一个数学家在数学教育界的经验

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一个数学家在数学教育界的经验

（在第四届世界华人数学家大会中学数学教育论坛上的发言，浙江大学，2007年12月18日）

（美国加州大学伯克利分校伍鸿熙教授）

       我在1992年开始留意美国的中小学教育改革，在1998-2005年，积极参加加州的教育行政，也写了一些文章，同时在全美国的教育界也做了一点事。

       以下是我在美国数学教育工作的一点心得。我对中国教育改革的具体情况不熟，不敢说我的浅见是否能在中国起作用。

       个人观察有三点：其一，数学教育是“数学工程”，与“数学”有异；其二，数学家如要改善数学教育，需要作建设性的批评；第三，数学家应该致力于师资培训。但如要有收获，得需要对中小学数学有深切的认识；

数学工程
       数学教育的目的是将严格的和抽象的转变成中小学合用的数学。电机工程的目的是将抽象的电磁学理论变成老百姓合用的产品。化学工程的目的是将抽象的化学原理变成老百姓合用的产品。电机工程不是物理学，但与物理学有密切的关系。化学工程不是化学，但与化学有密切的关系。数学教育不是数学，但与数学有密切的关系。是以：数学教育是“数学工程”

       1960年代的“新数学”new math，将数学教育误认为数学的一部分，结果遗祸无穷。数学家如要参加数学教育的工作，“新数学”是前车之鉴。不可忽视。

建设性的批评
       在美国，数学家对中小学教育的批评，一般是关于数学上的错误。但是光是指出错误，于事无补。需要进一步说明如何改善，如不能提出妥善的建议，则错误不会被改正。

       要提出妥善的建议就先要了解中小学数学。

       例1 分数是小学数学的一个大难题。主因之一是因为分数这个概念没有定义。
       数学上处理这问题的办法很简单，一个分数是一个整数有序偶的等价类。这是正确的数学，但不是正确的数学工程的数学，这是没有经过“工程”过程的数学。

       例2 一般中学平面几何的公理系统有很多漏洞。
       从数学的眼光来看，改善的办法是改用希尔伯特的公理系统。这是矫枉过正，行不通的。数学≠数学工程，要做好的数学教育，得要兼顾中学生的需要。

师资培训
       这是数学家在数学教育上最适宜的工作。也是数学家在数学教育上最重要的任务。

       如果美国的中小学老师有充分的数学水平，过去十五年来的“数学战争”很可能不会发生。一般数学家作师资培训只教数学，而一般教育家作师资培训，则只教教学方法。“过犹不及”两者都不对。

       例3如何教中学老师们面积的概念？
       是黎曼积分？是勒贝格侧度？是“长乘宽”？

       例４在分析课程中，何者对中学老师更重要？
       （a）为什么用长除法可以将一个分数化成小数？（4/3=1.3333…）
        (b) 如何证明海涅博雷尔定理？

       当然前者对中学老师更重要，但一般的分析书籍少有讨论前者。
       数学家如要改善数学教育，第一任务是要了解数学工程，师资培训，应从数学工程作出发点。