التحديات المحتملة لتدريس الرياضيات والتعلم في العصر الرقمي

التحديات المحتملة ولتدريس الرياضيات والتعلم في العصر الرقمي

---

1 ديسمبر 2015، 

نشرت من قبل يوجين كيدويل

IMA عنوان الرئاسي 2015

وكان الموضوع الأساسي من الخطاب الرئاسي بلدي على الخطوط العريضة لدليل على أهمية الرياضيات وبعض التحديات التي يتعين مواجهتها إذا أردنا زيادة المشاركة في هذا الموضوع. أول له الغلبة والتحدي الدائم هو الخفي للموضوع. معظم الناس لا يفهمون ما هذا الموضوع هو حول ولماذا كانوا يدرسون لمدة ساعات عديدة على مدى سنوات عديدة. وسوف نشير إلى بعض المخاطر إذا كنا لا ترقى إلى مستوى التحدي. والتحدي الثاني هو أن نعترف، ثم لمعالجة التعقيدات للتعليم وتعلم الرياضيات: أنها ليست مسألة مجرد معرض للإجراءات. ولعله من المناسب لخطاب رئاسي بلدي IMA أن أقتبس من رسالة من صاحب السمو الملكي دوق ادنبره، رئيس IMA في 1976-1977، الذي اعترف في أعمال المؤتمر الدولي الثاني حول التعليم الرياضي [1] الذي عقد في إكستر، عام 1974، كانت هذه الرياضيات "ذات أهمية حيوية للجميع في هذا العصر التكنولوجي"، ثم ذهب إلى القول بأن "أي تقدم في تقنيات التعليم هو موضع ترحيب" منذ:

تلك الكائنات حظا الذين يجدون الرياضيات والفرح وسحر ربما الحصول على، بغض النظر عن مستوى التعليم. فهو يتطلب عبقرية حقيقية للضوء وميض تفاهم في أذهان أولئك الذين الرياضيات لغزا غامضا .[1، التشديد من عندنا]

هذا التصريح يبدو أكثر أهمية في وقت لاحق الآن أكثر من 40 عاما، وليس فقط فيما يتعلق بأهمية الرياضيات، ولكن أيضا الاعتراف الصريح التحدي المتمثل في التدريس لمدة الاشتباك. ادعائي هو أن استخدام أجهزة الكمبيوتر في طرق تصميمها بعناية يمكن أن تساعدنا على مواجهة هذه التحديات.

1. أهمية الرياضيات

هناك قبول واسع النطاق بأن الرياضيات هو المهم، حتى حيوية، بالنسبة للفرد وللمجتمع. في معظم البلدان، ونادرا ما تعترض على المكانة العالية للرياضيات والرياضيات التعليم. ومن المفترض أن تكون "وسيلة نحو التقدم الاجتماعي والسياسي" [2، ص. 62]، ووسط لتطوير قوة عاملة جيدة التدريب التي يمكن أن تقدم في الوضع الاقتصادي للبلد.

الشكل 1: جيسيكا إينيس يأخذ في رمي الرمح خلال أولمبياد 2012 في لندن

وتواجه الحكومات مجموعة من تحديات السياسة متميزة ولكنها مترابطة، والتي تشمل توفير محو الأمية رياضية عالمية للجميع، وضمان الأساس الرياضي لدعم دراسة المواد الأخرى التي يطالبون بشكل متزايد مستويات أعلى من الرياضيات، وتحفيز والأكثر قدرة على الاستمرار في دراسة الرياضيات بعد أن لم يعد إلزاميا وعلى في الجامعة (انظر، على سبيل المثال، [3]). والمقبولة عالميا وبالتالي ما يقرب من ذلك أننا نعيش في عالم يتشكل بشكل متزايد الرياضيات، مع النماذج الرياضية التي تقوم عليها الكثير من البنية التحتية التكنولوجية منتشرة في كل مكان ومجتمعنا. وهذا له آثار كبيرة على المهارات في أماكن العمل والمهن بجميع أنواعها (انظر، على سبيل المثال، [4]).

في عام 2012، وEPSRC جنبا إلى جنب مع المجلس لعلوم الرياضيات (CMS) بتكليف تقرير من ديلويت إلى الفوائد الاقتصادية من العلوم الرياضية في المملكة المتحدة [5]. هذا التقرير كميا الطرق التي العلوم الرياضية أبحاث (MSR) في عام 2010 أثرت الأداء الاقتصادي في المملكة المتحدة وقيمتها الاقتصادية من حيث فرص العمل المباشرة والقيمة المضافة الإجمالية (GVA) التي تم إنشاؤها. تعيين مقدمة التقرير المشهد مع مسح موجز لبعض المناطق التي الحياة اليومية آثار MSR الجميع، وكيف أن "ثمار MSR" يمكن تمييزها في (على حد تعبير [5]):

• الهواتف الذكية التي تستخدم تقنيات رياضية مثل الجبر الخطي لتحقيق أقصى قدر من كمية المعلومات  التي يمكن أن تنتقل عبر الطيف المحدود.
• النماذج الرياضية توقع حركة نظم الطقس للسماح للطائرات للعودة بسرعة وبأمان إلى السماء بعد أحداث الأرصاد الجوية الرئيسية مثل الآيسلندية سحابة الرماد البركاني  2010.
• الرعاية الصحية التي تطبق رؤى من ميكانيكا الموائع لفهم أفضل الأمراض المتصلة بالدم من أجل إنقاذ  الأرواح؛
• أحدث الافلام في هوليوود التي تستفيد من الرياضيات وراء برامج محاكاة 3D لعرض المؤثرات الخاصة المتطورة. و
• أداء نخبة الرياضيين في دورة الألعاب الأولمبية لعام 2012 الذين تعظيم أدائها باستخدام الأدوات التي تسخير أدوات وتقنيات رياضية مثل ديناميات عكسية .

والسؤال الكبير بالنسبة لي هو الذي في الواقع 'تقدر هذه البنية التحتية الرياضية؟ قليل بدلا من وجهة نظري، وهو أمر نحن في المجتمع الرياضيات بحاجة للعمل على معا. ولكن العودة إلى تقرير ديلويت، وألاحظ أساليبها:

أولا تحديد تلك الوظائف التي يمكن أن تصنف على أنها مهن العلوم الرياضية وثم استخدام البيانات المتاحة للجمهور لدراسة كيفية توزيع هذه المهن في قطاعات مختلفة من الاقتصاد البريطاني.

وجاءت هذه التحليلات مع ما لكثير من شخصيات مثيرة للدهشة إلى حد ما:

وتقدر مساهمة كميا للبحوث العلوم الرياضية لاقتصاد المملكة المتحدة في عام 2010 أن ما يقرب من 2.8 مليون من حيث فرص العمل (حوالي 10 في المائة من جميع الوظائف في المملكة المتحدة)، و208000000000 £ من حيث المساهمة GVA (حوالي 16 في المائة من إجمالي GVA UK).

تم حساب هذه النتائج باستخدام ما هو مفصل وأنا أفهم نموذج ديلويت غير مرئية، والتي أجد السخرية إلى حد ما نظرا أطروحتي لضرورة مكافحة الخفي من النماذج الأساسية.

ومع ذلك نتائج مثل هذه، جنبا إلى جنب مع تقارير تفيد بأن النقص في المهارات وثيقة (انظر، على سبيل المثال، تقرير من اتحاد الصناعة البريطانية [6]) مطالب وأثارت لتحسين نوعية وكمية الرياضيات توفير التعليم في كل مرحلة من مراحل التعليم: وضع ببساطة، نحن بحاجة إلى المزيد من الناس على كل المستويات لتكون مختصة وثقة في الرياضيات. هذا يتحول الضوء على التعليم. ونحن من بين عدد قليل من البلدان التي تسمح للطلاب لإسقاط الرياضيات بعد التعليم الإلزامي. في انكلترا بعد GCSE (انظر، على سبيل المثال، [7]). ومع ذلك، كان هناك اعلان مهم يوم 29 يونيو عام 2011 من قبل ثم وزير الدولة لشؤون التعليم، مايكل غوف، مشيرا إلى نية أن: "في غضون عشر سنوات الغالبية العظمى من التلاميذ يدرسون الرياضيات من خلال الحق في سن 18 '[8 ].

أدى هذا الإعلان إلى موجة من النشاط لزيادة وتعزيز ما بعد 16 الرياضيات توفير في انكلترا وفوق تسعى لزيادة توظيف الطلاب في الرياضيات A-المستوى والمزيد من الرياضيات المستوى A. ومن الجدير بالذكر أن مستوى A-الرياضيات كان الخيار الأكثر شعبية للطلاب في الصيف 2014، ملفته ونتيجة "لأول مرة". وبالإضافة إلى ذلك، كان هناك زيادة سنوية مطردة في عدد الطلاب الذين يدخلون مزيد من الرياضيات المستوى A، قصة نجاح كبيرة منذ الدرك الأسفل في التوظيف في عام 2001. أما بالنسبة للغير وعلى مستوى ما بعد 16 نص في الرياضيات، جديدة مستوى 3 بطبيعة الحال، الرياضيات الأساسية، وقد تم ابتكار وتجريب وكانت متاحة للتدريس من سبتمبر عام 2015. والرياضيات الأساسية يستهدف الطلاب الذين اجتازوا الرياضيات GCSE في الصف C أو أعلى ولكن الذين لا يأخذون الرياضيات A-المستوى. فهو يشكل جزءا رئيسيا من خطة الحكومة لزيادة المشاركة في تعليم الرياضيات بهدف أنه بحلول عام 2020، فإن الغالبية العظمى من الطلاب في مرحلة ما بعد 16 التعليم سوف تستمر في دراسة بعض أشكال الرياضيات، GCSE، مستوى A أو الرياضيات الأساسية .

ولكن لهذه المبادرات موضع ترحيب لتكون ناجحة، أزعم يجب أن يكون هناك اهتمام أكثر وضوحا إلى الدافع، وأعني بذلك