如何用數(shù)學(xué)解決我們的問題（上）

約瑟夫·卡朋特(Joseph Carpenter)是一家全球防務(wù)和技術(shù)公司的高級工程師，他給三個工程師小組提出了一個挑戰(zhàn):每個小組都必須設(shè)計和建造一個機(jī)器人，能夠在恐怖襲擊后成功完成搜救任務(wù)。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(tuán)隊可以在兩個月內(nèi)制造一個機(jī)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(zhàn)的工程師并不是真正的工程師。他們是就讀于加州數(shù)學(xué)與科學(xué)學(xué)院(California Academy of Mathematics and Science)的高中生，這是一所非常成功的公立學(xué)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(xué)生進(jìn)入所謂的STEM領(lǐng)域——科學(xué)、技術(shù)、工程和數(shù)學(xué)。他們對許多教育家、商業(yè)領(lǐng)袖和政治家眼中的美國危機(jī)做出了回應(yīng):美國曾經(jīng)是數(shù)學(xué)和科學(xué)教育的領(lǐng)導(dǎo)者，現(xiàn)在卻遠(yuǎn)遠(yuǎn)落后于其他國家。在30個工業(yè)化國家中，美國的數(shù)學(xué)排名第25，科學(xué)排名第21。美國也落后于至少19個培養(yǎng)更多科學(xué)家和工程師的國家。

紐約亞洲協(xié)會(Asia Society)負(fù)責(zé)教育的副總裁維維安?斯圖爾特(Vivien Stewart)表示:“我們確實培養(yǎng)出了在國際數(shù)學(xué)和科學(xué)領(lǐng)域發(fā)揮最高水平的學(xué)生。”“問題是，我們沒有生產(chǎn)足夠多的玉米。”斯圖爾特帶領(lǐng)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(xué)校嚴(yán)格的數(shù)學(xué)和科學(xué)課程以及更高水平的學(xué)生學(xué)習(xí)動機(jī)印象深刻。她說:“這些高中的學(xué)生可以用中文和英文來展示他們的科學(xué)實驗。”“因此，他們有意識地培養(yǎng)出學(xué)生，他們不僅能在當(dāng)?shù)厣踔潦侨珖秶鷥?nèi)發(fā)揮作用，而且能在全球范圍內(nèi)發(fā)揮作用，這在美國學(xué)校中并不常見。”

專家警告說，美國在數(shù)學(xué)和科學(xué)方面的平庸表現(xiàn)可能會加劇美國本已疲弱的經(jīng)濟(jì)的困境。“在全球經(jīng)濟(jì)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(xué)家加里?菲利普斯(Gary Phillips)說。“一些亞洲國家只是在數(shù)學(xué)和科學(xué)方面成績優(yōu)異，我們遠(yuǎn)遠(yuǎn)落后。”菲利普斯的研究表明，即使在表現(xiàn)最好的州，比如馬薩諸塞州，美國八年級學(xué)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(xué)生。

布魯金斯學(xué)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(xué)生在全國數(shù)學(xué)考試中的成績一直在穩(wěn)步上升，包括在大學(xué)水平的大學(xué)預(yù)科考試中。他補(bǔ)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(rèn)為，美國的進(jìn)步還不夠快，尤其是在高中階段。經(jīng)濟(jì)學(xué)家們估計，如果美國人在數(shù)學(xué)和科學(xué)方面趕上領(lǐng)先國家，美國經(jīng)濟(jì)將在20年內(nèi)增長4.5個百分點。

 

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