數感重要嗎?怎麼教?

鬍渣爸的教育觀察站
8 min readAug 8, 2018

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數感是人是否能在數學甚至其他科學、商學領域上表現良好的重要能力。然而對於東方教育而言,無論「數感」或數感教育,都是新名詞。我們太習慣於「數學」教育,而非數感培養。因此在奧林匹克之類數學競賽中,東方人很容易獲獎;但在仰賴數感的數學應用領域上,卻差西方不可以道里計。

而且這個鴻溝,恐怕還在持續擴大。

在美國,數學教育者紛紛提出數感是21世紀最應該被注重的數學教育概念,為什麼呢?

比如,美國史丹佛大學數學家凱斯‧戴林(Keith Devlin)說:

數感很重要,因為它鼓勵學生靈活思考,並提升對數字的信心。Ann Carlyle和Brenda Mercado在2012年出版的“Teaching Preschool and Kindergarten Math (幼兒園數學教學) ” 一書中,俏皮地將數感教育比擬為孩子“與數字交朋友”……

2013年由密蘇里大學進行的一項對180名七年級學生進行的一項研究中(顯示)……”在核心數學技能測試中落後於同齡人的……是那些數感最弱的孩子。”

(凱斯‧戴林:《數感:21世紀K-12教育中最重要的數學概念》;〈HUFFPOST〉, https://www.huffingtonpost.com/;2017)

Prof. Keith Devlin,圖片來源:https://web.stanford.edu/~kdevlin/ 公開資訊

數感(Number Sense)是什麼?

簡單來說,數感就如同音樂上的”音感”一樣,是一種運用數字數量概念,解決現實中遇到的問題,以及解釋各種狀況,並進行調整、規劃的能力。

簡單來說,就是應用數學式思考問題解決能力」

瑪麗蓮伯恩斯(Marilyn Burns)在她的書“ About Teaching Mathematics(關於數學教學) ”一書中,以如下方式描述了具有強烈數感的學生:

“他們可以靈活地用數進行思考和推理,用數解決問題,找出不合理的答案,了解如何把數量分開,以不同的方式組織起來,看到各個步驟之間的聯繫,在心中分析,並作出合理的估計。“

圖:“ About Teaching Mathematics(〈關於數學教學〉”與作者Marilyn Burns,來源:https://mathsolutions.com/blog/helping-students-become-effective-math-learners/

具有好的數感的孩子,不僅會在學校的數學測試中脫穎而出,並且在其一生生活中,還能繼續用數感解決和處理各種問題,包括工作上的各種估算、投資的效益評估、各種計畫的排定和提升執行成效等等。

能使用數量化的思考,精準計算各種效益,有能力提前進行準確評估的人,當然是未來世界,甚至當前世界,都非常需要的人才。這也才是數學教育應有的核心目的,而非僅僅以考試做為最粗糙的標準。

更重要的是,數感教育和數學教育不同。它讓孩子自然而快樂地”與數字交朋友”。而非我們普遍反對、卻比比皆是的”考完即丟”的學校數學。

那麼,數感如何教?

數學大家都覺得知道怎麼教,但更重要的數感怎麼教?

關於這點已經有很多資訊,包括中國也有學者做出整理。不過,我認為我們可以先參考戴林教授整理的幾個簡單的關鍵方法(以下方法內容,由〈HUFFPOST〉原文翻譯,並加上個人整理,引用請標註本文出處):

“Man in Derrick Rose jersey holding his index finger up while staring out into a lake” by Eddy Lackmann on Unsplash

1.用不同的方法解決同一個問題

當教師公開記下許多不同的方法來解決課堂上的問題,或向學生介紹不同的方法時,會向學生展示他們可能沒有考慮過的策略。

相反的,單一解題策略會使學生習慣不去思考。

2. 經常心算

要求學生進行心算。心算能鼓勵學生建立關於數和數關係的知識。讓他們被迫在有限的腦力與資源下,思考得更加靈活和高效,並考慮採用其他解決問題的策略。(帕里什,2010)

3. 有關計算策略的課堂討論

課堂上有關策略的討論,有助於學生運用/整理自己的邏輯,同時為他們提供批判、評估同學的方法的機會。記住:“不要增加談話的數量,而要增加高質量(有思考內容)的談話數量。”

4. 生活估算

我們日常生活中最容易用到數感的問題是:決定何時離開學校,購買多少油漆,在餐廳留下多少小費,要走哪條路去便利商店……等。不僅要心算,而且還需要估計。而傳統的教科書沒辦法幫助學生建立這樣的數感能力。因此,建立情境以幫助學生應用生活估算是必須的。

5. 詢問學生的邏輯推理過程

與學生討論解決問題的邏輯,無論是在他們犯錯時,還是在他們得到正確答案時 — 告訴他們你重視他們的想法,數學是關於推理的,而最重要的是,數學應該對他們有意義。這也幫助老師了解每個學生的狀況和程度,以及邏輯思維方式。

6. 提出具有多個可能答案的問題

多個答案的問題為學生提供了大量的機會,以便用數字推理。這比“如果有一個正確答案”需要更多創意。

以上方法是凱斯戴林教授提供給學校老師的,但家長其實有更多時間參與孩子的學習,在生活機會或指點孩子功課的時間裡,不妨參考參考。

“Pensive portrait of a young gorilla at a zoo” by Rob Schreckhise on Unsplash

圖:數感思考使人類持續進步,學會技能而不能思考,終會被淘汰

簡而言之

數感的教育,就是幫助孩子:

1.靈活而多元的思考

2.讓數學與各種應用發生連結

在不斷重複上面1與2的過程裡,達到養成思考─應用的思維習慣的最終目標。

舉個例子,我從事的工作,是研發幼兒數學教學,以及培訓老師。最近我們在某些貴族學校以及各地所謂數學程度很好的孩子中,注意到很有趣的現象,繼而我們可以很清楚看見數學教育和數感教育最大的差別。

在某個例子裡,老師問全班孩子(大班)「5加3是多少?」

全班眾口同聲地整齊回答:8!

接著,老師數了5個綠色「寶石」,又指著旁邊的3個黃色「寶石」,再次問孩子:「這裡是5顆綠寶石,加上這邊的3顆黃寶石,我們這樣有幾顆寶石了?」

出乎意料之外的,有1/3學生回答錯誤。

他們多數被訓練成對數字計算有迅速而正確的反射,但是當看著實物要應用計算時,卻充分暴露了無法進行思考的弱點。

老師、家長,經常覺得我們的課程過於簡單,反反覆覆讓孩子玩小東西,計算「他們早就會了」的東西,但在發現孩子看著實物回答錯誤時,氣急敗壞地引導孩子如「這就是5+3啊!5+3是多少?」

孩子聽著翻譯成數字與算式的提示,給了訓練良好的回答之後,家長和老師滿意了,認為孩子確實早已經「會」了這些問題。

實際上,孩子並不會應用,他們只是把文字和聲音死記在腦中,在某些條件下反射地背誦出來而已。當他們看著實物要應用數學時,腦中卻是空白、無經驗的。

回想我們的數學教育,是不是也是這樣?我們的數學教育與應用思維脫節,多少人連安排有效的計劃表都不會;連怎樣的投資更有效都無法思考;對候選人提出政見的數字,絲毫沒有一點感覺?

由小見大,當這些孩子日後即使成了奧林匹克數學選手,能快速解出各種困難的紙上問題,我們也很難期待他們會在生活和研究領域中,妥善地應用數學,更不用奢望他們可以成為世界真正的一流人才,用數學推動科學和工商業的各種進步──因為他們只會解決有既有方式的題目。

“Red-haired mother holds a baby on her lap while a young child next to her touches a tablet computer” by Alexander Dummer on Unsplash

數感教育,你可以這樣做

或許我們對於參與孩子的學校教育經常感到力不從心,實際上學校老師也不一定歡迎家長插嘴於學校的教育方法,但是我們可以讓孩子經常在遊戲中、生活中,應用數學去解釋和解決問題,在日常的行為裡面,經常引導孩子進行數學式的思考來培養他們的數感能力。

比如前面提到的,哪間商店更近,用什麼油漆,還剩多少時間可以用,可以多付多少錢等等,都是很生活化的、應用數感思考的日常例子。

還有,鼓勵孩子採用與學校教法不同的獨特思維,去解決學校的題目,即使這可能是一次錯誤嘗試。家長可以讓孩子知道:我鼓勵你嘗試,我欣賞你有自己的思考方法。然後鼓勵他更多元深入地思考,直到找到更多正確的方法出來。

這些都是培養孩子數感能力的好方法,而且可以簡單地落實於生活之中。

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