数学面前,人人平等:数学为何能让世界更美好
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智力层级使每个人都不那么聪明

为表明我们认知失调状态的程度,让我们来举一个例子。当人们抱怨北美教育中的问题时,常常会说,如果美国和加拿大的学生能在国际阅读与数学测试中,表现得像取得最高分国家的学生那样好,这些问题似乎就解决了。像芬兰、新加坡这些被媒体摘出来作为拥有优越教育体系的国家,他们的学生在像PISA之类的标准化测试中数学成绩更好——PISA(Programme for International Student Assessment),指“国际学生评估测试”,每3年进行一次,来自80个国家的15岁学生们都会参与其中。

这些测试的结果值得仔细检视,但相比于它们证明教育的好坏,其实它们更多地反映出我们对于孩子及其潜能的信念。从人们谈论测试的方式上,你能清楚地看到他们对普通学生的在校成绩有着怎样的期望。

在PISA测试中,数学要得到5级至6级分数的话,需要接受大学的课程;3级或以下的得分则意味着,测试者很难胜任需要大量超过基本数学知识的工作。2015年,仅有6%的美国学生与15%的加拿大学生得分达到5级或6级,相较而言,芬兰学生有12%达到这个程度,新加坡学生有35%。然而,在芬兰有大约55%的学生得分在3级或以下,新加坡也有约40%学生的得分在此水平。(美国与加拿大相应的结果分别是79%与62%。)“Mathematics Literacy: Proficiency Levels (2015),” Programme for International Student Assessment (PISA), National Center for Education Statistics, https://nces.ed.gov /surveys/pisa/pisa2015/pisa 2015 highlights_5a_1.asp.

很多人建议美国教育者,应该找出那些表现最好的国家的数学是怎么教的,然后就可以在美国施行同样的教法。我期待这是一个好主意,但我们可能也想探究,在培养出如此优秀的学生的国家,怎么仍有几乎半数的人学到的知识如此之少。回答这个问题与模仿其他国家的教育实践一样,能帮助我们改进数学教育。

学生在数学成绩上的巨大差异似乎是自然的。在每一个国家、每一所学校,仅有小部分学生被期望能爱上数学学习或表现出众。在我访问过的不同国家的多所学校里,我总是看到在小学毕业时,众多小学生的水平其实落后了两、三个年级。我的家乡安大略省,孩子们在国际测试中的表现相当好,而在2018年的省级考试中,只有不到50%的6年级学生达到年级标准。在其他科目上,尤其是科学这门课,总能看到同样的差异。

在我教导孩子和成人的工作经历中,我看到了大量证明数学能力极具变化性的证据,教师非常简单的干预就能让成绩产生极大的提升。一项由加拿大小学班级参与的案例研究,反映了我们对普通人数学能力的低估程度。该研究首先被《纽约时报》报道,后来被《科学美国人·脑科学》杂志做了专题。

2008年秋天,多伦多一位老师玛丽·简·莫罗(Mary Jane Moreau)让她的5年级学生接受了TOMA(Test of Mathematical Abilities,数学能力测试)标准化测试。下图显示了这个班级的测试分数分布。

该班的平均分数在第54个百分位在第54个百分位是指该成绩比参与测试的54%的同学成绩要高。——译者注 ,最低成绩在第9百分位换言之,该最低成绩比大样本中9%的受试者成绩高。——译者注 ,最高成绩在第75百分位。这种分数差异表示,在该班最好的学生与最差的学生之间相差三个年级的跨度。(该班1/5的学生曾被诊断有学习障碍。)

某5年级测试成绩的百分位排名,2008年(进行JUMP课程之前)

*根据TOMA(数学能力测试)常模参照的结果而进行的班级百分位数排名。

在我的访谈与培训课程中,我曾调研过数百位5年级老师,他们都报告了各自学生中相似的差异性。这些差异随着学生的年龄增长还会变得更加显著。到高中时,许多学生被“分流”到应用性或基础性课程中,而其他人则努力跟上学术性课程。莫罗的学生们就读于一家很好的私立学校。他们的测试结果表明,我们在一定程度上已经接受了这些不平等是自然的。即使是最富裕的父母,也乐于将他们的孩子送进那些在个体学生之间制造巨大成绩差异的学校,这反映出这种智力上的不平等主要并不是经济或阶层问题。

我在一所地方教师学院做了一场有关JUMP数学课程的演讲,在这之后,玛丽·简·莫罗介绍了自己,我因此和她相识。她是一位有创新精神的教师,曾在一家名叫“儿童研究所”的实验学校任教,后来转到一家私立学校。她对教育研究大有兴趣,也喜欢试验新的教学方法,因此她决定亲自来研究JUMP项目。在对她的学生进行TOMA测试之后,她放弃了自己通常用的方法,即将各种能找到的最好材料拼成课程,而开始严格遵循JUMP课程的教学计划。这意味着教授概念与技巧的步骤比她通常遵循的步骤要少得多,不断提问与布置练习和活动,以评估学生知道了什么,经常练习与回顾评估,最重要的是,通过给学生难度递增的挑战,让一个概念建立在另一个概念的基础之上,来营造学生的兴奋感。在第4章里,我会详细介绍这种“结构化探究”的方法(学生在这个过程中自己发现概念,并且自己解决问题,但教师要给学生提供充足和细致的指导)。

经过一年的JUMP教程之后,莫罗让其已进入6年级的学生重新进行了TOMA测试。学生的平均成绩已上升至第98个百分位,而最低成绩在第95个百分位(参见下图)。

在6年级期末,莫罗整个班都报名参加了“毕达哥拉斯数学竞赛”——这是针对6年级学生的久负盛名的竞赛。最强的一个学生在竞赛当天缺席了,但在参加了竞赛的17个学生中,有14人获得优秀奖,另外3人紧随其后。参加毕达哥拉斯竞赛的学生,一般平时成绩都在前5%,而莫罗这个班的学生(起初他们并不引人瞩目)获得的平均成绩比参加该竞赛所有学生的平均分数都要高。

百分位排名,5年级(2008年)vs6年级(2009年)

*根据TOMA(数学能力测试)常模参照的结果而进行的班级百分位数排名。

目前,这仅是一个案例研究。但莫罗的学生们不是外星人,他们的大脑与其他常规班级的学生是一样的。与此同时,JUMP参与了更大范围的研究与试验,结果显示出孩子有比我们所期望的更大的能力。(有关JUMP试验结果的综述,请在jumpmath.org网站选择“Programs”即项目,再选择“Research”即研究,进行查阅。)

莫罗班里最具挑战难度的那名10岁学生,在仅仅1年之后,她的TOMA成绩就从第9个百分位上升到了第95个百分位即成绩从好于9%的全部参试学生,提高到好于95%的全部参试学生。——译者注 。正如10岁的头脑可塑性已经比更年幼学生小,因此可以合理地推论,假如莫罗的这位学生能够在更早的时候接受能够提升能力和思维方式的数学课程,她应该能在5年级时取得更出色的成绩。基于我对数以千计孩子的观察,以及我将在本章中进一步讨论的研究,我相信绝大多数5年级学生(可能多达99%)都能够做到那些被给予厚望的优秀学生能做到的事情——如果他们一直有像玛丽·简这样的老师的话。

我曾到莫罗的班里上过一堂课。学生们全都对数学充满兴奋,并坚持让我给他们出越来越难的题目。在某个情境下,他们教了我关于除法类型的某个知识——这个东西我完全忘记了。另一个情境是,在课堂的最后,当我试图与莫罗交接时,她的学生要求她在离开班级之前出一个额外的题目给他们——她实际上已经将题目写在黑板上,但忘记将遮挡题目的那张纸拿掉。我在许多班级里都见过与此相同的热烈景象。我看见学生变得对数学如此热爱,他们请求在课间休息时留下来,好继续完成他们的作业,或者主动要求额外的暑假作业。有一次我分开两个打架的学生,所用的办法甚至是告诉那个挑起事端者:如果他不道歉,我将不会给他附加题。然后他道歉了——为了一道数学附加题!

很多人认为,教师总要被迫在帮助更弱的学生跟上进度与允许更强的学生再进一步之间做出艰难的选择。但是莫罗的试验结果清楚地显示,老师不必做此种选择。在采用JUMP课程之后,学生的TOMA最低分数到达了第95个百分位,比采用JUMP之前的最高分数整整高出20个百分位。难以置信的是,教师可以在帮助初始较弱的学生提升的同时,也能帮助最强的学生尽展其潜能。莫罗班上最强的学生们在5年级的表现比他们以往在校的任何时候都要好,部分原因是整个班级都在进步。在6年级里,莫罗的所有学生都迅速通过了6年级的数学课程,并且学习了一半7年级的课程。一些最弱学生的最终表现超过了起初更强的学生。

莫罗能够如此戏剧性地改变班级成绩的钟形曲线,是因为她让所有学生都感到他们能完成大致同样的事情。在她的教室里,学生们争相努力去解决问题,而不是相互攀比。他们沉浸在同伴们的兴奋之中,这种兴奋帮助他们更深地投入其中,记住他们所学到的,并在面对挑战时百折不挠。他们被鼓励去学习,并且爱上学习本身,而不是因为他们害怕失败或希望排名超过其他学生。

我相信,减少在学校(及工作场所)的智力不平等状况,与其他任何我们可能寄望的社会干预措施相比,都能更多地改善这个世界——这不仅是因为不公平的学习环境极其不公正,也因为它们本质上非常低效。这样的环境对任何学习者都没有益处——包括那些处于学术层级顶端的人——因为这种环境会训练学习者轻易放弃,或者让他们为错误的理由努力。它会摧毁我们天然的好奇心,让我们的大脑以最低效的方式运作。而且,正如我将在第6章阐述的,它也会阻碍我们培养高效的思维方式。幸运的是,多个领域的前沿研究指出,在数学这门学科中,教师可以轻易地创造出更公平、更有成效的学习环境——即便是对于年纪更大的学习者来说,也是如此。