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搶救小學數學 中研院院士下海

搶救小學數學 中研院院士下海

﹁遠古時天上掛著十顆太陽,后羿拉弓射下一顆,請問天上還有幾顆太陽?﹂這是未來小學一年級數學課本教孩子減法的內容。頂著中央研究院院士頭銜的數學家林長壽,希望用神話、生活故事帶出數學趣味,挑起孩子的學習動機。

在距離嘉義市區約二十分鐘車程的中正大學,穿過理學院三樓長廊,發現一間門口掛著小黑板、上面寫滿數學方程式的研究室,進了屋內,地上堆疊著數百片古典樂CD,滿頭華髮的主人在振筆疾書。不過,這位院士級的大學教授不是在寫艱澀難懂的微分幾何教案,而是正在為小學的數學教科書傷腦。

三十二歲拿到美國紐約大學數學博士,四十七歲獲選為中央研究院院士,專長在非線性偏微分方程、微分幾何的中正大學教授林長壽,五十二歲時決定跳出來重新編寫小學數學教科書。依他估計,至少要投入十年時間,與小學老師和學生不斷對話,才能用童言童語去說讓小學生看得懂的數學故事。


教子發現問題 數學計算習慣差

林長壽第一次發現台灣中小學數學教育出現問題,是在四年前。他回憶,當時一位在美國任教的數學家朋友回台,告訴他看了小學數學課本,結果嚇了一大跳。對於朋友受到的驚嚇,他當時並不以為意,只是偶爾看看報紙上所討論的議題,並沒有放在心上,何況自己每天忙著學術研究,哪有餘力去處理中小學教育這種複雜問題。

隔年,林長壽的孩子要上初中,他對孩子的成績一向不在意,認為成長階段該學的東西,要自己去念。但大兒子上初中後,理化和數學成績都很糟,他覺得奇怪,於是花一年時間,每天晚上陪兒子做功課。這才發現數學課本內容已經非常簡化,兒子做數學計算有很多不好的習慣。

例如兒子解方程式時,移位的基本邏輯很混亂,未知數﹁x﹂在等號的左邊時會解題,換到右邊就無所適從。花了很多時間,林長壽改掉兒子不良的計算習慣。接著又發現念小學的女兒,算數學習慣也很差,到了高年級,計算時還習慣扳手指,基本運算能力明顯不足。這時他才意識到小學數學教育出了大問題。

不過,因為住在嘉義,如果真要插手中小學數學教育問題,勢必得常上台北,這會占用很多時間。加上自己又不懂兒童教育,因此他一直掙扎要不要站出來,心裡有個聲音告訴自己:﹁能不碰就盡量不要碰,把自己的孩子教好就夠了!﹂


實現岳父遺願 院士投入搶救數學

直到去年,一直鼓勵他投入台灣教育問題的岳父去世。談到此,平常很理性的林長壽眼眶泛紅,他哽咽地說﹁雖然過了一年多,我還是很懷念岳父!﹂林長壽的岳父也是台大人,後來從商投入生產耐火磚,十分關心兒孫輩的教育,常與掛著院士頭銜的女婿討論。

林長壽回憶,岳父臨終時他不在,岳父特別叮囑小姨子轉告他,希望他能對台灣教育有一些正面影響。抱著實現岳父遺願的心情,前年十一月辦完岳父喪禮,林長壽開始投入搶救台灣中小學數學教育的工作。

結合一批理念一致的數學家後,林長壽寫信給總統,還與推動教改多年的中研院院長李遠哲多次溝通,並求見教育部長黃榮村當面溝通三次。在這群數學教授集體催生下,去年十一月教育部公布新訂的﹁九年一貫數學學習領域課程綱要﹂,重新規定國小二年級起要背九九乘法表。並由林長壽、王慶安等學者帶領一群中小學老師,投入編寫新版的中小學數學教科書。

就讀於台大數學系和美國紐約大學攻讀博士學位時,和林長壽都是同學的前台大數學系主任陳宜良,這次和林長壽一起出來站在同一陣線,主張重編中小學數學教科書。對於林長壽的投入,陳宜良說,他個人非常敬佩。因為林長壽的專業在研究而非教育,如今,放下研究,全心投入編寫教科書,個人犧牲相當大。

這是一項吃力不討好的改革工作,犧牲學術研究時間,還得面對外界種種批評。不過,陳宜良認為,這一次數學界集體動員,參與的數學系老師其實不求什麼,只希望不要把事情搞砸,非常務實地提出改進現行中小學數學教育的方法。


尊重孩子的感受 要讓孩子喜歡數學

有人質疑,林長壽不懂教育,卻敢寫教科書,弄不好,要對歷史負責。林長壽則認為,人的成長不是看他聰不聰明,而是要看他有沒有人生智慧。他雖然已經年過半百,但只要他能把自己想成是孩子,感受孩子的學習需求,相信寫出來的教科書就能讓孩子喜歡數學。

自認脾氣不好的林長壽說,陪兒子做功課一年,就讓他學到很多。兒子討厭數學,他就先觀察究竟是課本的問題,還是老師的問題,再設法解決。有時候孩子的判斷不是完全穩定,他先試著體會孩子的感受,和孩子不斷討論,先尊重孩子的想法,最後總能找到答案。

林長壽感觸良深地說:﹁從父母尋找解決問題的方式上,孩子就會學到東西。﹂現在他讀初中三年級的兒子,數理成績都在平均分數之上。至於他的女兒,上小五後,因為對學校失去信心,不喜歡去上課,他和教心理學的太太,先鼓勵孩子說出自己的感受,最後決定這一年向學校申請在家自修。

現在,除了他自己教數學之外,其他課程都是女兒自己念,必要時再給她一些指導。最近一次回學校參加段考,女兒社會考了六十幾分,因為她認為有題目出得不合理,所以她拒絕做答。對於女兒有這樣的想法,林長壽覺得很好,因為成績不是重點,孩子不應該為考試讀書,﹁而是要對知識有熱情,如此才能體會念書是一種幸福﹂。

從教自己的孩子學數學,推演出編寫數學教科書的方法。林長壽說,教一個小孩與教很多小孩是一樣的,發展心理學家皮亞傑︵Piaget︶不就是從教育自己孩子的過程中,發展出許多心理學理論的嘛!


像瘋子般投入 寫一本數學故事書

現在林長壽與八位來自台灣不同地區的小學老師組成編寫小組,以兩個月寫完一冊的速度前進,他們預計在兩年半的時間內,完成﹁部編版﹂的十二冊全新小學數學教科書,目前小一上的部分已大致完稿,計畫今年九月一、二年級的新課本就可開始試教,二○○五年全面換用新教材。

教材寫完,經過審訂、試教,再重新修改,接下來,還要投入培育師資。林長壽估計,這個放下學術研究,全心投入中小學數學教科書編寫的工作,至少得花十年時間。

去年初接受林長壽邀請,加入工作小組的台北市東門國小老師林淑金形容,林教授真的非常投入,像是瘋了一樣,每天至少花十個小時在寫教科書。為了討論課本內容,他們兩人常常通電話,一講就是一、兩個小時,假日早晨更常常用電話互道早安。若不是有使命感,覺得這是對下一代的一份責任,否則做這個工作將太無趣,會做不下去。

為了讓課本生動有趣、讓老師能針對不同程度的學生進行教學,林長壽決定用說故事方式帶出數學問題。新課本將用后羿射太陽的神話來教孩子什麼是減法,用白雪公主和七矮人教孩子如何同時運用加減,用猴子吃香蕉來告訴孩子交換律。

不僅如此,林長壽認為,教育不能與實際生活分割,目前教科書應用問題太少,沒有把學習與生活結合,只是讓學生一個題型、一個題型地去理解,﹁這種沒有土壤的教育是沒有用的﹂。

因此,新課本除了大量使用教具外,還將增加應用題,把節約能源、保護生態的觀念融入數學題當中,要讓孩子學會﹁碰到雜亂的事物,能夠自己找出數學秩序︵math of the order︶﹂,把一個情境問題用抽象的數學式表達出來,得出答案後,再賦與情境新的意義。

林長壽自信地表示,新課本雖然有意增強孩子的計算訓練,但也會引導老師帶著孩子去經驗解題的樂趣,絕不是要老師直接教孩子解法,而是要帶著孩子去思考,給孩子一個﹁了解的經驗,而不是背起來的經驗﹂。

林淑金則說,他們的夢想是寫出一本有自己味道的數學書、一本數學故事書,新的課本要讓老師、家長都看得懂,孩子可以自己看,這套數學課本將比國語課本還有趣!

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