如何用数学解决我们的问题（上）

约瑟夫·卡朋特(Joseph Carpenter)是一家全球防务和技术公司的高级工程师，他给三个工程师小组提出了一个挑战:每个小组都必须设计和建造一个机器人，能够在恐怖袭击后成功完成搜救任务。球队没有多少时间。卡朋特希望有一个“概念证明”，或者每个团队可以在两个月内制造一个机器人。在白板上，他写了一些鼓励的话:“既然你能做非凡的事情，为什么要做平凡的事情?”

试图完成卡朋特挑战的工程师并不是真正的工程师。他们是就读于加州数学与科学学院(California Academy of Mathematics and Science)的高中生，这是一所非常成功的公立学校，位于洛杉矶郊外，在《美国新闻与世界报道》(U.S. News)全美最佳高中排行榜上名列第26位。

CAMS和其他几所今年跻身前100名的高中正大力推动更多学生进入所谓的STEM领域——科学、技术、工程和数学。他们对许多教育家、商业领袖和政治家眼中的美国危机做出了回应:美国曾经是数学和科学教育的领导者，现在却远远落后于其他国家。在30个工业化国家中，美国的数学排名第25，科学排名第21。美国也落后于至少19个培养更多科学家和工程师的国家。

纽约亚洲协会(Asia Society)负责教育的副总裁维维安•斯图尔特(Vivien Stewart)表示:“我们确实培养出了在国际数学和科学领域发挥最高水平的学生。”“问题是，我们没有生产足够多的玉米。”斯图尔特带领美国教育官员参观了中国最好的高中。她说，她和她的美国同事对中国学校严格的数学和科学课程以及更高水平的学生学习动机印象深刻。她说:“这些高中的学生可以用中文和英文来展示他们的科学实验。”“因此，他们有意识地培养出学生，他们不仅能在当地甚至是全国范围内发挥作用，而且能在全球范围内发挥作用，这在美国学校中并不常见。”

专家警告说，美国在数学和科学方面的平庸表现可能会加剧美国本已疲弱的经济的困境。“在全球经济中，最好的工作不会去找班上最好的人，而是去找世界上最好的人，”华盛顿美国研究院(American Institutes for Research)首席科学家加里•菲利普斯(Gary Phillips)说。“一些亚洲国家只是在数学和科学方面成绩优异，我们远远落后。”菲利普斯的研究表明，即使在表现最好的州，比如马萨诸塞州，美国八年级学生在成绩最好的国家(包括新加坡、韩国和台湾)的排名也明显低于八年级学生。

布鲁金斯学会(Brookings Institution)教育政策主管汤姆•洛夫莱斯(Tom Loveless)表示，消息并不都是坏的。他说，美国学生在全国数学考试中的成绩一直在稳步上升，包括在大学水平的大学预科考试中。他补充说，国际比较是有用的，但有些会夸大竞争。尽管如此，专家们一致认为，美国的进步还不够快，尤其是在高中阶段。经济学家们估计，如果美国人在数学和科学方面赶上领先国家，美国经济将在20年内增长4.5个百分点。

 

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