回到紮實的知識基礎

講者:林俊吉

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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  我簡短地講一下。我們數學學會教育議題小組初步報告,特別是前半段。是我們今年五月作的問卷調查,問卷前面三題的分析,比較著重在高中端的數學材料的學習的狀況。我們是去看大學與高中數學的落差,若想看詳細的報告,在我們的學會的網頁上可下載。

  我們小組裡也做了許多的討論,希望能夠把在大學裡,各個學校教授微積分的時候所觀察到,學生在學習微積分所遇到學習上的障礙跟情況反映出來。而能夠給我們社會各界,關心教育問題的人,特別是學校第一線的數學系所,應該怎麼因應。也希望國家在面對這些問題的時候去調整。其中我們看到的很重要的問題是,學生基本邏輯論證能力相對來說是薄弱很多。可能有人會說,這個是因為過去只有百分之三十的人讀大學,現在是大家都在讀,所以普遍(邏輯論證能力下降)。但我覺得應該不是這樣,例如,我們師大數學系的教授,正在帶師大附中科學班,而這些所謂的學習得比較好的學生中,我們也看到,當讓學生把一個他學過的東西講清楚的時候,他都講不清楚,正是因為普遍看到目前的學習就是淺碟的學習。

  如果因為升學壓力,而讓學生稍微學少一點,並且加上升學的考試,那學生就會花了很多時間在做大量的練習。以至於會有一個現象:Learning without understanding。我再講一次,就是我們說的 Learning without understanding,這是說,學生學會的意思只是知道如何把正確的答案、正確的數字湊在考試卷上,然後拿到高分,而且要很熟練,這樣叫做學習。可是,當真的去問他一些問題:「ㄟ?這個為什麼會是這個樣子?」其實他常常不知道,或者是讓他完整地把他所學過的、他認為他懂的東西,再講一遍,事實上是講不出來的。我們在科學班、在許多的場合看到這個現象越來越嚴重。當然能被挑戰,這個問卷不是一個最嚴格基礎上的問卷方式,但是我們希望透過這次問卷,能夠看到這個問題,希望能夠先把這個問題先拋出來。

  雖然一般外界認為說,我們教數學是教學生怎麼去算,怎麼去得到答案,但其實我覺得數學系,給學生的最大最重要的訓練,是教學生如何去思考,如何去分析問題。如果說,我們從高中就一直到大學,都只是在教學生怎麼算,這其實不是我們真正想要給學生得到的能力,我們希望學生的能力甚至讀到博士,在於會不會系統性地分析問題。

  我們也看到我們或我自己的朋友、同學,大部分其實並沒有留在學術界,他們到業界去,有一些發展得非常成功的。我們學會也有在談說,想要比較系統性地去針對這些不是留在學術界的同學們後來的發展,也有一些故事的整理。其實我自己也做了一些初步的一個探詢,我得到的就是我剛講的,雖然在業界可能沒有使用高微什麼的,但其實他們在數學系得到的是,數學系的這種思考,邏輯思考的訓練。譬如說,他如果是在所謂的高科技業。他相對於讀工學院、資工或者是電機(的同事),其實是有很強大的優勢。那優勢就是在於說,數學的這個邏輯訓練事實上是非常非常地紮實。

  可是我們看到我們自己,再去回想我自己小時候跟我自己現在的小孩,我覺得這個的確是滿令人擔心的。就是說,整個臺灣的教育現場在這幾年,這樣發展似乎讓這種基本的邏輯訓練越來越少。Learning without understanding,這個現象在我看起來是更嚴重。

  所以希望我們這個論壇能夠拋磚引玉,把這個問題丟出來之後,讓我們在大學端開始處理。我們也是有著力點的,就是說,我們希望能夠把每一個小孩能夠帶上去,也許高中上有一些落差。

  那譬如說,我們談到有一些,當初填問卷、意見調查的一些同事也有反應說,「是不是我們有一些 Precalculus,或是一些其他課程」。但事實上,仔細好好想的話,即使是大學端我們真的要做這件事情的時候,還是有很多困難,例如說沒有學分,或者是,即使給學分但不是必修。當覺得一個學生他去上課,他不 qualifies 學微積分,他應該先修 Precalculus 的時候,也沒有強制性啊,當然我們可以讓他有強制性,但是這個必須更有系統性的在大學內部,甚至......。就是,看應該用什麼方式,這個其實不是說我們想要這樣就有辦法,但做這件事情還是需要大家取得共識。然後,也許甚至有些部分必須要在教育部。因為我不知道我們到底有沒有所謂 Precalculus 這種課可以在大學端開。

  某種程度 Precalculus 就是一個進大學的先備知識,那我覺得,這些林林總總牽扯到一個滿龐大的議題。這個是需要再透過各種場合來得到一些初步的看法,作為我們下一步的行動做準備。當然另外一端,我們今天在場請到,在第一線的一些微積分的教學負責人,他們經驗都非常豐富,還有長期關心且從事課綱的老師。所以在另外一端,是不是從教育部,在我們課綱在整個高中現場能夠有一些改善、處理。好,那個大概就是我們學會,這個數學教育議題小組想要嘗試的工作,好,那以上先到這邊,謝謝大家。

結語

  我們回到兩個事情,第一個就是線性代數因為計算科學,計算機的能力強大之後,當然線性代數變得似乎越來越重要,因為結合計算的科學計算的這些東西,但是我覺得這個背後。我不是說線性代數不重要,就是說,我們看待這件事情的時候,應該回到一個比較根本的問題,什麼是重要的知識。說實在的,今天我們在學校學了很多,也很多人說,數學系學的都沒有用,可這時候我們要回來問什麼叫有用。其實英文也沒什麼用啊,你如果,你如果去菜市場賣菜,或者你要去幹嘛,現在很多知識都沒有用。所以什麼叫做有用?我們其實是要去回答個問題,就是說,是不是因為線性代數跟微積分相對沒有那麼有用,然後好,所以應該去思考,什麼叫做有用。

  那我們在學校的教育的目的是什麼,是所謂有用,那個有用的東西是什麼,好,這是一個。另外一個是說,我們今天在這邊談這個教育論壇,我們要有一個 focus,主要目前都是放在這個數學的部分,特別是高中到大學。理事長也提到其實我們最原來的目標,不是(只)在談這一塊而已,我們是希望看到整個數學的發展,那今天大家在談 AI 的時代,數學越來越重要,可是我們在台灣看到的是,數學系越來,似乎越來越萎縮,似乎越來越沒有士氣,這不是滿矛盾的嗎?所以原來我們是想去看這個事。但是其實很多問題是被扭曲的背後,我想提出一個事情是說,這其實後面還有更結構性的是升學壓力,升學壓力沒有適度地去解除,什麼東西都是扭曲的。

  那學生今天要來讀數學,也有老師提到說沒有 motivation,怎麼去提高 motivation,很多人很喜歡打球,如果你的訓練過程,只是在做一些很重複的動作,大量地熟練解題,其實喜歡踢足球的人,每天在那邊練那個很無聊的事情,到最後大概很痛恨踢足球,所以怎麼去適度地去結合這個 motivation,這個興趣,那我想後面有一個事情要去解決是所謂的升學壓力。

  我們很喜歡參考美國、歐洲怎麼樣。可是各位不要忘了,在歐洲在美國,比如說以德國來說,不會每個人都想要不斷地升學,或是進到排名最好的學校,他們覺得基本上大學差不多。可是今天在台灣,我想只要你成績只要夠好,百分之九十九的學生都會填台大。這件事不會在歐洲發生。甚至有時候他們會想:「啊,我反正我家裡沒錢,我就讀社區大學」所以我想升學壓力扭曲了很多東西。我們不要忘了,我們可能都是 focus 在比較這個技術層次上說,哇這個考試的制度,怎麼考招呢,怎麼去這個讓他可以適性揚才讓學生去發展啊,什麼學習歷程,可是事實上常常因為沒有去解決更根本的問題,以至於搞了一大堆,事實上根本沒有用處,那大家覺得更沒有解決問題。好我想因為時間的關係,我只是先很大約地回答剛剛我所聽到的一些問題,謝謝。