Pro více než 30 let, kalkul byl viděn jako vrchol střední školy matematika—nezbytné pro kariéru v exaktních vědách, a explicitní nebo nevyslovená předpokladem pro top-tier vysokých škol.

Ale teď, matematika a vědy, odborníci se začínají ptát, jak užitečné současné vysoké školy kalkul kurzy jsou opravdu pro pokročilé vědecké obory. Všudypřítomné využívání dat ve všem, od fyziky a financí po politiku a vzdělávání, pomáhá budovat impuls pro novou cestu ve středoškolské matematice-jednu s důrazem na statistiku a datovou gramotnost nad počtem.

„Jsme stále pochopit svět kolem nás prostřednictvím data: genové exprese, identifikace nové planety ve vzdálené sluneční soustavy, a všechno mezi tím,“ řekl Randy Kochevar, senior research scientist na Vzdělávání a Rozvoje vzdělávací Centrum, mezinárodní neziskové organizace, která podporuje vzdělávání úředníků. Statistika a analýza dat, řekl ,“ je zásadní pro mnoho věcí, které běžně děláme, nejen jako vědci, ale jako profesionálové.“

On a další odborníci stále diskutují nejlepší způsob, jak začlenit nový přístup v již přeplněné školní osnovy. Jedna z nejobtížnějších filozofických výzev: jak zabránit statistické cestě v replikaci závažných problémů sledování a spravedlnosti, které v klasické matematice již dlouho existují.

„Tam je pocit, že kalkul je tady a statistik je krok níže,“ řekl Dan Chase, středoškolského učitele matematiky v Carolina Den Školy v Severní Karolíně, a dodal, že se často snaží navrhnout studentům, že, „pokud máte zájem o strojírenství, že by mohl být dobrý důvod, proč jít do počtu, ale pokud máte zájem o obchodní nebo humanitních či sociálních věd, existují různé cesty, můžete jít, dokonce i když jste top-dosažení studentka matematiky.“

pokud jde o nominální hodnotu, zdá se, že nová očekávání pro studenty již směřují ke statistikám. Jak společné základní státní standardy, na nichž jsou založeny matematické požadavky mnoha států, tak vědecké standardy nové generace vyžadují výuku analýzy dat a statistik, a to jak samostatně, tak v procesu učení jiných konceptů.

Ale Kochevar varoval: „je Tu obrovská propast; podíváte-li se pozorně na vědecké standardy, které očekávají, studenti mají obrovskou fakulty s využitím údajů o střední škole, ale když se podíváte na ty kurzy, to opravdu není jasné, kde tyto dovednosti mají být vyplněny.“

obě sady standardů potřebují větší integraci dat a statistik, tvrdí on a další, protože byly vyvinuty v prvních letech velkého datového boomu. Studie sledování údajů po celém světě v průběhu let našli lidé vyrábí 1.5 exabytů nových údajů v roce 1999—nebo zhruba 250 megabajtů dat pro každého člověka naživu, ale v roce 2011, kdy státy byly přijímání a provádění matematických standardů, lidí, vyrábí více než 14 exabajtů za rok. Dnes lidé na celém světě produkují 2, 5 exabajtů dat každý den a celková data se každé dva roky zdvojnásobila.

je Ironií, rychlý rozvoj velkých dat a statistik použití v širší společnosti a ekonomiky přichází ve stejné době Američtí studenti zdá se potýká s těmito pojmy. Z 2007 na 2017, 4th a 8th skóre studentů na Národní hodnocení vzdělávacího pokroku v matematice výrazně klesl na problémy spojené s analýzou dat, statistiky—a pravděpodobnost-pokles, který pomohl řídit celkové poklesy na matematický test v 2017.

zčásti je to podle odborníků proto, že statistiky a analýza dat se tradičně u středoškolské matematiky posunuly na zadní sedadlo a většina studentů už má potíže s dokončením klasické cesty.

„myšlenku, že statistika je těžké je založen na skutečnosti, že pokud jste si vzal statistiky před 10 lety, si musel vzít kalkul první, a statistiky použité formální pravděpodobnosti … s věty, že postaven na kalkul,“ řekl Uri Treisman, profesor matematiky a výkonný ředitel Charles a. Dana Center na University of Texas v Austinu. Pracuje s K-12 a univerzitními systémy na vývoji statistické cesty jako alternativy ke klasickému počtu.

To je nápad, že ostatní mají tlačil zpět, podle situování střední školy statistiky cestou, buď jako moderní materiál vhodný pouze pro studenty, kteří již prošli kalkul—nebo méně přísné cestu pro studenty, kteří se nemohou zaseknout v klasické matematice.

„kdykoli budete mít více cest, zvýhodněný vydělá na jedné a ta se stane „skutečnou“, “ řekl Treisman. „Pokud se chystáme vytvořit cesty pro vědu o datech, měli by být lépe ukotveni ve věcech, které vedou k vzestupné sociální mobilitě a mají k nim přísnost. Musíme zajistit, aby nové cesty měly alespoň stejný status jako ty tradiční—a zajistit, aby k nim měl přístup každý. Pokud dovolíme být snadnou nebo slabší cestou, vzdáme se závazku k spravedlnosti, se kterým jsme začali.“

smíšené signály v počtu

pro představu o tom, jak závažná může být tato nerovnost, stačí se podívat na počet.

Viz také

online událost zdarma: Brány na STEM Vzdělání,

Vzdělávání Týden nabízí velký obraz pohled na to, jak státy, okresy a školy lze překonat překážky, které brání více studentů z úspěchu KMENOVÝCH, zatímco oni postupují přes školní.

Říjen. 23, 2018 / 1 na 3 pm ET
Zaregistrujte se nyní.

asi Do roku 1980, kalkul byl viděn jako vyšší vzdělávací kurz, především pro ty, kteří se zajímají o matematiku, fyziku, nebo jiných tvrdých věd, a to pouze o 30.000 studenti střední školy si kurz. To se začalo měnit, když škola reformátoři glommed na kalkul jako první příklad přísného, vysoké školy-přípravný kurz, řekl David Bressoud, profesor matematiky na Macalester College a bývalý prezident Matematických Asociace Amerických, který zkoumal vývoj počtu studií.

„čím více škol to udělalo, tím větší je očekávání, že to udělají“ od rodičů a okresních vůdců—a zejména od vysokých škol a univerzit, řekl Bressoud. „Nejde jen o matematické obory nebo inženýrské obory; to se stalo přijatým požadavkem pro přijetí na špičkové univerzity. Nebudete se dostat do Duke, pokud jste nebrali kalkul, i když máte v plánu obor ve francouzské literatuře.“

Dnes, přibližně 800 000 studentů celostátní matiku na střední, asi 15 procent všech středoškoláků, a téměř 150.000 zúčastnit kurzu před 11.ročníku. Tříd byly a zůstávají neúměrně bílé a Asijské, s jinými skupinami studentů méně pravděpodobné, že k účasti na školy, které nabízejí kalkul nebo brzy předpoklady (jako střední školy algebra) potřebné pro přístup do kurzu.

například, v 2015-16, černá studentů bylo 9 procentních bodů méně pravděpodobné, než jejich bílí vrstevníci, aby se zúčastnili střední školy, který nabídl kalkul a z poloviny tak pravděpodobné, aby se třídy, jestli navštěvovali školu, která nabízí to. A pokud se černoši dostali do třídy, jejich učitelé byli také méně pravděpodobné, že být certifikovány pro výuku kalkulu než bílí studenti, podle Vzdělání Týden Research Center analýza federální občanská práva údajů.

A to navzdory rychlému růstu počtu jako zlatý standard, university kalkul odborníci tvrdí, že je mnohem slabší znamení, že student je vlastně připraven pro vyšší odborné matematiky ve vědecké oblasti, než se zdá.

Ve skutečnosti, nová zpráva Matematiky Association of America a Národní Rady pro Učitele z Matematiky našel mnoho studentů, kteří se Advanced Placement Calculus AB ještě skončil na obsazení kalkul na vysoké škole—a 250 000 studentů nakonec museli vzít ještě nižší-úrovni kurzů, jako multivariable nebo algebra.

nakonec zpráva zjistila, že počty na střední škole byly spojeny pouze s nárůstem počtu v průměru o 5 procentních bodů na vysoké škole-ze 75 procent na 80 procent. Spíše, nejlepší prediktor vydělávat na B nebo lepší v college kalkul byl student, vydělávat o nic méně, než stejně Jako v high school Algebra 1 a 2 a geometrie.

takže pokud Střední škola kalkul není nejlepším ukazatelem studenta připraven pro vysokoškolské úrovni matematiky, co to znamená v přijímacím řízení na vysokou školu? Jedním slovem: peníze.

Více než polovina studentů, kteří se kalkul na vysoké školy přicházejí z rodin s příjmem domácnosti nad 100 000 dolarů ročně, podle studie tento měsíc v Časopise pro Výzkum v Matematice Vzdělávání. Naproti tomu kurz absolvuje pouze 15 procent studentů se středními příjmy a 7 procent z nejchudších 25 procent rodin.

“ Matematika je pro vzestupnou mobilitu ještě důležitější než před 20 nebo 30 lety, protože … to je vidět, jak souvisí s vaší obecnou schopnost řešit problémy rychle,“ Treisman a dodal, že jako výsledek, „je obecná úzkost a panika o majetkových otázkách pro něco nového, i přesto, že současná cesta je pohřebiště pro studenty barva.“

vytvoření nové cesty

zastánci statistiky a datové gramotnosti doufají, že diverzifikace oblasti zajímavých a přísných matematických kurzů by mohla rozšířit cestu studentů ke STEM a dalším kariérám. Od roku 2017 USA Bureau of Labor Statistics odhady ukázaly, že úlohy, které vyžadují datové gramotnosti a statistik patří mezi 10 nejrychleji rostoucích povolání v zemi.

„Máme dvě cesty vpřed,“ řekl William Finzer, vedoucí vědec v Concord Consortium, který pracuje s školní okresy s cílem zlepšit jejich matematiky osnov. „Jednodušší—jako cesta informatiky vzal—je vytvořit kurz nebo předmět, oblast a získat škol dát tomu čas. … Problém je v tom, že to moc nešíří příležitost. Soustředí se na malou skupinu dětí, které se rozhodnou absolvovat kurz—a je to jen jeden další předmět.“

Finzer místo představuje více holistický přístup, ve kterém alespoň jedna třída rok—ať už je to matematika, biologie, nebo dokonce občanská výchova nebo dějepis—požádá studenty, aby se poprali s tvorbou smysl pro velké datové sady. Takový přístup, řekl, “ znamenalo by to obrovský rozdíl.“, protože by to znamenalo, když jste vyšli ze střední školy, data by vám nebyla cizí.“

EDC Oceans of Data Institute buduje pokroky v učení pro statistiku a datovou gramotnost v různých stupních. Progrese by zahrnovat pojmy v oblasti statistiky a datové gramotnosti, ale také počítačové vědy—aby bylo možné použít běžné programování a nástrojů používaných dat profesionály—a více filozofické pojmy, jako jsou etické využívání statistických údajů a ochrany soukromí.