卡通企鹅让数学教育再次伟大吗?

米彼得森是一个非常鼓舞人心的家伙。作为一个有诵读困难的孩子，他发现数学课很难，所以作为一个成年人，他决心彻底改变数学的教学方式。在加州大学欧文分校(University of California, Irvine)完成生物学、电气工程和中国语言文学的学业后，彼得森与他人共同创立了这家非盈利机构思想研究所并着手开发“时空(ST)数学”，这是一种基于电脑游戏的教学方法，不依赖于语言作为媒介。相反，它使用的是时空推理——在你的头脑中移动事物并找出它们如何组合在一起的能力。支持者指出,最近的发现在神经科学和教育研究中——例如，早期音乐训练可以增强时空推理——作为这种转变的理由。

在近二十年以来，自研究所成立以来，圣数学已在美国的45个州推出，并被超过一百万K-12学生使用。Jiji，Cartoon Penguin，导致儿童通过圣数学的无言之旅显然帮助双重，有时甚至三倍，数学熟练程度的增长参与课程。评估如独立评估由教育研究机构西sted进行的调查似乎证实了该项目的积极效果。

根据其创造者，ST数学成功的关键是，它是由语言的约束不受控制的。单词和符号保持在最低限度，使用形状和图片，而是表示作为摘要作为二次方程的概念，以及帮助孩子何时以及如何以及如何理解他们的概念出了差错．在他的2011年TEDX谈话，彼得森强调了他们的方法对把英语作为第二语言的孩子或像他一样有语言学习困难的孩子的好处。但他也强调，他希望这个项目是通用的。他表示:“值得在这里传播的理念是，所有学生，而不仅仅是那些有特殊需要的学生，都可以从无需任何语言的学习机会中受益匪浅。”

这听起来好得令人难以置信，也许的确如此。北卡罗莱纳州立大学(North Carolina State University)的教育心理学家蒂奥马拉·卢瑟福(Teomara Rutherford)正在领导一个评估ST Math有效性的项目，她在2014年与人合著了该项目一篇论文这对思想研究所的索赔提供了一个问号。在计划对52所学校的儿童的审判中，Rutherford和她的团队发现对数学能力没有显着影响。此外，孩子们的先前教育和英语语言能力似乎对其结果没有任何影响。

卢瑟福的研究比以前的尝试更加透彻。这是随机的。它发生了两年多，而且规模很大。这些因素使得Rutherford和她的同事能够在先前的评估中发现相关性的地方进行因果推断，不幸的是，他们的结果并没有产生Peterson所描述的那种结果。

每个人都同意美国的数学教育需要做些什么这是最新的全球排名显示出美国的质量远低于亚洲和欧洲的大部分国家，而且除了其他方面以外，美国并没有得到多少回报。斯洛伐克花大约一半的金额每个学生的平均成绩，但仍然达到了类似的数学结果．一个严重的问题是，美国学生根本不具备维持国家数学水平的数学技能未来经济这将越来越以数学为基础。美国商务部预测在截至2018年的10年里，STEM(科学、技术、工程、数学)职业增长了17%，而非STEM职业仅增长了9.8%。

在这种环境下，很容易理解为什么人们渴望一剂灵丹妙药——能够立即提高学生成绩的东西。毕竟，没有人真的认为中国或芬兰的学生天生就更聪明;美国的孩子们只是需要以某种方式释放他们蛰伏的才能。

包括ST Math在内的基于计算机的程序近年来已经成为了流行的解决方案，人们认为它们提供了显著的好处，而且投入的时间和金钱很少。然而,荟萃分析和政府报告并没有证实这些假设。尽管目前市面上有大量的计算机辅助干预手段，而且每年都要在这些手段上花费数百万美元什么工作交流并没有列出任何一项对小学数学有积极甚至“潜在积极”的影响。

“我们从对流行教育误区的研究中知道，比如学习风格卢瑟福说，该教育工作者可能依赖于假设而不是研究为他们的课堂和学校做出决定。“

尽管如此，有大量的研究人员试图努力制定教育系统所需的内容，分析不同课程，方法，工具和课堂环境的影响，试图蒸馏一个获胜公式。“I will say that the use of research in the effort to improve education has greatly increased in the previous 15 years or so in the U.S.,” says John Rice, one of the co-authors of the WestEd ST Math evaluation, highlighting the fact that Congress has recently made certain evidence standards necessary for federally funded education programs.

“我们从这项研究中了解到，学生需要在数学的概念和程序方面都有优势，”卢瑟福说。“他们学习数学的动机很重要:他们需要相信自己可以成功，他们需要认识到数学在他们生活中的作用。”

看看更成功的国家作为模型很诱人。观察员指出了像日本这样的国家如何，这促进了成功来自艰苦工作的信念，在数学中提前飙升，而美国学生的缺点则被归咎于天生的无能（“我只是不是数学人”）。这与...有关“数学焦虑”,当面对一个数学问题时，一种消极的情绪反应根据经济合作与发展组织(oecd)是一个由35个成员国组成的政府间组织，致力于促进经济发展。

然而,数学焦虑仍然存在在表现优异的国家，所以在努力控制数学焦虑的同时镇静剂的音乐或应用于大脑的电流是有趣的，即使他们的成功也不一定意味着美国数学问题。

赖斯说:“对于任何一个项目，我的建议是考虑所有可用的证据，也要考虑对该项目的研究或评估是否发生在与考虑该项目的教育背景相似的环境中。”“要回答这样一个问题:‘有证据表明这个项目起了作用吗?’非常重要，但回答这个问题也非常重要，‘这个项目对谁有影响，在什么情况下有影响?’’”Rutherford说:“开发者和教育者之间的对话是关键。双方都需要有效地实施，并朝着帮助学生的共同目标努力。”

ST Math有一个很棒的故事。孩子们似乎觉得这个想法很吸引人对这种方法(和企鹅)充满热情，彼得森的背景让他成为一个完美的发言人。该方法表明，数学可以不同地教授 - 而且比传统方式更直观，而不是更具视觉思想的学生。然而，重要的是，该计划不被开发人员视为灵丹妙药 - 谁在痛苦中强调科学的基础他们的工作或实施工作的学校。这个问题可能有不止一个解决方案，而过于简化的事情可能会让孩子们在比以往任何时候都更需要优质数学教育的时候掉线。

Josh Gabbatiss是伦敦的自由撰稿人。他为BBC撰稿，《新科学家》，Hakai杂志等等。在推特上关注他@Josh_Gabbatiss．

手表：高级研究所主任Robbert Dijkgraaf解释了我们在教学科学中的错误。