美國的數學危機

(SeaPRwire) –   有些領導者將我們的數學危機簡化為兩個詞：考試成績。幾十年來，進步的希望因停滯不前的成績而破滅。對全球競爭力下降的全面恐慌。呼籲加強練習、工作表和雙倍輔導。無論如何，都要提高考試成績。

但真正的危機在於此。我們教授錯誤的數學，並以錯誤的方式進行測試。我們投入數千小時學習充斥著高風險考試的過時的死記硬背數學——成年後學生永遠不會使用的數學——同時完全忽略了定義我們生活的數學。這是一個由對數學感到困惑的政策制定者設定的失敗議程，而對數學感到困惑的民眾也隨之起舞。

「數學」這個詞本身可能會讓你回想起高中時光。代數、幾何、三角學，以及——對於有天賦的學生——微積分。一堆晦澀難懂的知識：因式分解的多項式、邊角邊、無理數、連鎖法則。工作表磨練我們快速準確地執行少量步驟的能力，而且是手動完成。美國的數學課程是由1893年的Committee of Ten委員會制定的，當時死記硬背的數學對於許多受人尊敬的職業至關重要：建築師、測量師、土木工程師、彈藥專家、天文學家。

然後，電腦出現了。從1960年代的幾台大型主機到今天無處不在的超級電腦智能手機，我們生活在一個數據無處不在的世界。數學通過算法、優化、統計學、概率和人工智能環繞著我們，並定義著我們。

這些變化要求對我們在學校教授的數學進行全面改革。但我們選擇了錯誤的方向，對越來越不相關的死記硬背數學施加了越來越高的期望。我們將死記硬背數學的成績作為衡量教育質量的標準，這種制度對學生進行排名、分類和懲罰。

但情況不必如此。我們的學校可以教授重要的數學，這些數學塑造了我們觀看、閱讀和相信的一切。數學構成了所有美國人所做的重大財務和醫療決策的基礎。數學可以幫助公民社會蓬勃發展，或者我們對數學的無知可能會讓我們分崩離析。正確的數學可以吸引、賦予學生力量並提升他們。我們可以為民眾配備數學技能，以應對影響他們生活的挑戰。

例如，想像一下你生病了，醫學檢查結果呈陽性。你的醫生解釋說，這個90%準確的測試意味著你有90%的可能性患有這種疾病。但醫生混淆了陽性測試後患病的概率與患病後陽性測試的概率。它們聽起來一樣，但這些可能性可能相差25到50倍。如果沒有知情的觀點，你可能會根據錯誤的數據推斷做出危及生命的決定。

或者想像一下，你是一個年輕人，開設了一個FanDuel賬戶，堅信自己能戰勝賠率。你用信用卡支付早期的損失，卻無法預測複利的可怕長期後果。為了擺脫財務困境，你支付了一筆費用來獲得一個不靠譜的在線證書。你的糟糕財務狀況變得更糟。

除了這些微觀經濟情景，數學還以嚴峻的方式影響著我們的社會。每個月，美國的失業率都會佔據新聞頭條並影響政策，人們的關注點僅限於U-3統計數據，即勞動力總失業人口佔勞動力的百分比。問題在於，很少有人理解這個數字。如果一個人上個月工作了哪怕一個小時，就被官方認為是「就業」；只有在過去一個月內獲得了工作面試，才被官方認為是「失業」。那些已經放棄尋找工作的人被忽略了。但你很難找到一個解釋U-3的報導，或者提供具有揭示性的TRU衡量標準——它包括失業工人、無法找到全職工作的兼職工人以及年收入低於20,000美元的人——目前為23.6%。

如果對這些指標的定義及其遺漏之處沒有基本的了解，美國人就無法準確地解釋經濟現實或追究政策制定者的責任。

每十年，美國都會花費數十億美元來統計人口：2020年美國人口普查為331,449,281人。這種個位數的精確度純屬虛構。人口普查局自己的分析承認，黑人和拉丁裔人口的漏報率是白人美國人的幾倍。這些有缺陷的數字決定了國會席位、選舉人票以及每年超過2.8萬億美元的聯邦資金的分配。一個數學素養高的公民會要求更好的。

許多美國人也混淆了相關性和因果關係。以那些向我們保證數學成績對日後成功至關重要的研究為例。很少有人理解成功的定義，或者引用的相關性非常弱，或者這兩個因素都受到父母資源這一共同潛在原因的影響。當我們將相關性誤認為因果關係時，我們就會建立在海市蜃樓般的教育政策之上。

對我們集體不利的是，我們的教育體系建立在數據的海市蜃樓之上。我們讓K-12的學生應付112項標準化的多項選擇題考試，死記硬背的數學是這些考試的完美內容。當我們使用專門設計用於由計算機評分的考試時，這些考試的成本被最小化。如果計算機可以評分一項任務，那麼它就可以執行該任務。

嚴格來說，我們在教育中定義的成功是狹隘的技能，而計算機可以瞬間完美地執行這些技能。然後，我們輕率地強迫這些考試成績符合鐘形曲線分佈，讓孩子們陷入惡性競爭，這會損害心理健康，並驅散學習的樂趣和目的。我們將美國兒童視為數據點，而我們需要為他們配備數據分析技能。

而且，這種測試並沒有讓孩子們為他們將來成年後的生活做好準備。只有37%的美國成年人具備處理日常財務或醫療決策的數學技能。約有93%的美國人表示經歷過數學焦慮。而且不到一半的人能告訴你，如果你的儲蓄賬戶賺取1%的利息而通貨膨脹率為2%，一年後你的錢是買得更多、更少還是相同。

這一切都不是不可避免的。隨著聯邦教育部被拆除，各州有機會將數學教育做好。我們的學校應該專注於數據和金融素養、統計推理以及數學的強大思想。讓人工智能處理死記硬背的機械操作，同時讓學生掌握並應用重要的數學思想，揭示數學的相關性、創造力和樂趣。

如果我們這樣做，我們將培養出具備數學能力的年輕人，這些能力將幫助他們、他們的社區以及我們的民主制度蓬勃發展。