高中时期到底要不要学微积分?科学解释来啦

即使是最有成就的学生,微积分这个词也足以让他们心惊胆战。

与人们普遍认为的相反,高中微积分对大学微积分并不必要,更重要的是要掌握微积分的基础:代数、几何和三角学。在对133所大学超过6000名大一新生的调查后,美国哈佛史密森天体物理学中心科学教育系的Frances W. Wright,天文学高级讲师Sadler和研究助理Sonnert领导的一项研究得出了这样的结论。调查还发现,数学差生在高中选择学微积分反而获益最多。研究结果于发表于2018年5月的《数学教育研究》杂志上。

“我们想解决一个问题——到底什么更重要?是微积分的数学基础,还是在高中时期就能通过微积分课程?”Sadler说。这项研究的结果提供了一个明确的答案——高中掌握那些能为微积分做基础的学科,比高中就学习微积分更好。

Sadler和Sonnert设计的调查,要求大学新生报告人口统计学信息、教育史、背景和数学训练史。他们研究了学生在大学微积分、代数、几何、三角学等微积分基础课程上的表现,以及他们的SAT和ACT成绩,进行了综合考虑。随后,他们研究了高中时选修过这门课的学生,并建立了一个统计模型,将两者分开。

虽然很难确定在高中时学过微积分的差生从中获益最多的确切原因,但部分差异可能与高中微积分的教育环境有关。Sadler说,一个高中班可能只有15到20名学生,每个人都可能得到老师的持续关注,每天都要交作业。然而,当他们进入大学时,一间教室可能有上百学生,而他们与教授一对一接触的唯一机会就是在办公时间。在某些情况下,参加讨论课甚至完成习题集都是选择性的,除非学生努力寻求辅导帮助,否则很容易落后。

研究人员认为,数学差生能从高中微积分课程中获益更多的原因是,虽然他们可能得不到高分,但是高中的课程给了他们钻研基础知识的机会,等上大学时,这些学生就有了更强的数学基础。

这项研究的发现并不是说学生们应该完全放弃高中微积分,而是要证明在学科上的成功——无论是在高中还是大学里——更多的是来自于拥有一个坚实的基础。

“论文中认为,如果你的基础很好,如果你真的了解代数、几何和微积分,你就会在大学微积分中取得好成绩。你不需要高中的微积分课程。这是一个惊喜。” Sadler说道。

Sadler还认为:“在教育中总是有这样的争论,人们有非常强烈的基于个人经验的观点,而我们专门研究这些观点。事实证明,在这种情况下,教授们的说法更对,因为学生的微积分成绩好坏,绝大部分取决于他们的基础课程学的好不好。但是,这些繁重的任务是由那些高中数学老师完成的,他们的努力为以后的学生成功打下了基础。”

编译:Coke 审稿:西莫

责编:南熙