美國經驗與台灣的轉捩點

講者:單維彰

2020/12/05 中華民國數學年會 教育議題論壇 逐字稿(經編修)
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  老師、各位同仁午安,我原先給自己設定的責任,就是來跟大家交流,我猜想主要能做的只是回應關於國中、高中數學教育的問題。並不是說我能回答所有問題,而是我可以提供一些事實性的資訊。因為剛剛在我前面發言的三位同仁已經超過一些時間,我想我可以讓一些時間出來,因為我覺得回答問題比較重要。

  但是在回答問題以前,我要主動說兩件事。一件是剛才俊吉教授說到,現在幾乎所有人都讀大學,以前我們那個時代,大約是百分之三十多。我可以給一些數據。首先要定義誰是大學,照教育部的定義,現在有六十八所大學,最近一所成立的叫做「一貫道天皇學院」。根據定義,這就是大學。另外有一個名詞叫「粗在學率」,就是以十九到二十二歲該讀大學的人口當作分母,然後以大學生一共有多少人當作分子。現在的數據,因為少子化的浪潮,是百分之三十四。少子化真正的洪峰是明年。所以,這個數據會變成三十七、三十八,這樣上去,除非有大學退場(或者減招)。(註:這樣的數據不含「科技大學」。)我是民國六十九年考大學的,所以我特別去查了那一年,那個時候的粗在學率是百分之七點八。就數據來說,狀況差不多是這樣。

  另外還要想分享的一件事是,我的師祖,指導教授的指導教授,MIT GILBERT STRANG 教授,在1988年左右(我還沒有離開學校),跟他在 MIT 的另外一位同事打了個賭;就是那種我們常聽說的數學家的無聊約定。他們打賭,賭五十年後(那時候他們都不在,我也不知道誰要來評判這個賭,反正就是MIT的教授自己玩的一個遊戲),他們賭大約 2030 年,在 MIT 修基礎數學的學生人之中,在線性代數這門課裡的學生人數,會超過微積分。現在大家完全聚焦在微積分,當然這也沒錯,絕對沒有錯,只是我希望把我師祖的這個故事,拿出來跟大家分享一下:或許我們現在要分一點力氣,考慮另外一個迎接未來的事情,就是大部分的大學生比較需要的基礎數學,是線性代數。我就先到這裡好了,等一下如果有需要我回應的地方,知無不言。

在問答時間舉手發言

  既然沒有人問我問題,那我再主動提供一項資訊好了。我們今天碰到的問題,美國在1960年代就碰到了。因為他們做了一個所謂 K -12,就是從幼稚園大班到高中四年級(他們的12年級)的國民教育,就像我們現在十二年國教這個樣子。所以他們的國家課綱,就像我們現在這個樣子,是不可能為精英設計的。

  大約在1956年的時候,新英格蘭那邊的幾所菁英大學,大家都知道哪些學校,他們受不了了,就在波士頓附近的幾個高中開始辦precalculus,然後變成真的calculus,就是今天的 Advanced Placement 課程;我不知道怎樣正式翻譯,就稱它AP吧。

  AP課程就這樣從波士頓附近開始實施了。後來,事情逐漸擴大;譬如加州的史丹佛大學想要加入,然後中西部有些高中也說,你們不能歧視我們,我們也要加入。最後這件事情就發展成今天這樣。

  AP 就是在高中預修大學的大一程度的課程,它包括一門 Calculus AB,差不多相當於我們單變數微積分,還有一個叫做 Calculus BC,包括AB再加上更多工學院特定需要的東西。包括 Calculus AB Calculus BC在內的AP課程,到如今總共發展出三十八科,包括一科中文。

  首先是教科書。美國沒有像國立編譯館那樣審查的單位,我只是打個比方,就說AP教科書是要認證的;比如說由數學學會的一些教授們審查,這是我們認可的書。其次是教師。美國的高中老師本來要通過教師檢定,跟我們差不多,需要執照才能在高中教書。但是他們要求高中老師另外考一個教 AP 課程的執照。不是每個高中老師都可以教AP的教科書。一個人拿到高中老師的資格之後,他要另外再來經過我們數學學的一個訓練,拿到教 AP calculus 的一個特殊執照,才能夠去教AP的課。今天美國有一些社區高中,比較弱勢,想要翻身,它想要說它是一個好高中,廣告之一就是,我們有幾個 AP licence的老師。

  最後,學生在各個高中修了 AP 課程以後,我們也不能真的相信每個高中的老師教的難度深度都一樣,所以最後就出現了 AP 考試。它是針對 AP 課程,再考一個考試。那個考試壓力看起來不會很大,因為滿級分才5分而已,像哈佛跟 MIT 的某些系,只要 3 級分就可以,但也有些系要4分,或5分。學生入學之後,可以免修他們學校的第一個學期的微積分。那些學校的微積分通常開三個學期,就是根據他考過的 AP 考試可以抵掉一個學期或者兩個學期的微積分。

  我認為我們已經走到差不多這個這個節骨眼上。我認為,就是剛才海潮老師說的至理名言,我們不能用同一把尺,來測量所有的學生。

結語

  在這麼短的時間裡面,我是沒有能力像剛剛海潮老師那樣給一個有系統的、有頭有尾的論述,所以我就拉拉雜雜地說。

  件事,又要提到海潮老師,大約在十五或二十年前,他的演講說,你應該先檢查你的學生哪一件事情呢?要檢查他會不會配方?

  我真的在一所大學,就是在教育部定義的六十八所叫做大學的學校的其中一所,我到那裡去幫助一位微積分教授,診斷他的學生為什麼完全沒有動機。學生完全沒有動機的原因是,其實,就算我們以為,我已經教得非常淺了,但他還是完全聽不懂啊。我去了那裡,就是用海潮老師那一招,問他們會不會配方?在大一的微積分課裡面,理論上應該有六、七十名學生,在場只有差不多十五個人,那十五個人沒有一個會配方。(這麼嚴重)是的,這群人也是在微積分課裡面。

  那老師怎麼辦?可以要學生回去讀國三的課本嗎?還是教授真的要重教國三數學?我的意思是,如果你真想要幫助學生,並不是完全沒有方法,但是要知道我們的腰要彎到多低多低?那你又要怪罪中小學老師嗎?怪來怪去是沒有辦法的。

  我也非常非常贊同俊吉老師說的,升學壓力扭曲了我們每一個人。但是這就是一個文化,我們就在這個文化裡面。這件事情不是數學學會,也不是任何一個學科可以抗拒的。我們就在這樣的一個文化裡面做事情。