Több mint 30 éve a kalkulust a középiskolai matematika csúcspontjának tekintik-ami elengedhetetlen a kemény tudományok karrierjéhez, valamint a felső szintű főiskolák kifejezett vagy kimondatlan előfeltétele.

de most a matematika és a Természettudományi szakemberek kezdik megkérdőjelezni, hogy a jelenlegi középiskolai kalkulus tanfolyamok mennyire hasznosak a fejlett tudományterületekhez. A mindennapok adatok felhasználása minden a fizika, valamint a pénzügy, hogy a politika, illetve az oktatás segít lendületbe egy új utat a középiskolai matematika—egy hangsúlyozva, statisztikai adatok műveltség felett kalkulus.

“egyre inkább érti a világ körülöttünk keresztül adatok: génexpresszió, azonosítása új bolygó távoli naprendszerek, minden között” – mondta Randy Kochevar, vezető kutató a közoktatás-Fejlesztési Központ, egy nemzetközi nonprofit szervezet, hogy működik az oktatás tisztviselők. A statisztika és az adatelemzés, mondta, “alapvető fontosságú, hogy sok mindent rutinszerűen, nem csak a tudósok, hanem a szakemberek.”

ő és más szakértők még mindig vitatkoznak arról, hogy miként lehet egy új megközelítést integrálni egy már zsúfolt középiskolai tantervbe. Az egyik legnehezebb filozófiai kihívás: hogyan lehet megakadályozni, hogy egy statisztikai út megismételje a klasszikus matematikában régóta fennálló súlyos követési és méltányossági problémákat.

“az volt az érzésem, hogy a matematika itt statisztikák lépés alatt” – mondta Dan Chase, egy középiskolai matematika tanár a Carolina Iskolának, Észak-Karolina, hozzátéve, hogy ő gyakran küzd, hogy azt sugallják, hogy a diákok, hogy “ha érdekel a mérnöki, lehet, hogy ez egy jó ok arra, hogy matekból, de ha érdekel az üzlet, vagy a humán vagy társadalmi tudományok, vannak más utak is megy, még akkor is, ha egy felső-elérése matematika tanulói.”

névértéken a diákok új elvárásai már úgy tűnik, hogy a statisztikák felé haladnak. Mind a közös alapvető állami szabványok, amelyeken sok állam matematikai követelményei alapulnak, mind a következő generációs Tudományos szabványok az adatok elemzésének és statisztikájának oktatását igénylik, mind saját, mind más fogalmak tanulásának folyamatában.

de Kochevar figyelmeztette: “hatalmas kapcsolat van; ha alaposan megvizsgálja a tudományos szabványokat, arra számítanak, hogy a diákok óriási karral rendelkeznek a középiskolai adatok felhasználásával, de ha megnézzük a tanfolyamokat, akkor valóban nem világos, hogy hol kell kitölteni ezeket a készségeket.”

mindkét szabványkészlet jobban integrálja az adatokat és a statisztikákat, ő és mások azzal érvelnek, mert a nagy adatrobbanás korai éveiben fejlesztették ki őket. Tanulmányok követési adatokat világszerte az évek során talált embert előállított 1.5 exabyte új adatok 1999—vagy durván 250 megabájt adat minden élő ember,—de 2011-ig, amikor az államok voltak, elfogadása, végrehajtása a matek szabványok, az emberek többet termeltek, mint 14 exabyte egy év. Ma az emberek világszerte 2,5 exabájt adatot termelnek minden nap, a teljes adat pedig kétévente megduplázódott.

ironikus módon a nagy adat-és statisztikai felhasználás gyors bővülése A tágabb társadalomban és gazdaságban egyszerre jelentkezik, miközben az amerikai diákok látszólag küzdenek ezekkel a fogalmakkal. 2007 – től 2017—ig, 4.és 8. hallgatói pontszámok az Országos értékelés az oktatási fejlődés a matematika jelentősen csökkent kapcsolatos problémák Adatelemzés, statisztika, és valószínűség-a csökkenés, amely segített vezetni az Általános mártogatós a matematikai teszt 2017-ben.

részben a szakértők szerint azért, mert a statisztika és az adatelemzés hagyományosan hátsó helyet foglal el a matematika középiskolában, és a legtöbb diáknak már most nehézségei vannak a klasszikus út befejezésével.

” az a gondolat, hogy a statisztika nehéz, abban a tényben rejlik, hogy ha 10 évvel ezelőtt statisztikákat készítettél, először a kalkulust kellett bevenned, a statisztikák pedig formális valószínűséget használtak … olyan tételekkel, amelyek a kalkulusra épülnek” – mondta Uri Treisman, a matematika professzora, az austini Texasi Egyetem Charles A. Dana Központjának ügyvezető igazgatója. A K-12-essel és az egyetemi rendszerekkel dolgozott, hogy a klasszikus kalkulus alternatívájaként statisztikai utat alakítson ki.

Ez egy ötlet, hogy mások tolta vissza, azáltal, hogy egy középiskolai statisztikai út, mint akár a fejlett anyag csak alkalmas a diákok, akik már eltelt kalkulus – vagy egy kevésbé szigorú utat a diákok, akik nem tudják feltörni a klasszikus matematika.

“Ha több útvonal van, akkor az előnyösített egy lesz, és ez lesz az “igazi “” – mondta Treisman. “Ha adattudományi útvonalakat akarunk létrehozni, akkor jobb, ha azokat olyan dolgokba rögzítjük, amelyek felfelé mutató társadalmi mobilitáshoz vezetnek, és szigorú velük szemben. Meg kell győződnünk arról, hogy az új utak legalább ugyanolyan státusszal rendelkeznek, mint a hagyományos—és biztosítanunk kell, hogy mindenki hozzáférhessen hozzájuk. Ha megengedjük, hogy a könnyű vagy gyengébb út legyen, lemondunk a méltányosság iránti elkötelezettségről, amellyel elkezdtük.”

vegyes jelek a kalkulusban

ahhoz a képhez, hogy milyen súlyos lehet ez az egyenlőtlenség, csak a számítást kell megvizsgálni.

Lásd még:

ingyenes Online Esemény: Gateways to STEM Education

oktatási hét kínál egy nagy kép nézd meg, hogyan Államok, kerületek, és az iskolák képesek leküzdeni az akadályokat, amelyek megakadályozzák, hogy több diák siker a STEM, ahogy haladást az iskolában.

október. 23, 2018 | 1 hogy 3 pm ET
regisztráljon most.

1980-ig a kalkulust felsőoktatási kurzusnak tekintették, elsősorban a matematika, a fizika vagy más kemény tudományok iránt érdeklődők számára, és csak körülbelül 30 000 középiskolás diák vett részt a kurzuson. Ez kezdett változni, amikor az iskolai reformerek glommed rá kalkulus, mint egy korai példája a szigorú, főiskolai előkészítő tanfolyam, mondta David Bressoud, a matematika professzora Macalester College és egy korábbi elnöke a matematikai Egyesület of America, aki megvizsgálta az evolúció kalkulus tanulmányok.

“minél több iskola tette ezt, annál nagyobb az elvárás, hogy ezt megtegyék” a szülőktől és a kerületi vezetőktől-különösen a főiskoláktól és az egyetemektől-mondta Bressoud. “Ez nem csak matematikai szakok vagy mérnöki szakok; ez vált elfogadott követelmény felvételi felső egyetemek. Nem fog bekerülni Duke-ba, ha még nem vett kalkulust, még akkor sem, ha a francia irodalomban szeretne részt venni.”

ma országszerte mintegy 800 000 diák vesz számítást a középiskolában, az összes középiskolás mintegy 15 százaléka, közel 150 000 pedig a 11.évfolyam előtt. Calculus osztályok voltak, és továbbra is aránytalanul fehér, ázsiai, más diákcsoportok kevésbé valószínű, hogy részt vegyen az iskolákban, hogy kínálnak kalkulus vagy a korai előfeltételek (mint a középiskolás algebra) szükséges hozzáférni a tanfolyam.

például 2015-16 – ban a fekete diákok 9 százalékponttal kevésbé valószínűek voltak, mint fehér társaik, hogy részt vegyenek egy olyan középiskolában, amely kalkulust ajánlott fel, és fele annyira valószínű, hogy az osztályba jár, ha egy olyan iskolába járnak, amely felajánlotta. És ha a fekete diákok nem kap egy osztály, a tanárok is kevésbé valószínű, hogy tanítani kalkulus, mint a fehér diákok, szerint egy oktatási hét Research Center elemzése szövetségi polgárjogi adatok.

és annak ellenére, hogy a gyors növekedés a kalkulus, mint egy arany standard, egyetemi kalkulus szakértők azt állítják, hogy ez egy sokkal gyengébb jele annak, hogy a hallgató valóban felkészült utáni matematika a tudományterületeken, mint amilyennek látszik.

sőt, egy új jelentés szerint a Matematika Association of America, valamint a Nemzeti Tanács a Tanárok Matematika talált sok diák, aki elvitte emelt szintű AB még végül visszafoglalásának kalkulus az egyetemen—, illetve 250 000 diák végén igénylő hogy még alacsonyabb szintű tanfolyamok, mint precalculus vagy algebra.

a végén, a jelentés megállapította, figyelembe kalkulus középiskolában volt társítva csak egy 5 százalékpontos növekedés átlagosan kalkulus pontszámok az egyetemen – 75 százalék 80 százalék. Inkább, a legjobb előrejelzője kereső egy B vagy jobb főiskolai kalkulus volt egy diák kereső nem kevesebb, mint a középiskolai Algebra 1 és 2 és geometria.

tehát ha a középiskolai számítás nem a főiskolai szintű matematikára felkészült hallgató legjobb mutatója, akkor mit jelent a főiskolai felvételiben? Egyszóval: pénz.

a középiskolában számológépet alkalmazó hallgatók több mint fele olyan családokból származik, akiknek háztartási jövedelme meghaladja az évi 100 000 dollárt, a Journal for Research in Mathematics Education tanulmánya szerint ebben a hónapban. Ezzel szemben a középjövedelmű diákoknak csak 15 százaléka, a legszegényebbeknek pedig 7 százaléka, a családoknak pedig 25 százaléka vesz részt a tanfolyamon.

“A matematika most még fontosabb a felfelé irányuló mobilitáshoz, mint 20 vagy 30 évvel ezelőtt, mert … úgy tekintik, hogy kapcsolódik az Általános problémamegoldási képességéhez gyorsan, – mondta Treisman, hozzátéve, hogy ennek eredményeként, ” általános szorongás és pánik van a méltányossági kérdésekben bármi Új számára, annak ellenére, hogy a jelenlegi út temetkezési hely a színes diákok számára.”

új út kialakítása

A statisztikák és az adatismeretek azt remélik, hogy az érdekes és szigorú matematikai kurzusok elterjedése szélesítheti a diákok pályáját a STEM és más karrier felé. 2017-től az Egyesült Államok Bureau of Labor Statistics becslések azt mutatták, hogy a munkahelyek, amelyek megkövetelik az adatok írástudás, statisztika között a 10 leggyorsabban növekvő foglalkozások az országban.

“két út van előre” – mondta William Finzer, a Concord konzorcium vezető tudósa, amely az iskolai körzetekkel dolgozik a matematikai tantervük javítása érdekében. “A könnyebb-mint a számítástechnika útja-egy tanfolyam vagy tantárgy kialakítása, és az iskolák számára, hogy időt adjanak neki. … Ennek az a problémája, hogy nem terjeszti széles körben a lehetőséget. Ez lesz koncentrálódik a kis csoport a gyerekek, akik úgy döntenek,hogy a tanfolyam—, és ez csak még egy téma, hogy.”

Finzer helyett képzelte holisztikus megközelítés, amelyben legalább egy osztály egy év—legyen az matematika, biológia, vagy akár állampolgári ismeretek vagy történelem—megkéri a diákokat, hogy küzdenie, hogy van értelme a nagy adathalmazok. Egy ilyen megközelítés, azt mondta, ” hatalmas változást jelentene, mert ez azt jelentené, hogy amikor kijöttél a középiskolából, az adatok nem lennének idegenek számodra.”

EDC ‘ s Oceans of Data Institute is building learning progressions for statistics and data literacy at different gradics. A progresszió magában foglalná a statisztikai és adatismereti fogalmakat, de a számítástechnikát is—hogy az adatszakemberek által használt közös programozást és eszközöket használhassák—, valamint filozófiai fogalmakat, például a statisztikák etikus használatát és a magánélet védelmét.