長4.5個百分點。

 

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