一些领导者把我们的数学危机归结为两个字:考试分数。几十年来,人们对进步的期待一次次落空,分数不是停滞不前,就是持续下滑。随之而来的,是对美国全球竞争力衰退的全面恐慌,是要求增加操练、练习单和双倍辅导的急切呼声。

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总之,不惜一切代价,也要把分数提上去。

但真正的危机不在这里。我们教错了数学,也用错了方式来考数学。我们把数千小时投入到高风险考试中那些早已过时的机械数学上——学生成年后几乎永远用不上——却完全忽视了真正塑造我们生活的数学。这套失败的议程出自对数学缺乏理解的政策制定者,而同样对数学缺乏理解的公众也默认了这一切。

“数学”这个词,可能会一下子把你拉回高中时代。代数、几何、三角,天赋出众的人再学微积分。各种艰深零碎的内容扑面而来:多项式因式分解、边角边、无理数、链式法则。练习单训练的是我们用手快速而准确地完成少量步骤的程序性能力。

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后来,计算机出现了。从20世纪60年代少数几台大型主机,到今天无处不在、堪比超级计算机的智能手机,我们生活在一个到处都是数据的世界。算法、优化、统计、概率和人工智能,让数学包围着我们,也定义着我们。

这些变化本应促使学校彻底重构数学教育的内容。但我们的选择恰恰相反:越是与现实脱节的机械数学,越被赋予更高的利害关系。我们把机械数学的分数变成衡量教育质量的决定性标准,而这套体系的作用,就是给学生排名、分流并施加惩罚。

但事情本不必如此。学校完全可以教授真正重要的数学,教授那些决定我们看什么、读什么、相信什么的数学。数学支撑着所有美国人在金融和医疗上的重大决策。数学既可能帮助公民社会繁荣,也可能因为我们对它的无知而把社会撕裂。正确的数学教育能够吸引学生、赋权学生、提升学生,也能让公众具备应对人生重大挑战所需的数学能力。

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比如,设想你生病了,医学检测结果呈阳性。医生告诉你,这项准确率为90%的检测意味着你有90%的概率患病。但医生混淆了两个概率:一个是“在检测阳性的情况下,你患病的概率”,另一个是“在你确实患病的情况下,检测呈阳性的概率”。这两句话听起来很像,但这两个概率可能相差25倍到50倍。如果缺乏足够的判断,你就可能基于一次错误的数据推断,仓促做出关乎生死的决定。

再设想一下,你是一个刚成年的年轻人,开通了范杜尔账户,确信自己能战胜赔率。你用信用卡填补前期亏损,却无法预见复利带来的长期破坏性后果。为了填上财务窟窿,你又花钱购买了一个来路可疑的在线证书。结果,原本糟糕的财务状况进一步恶化。

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除了这些微观经济层面的情境,数学还以更深刻的方式影响着整个社会。每个月,美国失业率都会占据新闻中心,并影响政策制定,关注点几乎都集中在“U-3”这一指标上,也就是失业总人数占平民劳动力的比例。问题在于,很少有人真正理解这个数字。

如果一个人在过去一个月里哪怕只工作过1个小时并获得报酬,官方就会把他归为“就业”;而只有在过去一个月里获得过一次工作面试的人,官方才会把他归为“失业”。那些已经放弃找工作的人,则被排除在外。但你很难看到有报道解释U-3到底是什么,更别说介绍更能揭示现实的TRU指标了。TRU将失业者、找不到全职工作的兼职者,以及年收入低于20000美元的人都计算在内,目前这一指标为23.6%。

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如果连这些指标是如何定义的、又遗漏了什么都缺乏基本理解,美国人就无法准确判断经济现实,也无法有效追究政策制定者的责任。

每10年,美国都会花费数十亿美元统计人口。2020年美国人口普查给出的数字是331449281。精确到个位,看似严丝合缝,实际上纯属虚构。美国人口普查局自己的分析也承认,黑人和拉丁裔人口被少算的比例,是白人的数倍。

而这些存在缺陷的数据,决定着国会席位、选举人票以及每年超过2.8万亿美元联邦资金的分配。一个具备数学素养的公民社会,不会满足于这样的结果,而会要求更好的统计。

很多美国人还会把相关关系误当成因果关系。比如,一些研究向我们保证,数学成绩是日后人生成功的关键。但很少有人明白,所谓“成功”究竟如何定义;也很少有人知道,这些被引用的相关性其实相当弱,而且两者都受到一个共同底层因素的影响,那就是父母拥有的资源。当我们把相关关系误认为因果关系,教育政策就建立在海市蜃楼之上。

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遗憾的是,我们整个教育体系正是建立在这种数据幻象之上。我们让中小学学生淹没在112场标准化选择题考试中,而机械数学恰好最适合这种考试。只要考试被明确设计成可以由计算机评分,成本就会被压到最低。而如果一台计算机能给某项任务打分,它也就能完成这项任务。

说得更直白一点,我们竟然用计算机可以瞬间且完美完成的狭窄技能,来定义教育中的成功。然后,我们又漫不经心地强行让这些考试分数服从钟形曲线分布,把孩子们推入你死我活的竞争之中。这种竞争消耗心理健康,也赶走了学习本应具有的乐趣和意义。我们把美国的孩子当作数据点来对待,而真正需要做的,是让他们掌握数据分析能力。

而这样的考试,并没有为孩子们未来成年后的生活做好准备。美国成年人中,只有37%具备处理日常金融或医疗决策所需的数学能力。大约93%的美国人表示自己经历过数学焦虑。至于这样一个问题——如果你的储蓄账户年利率是1%,而通货膨胀率是2%,一年后你的钱购买力是变多、变少还是不变——能答对的人还不到一半。

这一切并非不可避免。随着联邦教育部被拆解,各州迎来了把数学教育做对的机会。学校应当把重点放在数据素养和金融素养、统计推理,以及数学中那些强有力的思想上。

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机械性的运算环节可以交给人工智能处理,让学生把精力放在掌握和运用真正重要的数学观念上,从而看见数学与现实的关联、数学的创造性,以及数学本身的乐趣。

如果我们能做到这一点,就能培养出具备数学能力的年轻成年人,让他们自己、他们所在的社区,以及我们的民主共同繁荣。