Alice in Wonderland-enthousiastelingen hebben onlangs de verjaardag van het verhaal gevierd met creatieve evenementen zoals spelen met puzzels en tijd - en toekomstige Alice-exposities zijn in de maak. Het originele kinderboek uit 1865 Alice's avonturen in wonderland , voortgekomen uit de verbeelding van een wiskundige, blijft exploratie en plezier inspireren.

Maar is een verband tussen wiskunde en creativiteit vastgelegd in scholen? Veel discussie in de westerse wereld door zowel experts als het publiek heeft de noodzaak benadrukt om de wiskunde op de middelbare school nieuw leven in te blazen:critici zeggen dat de ervaring saai of niet zinvol is voor de meeste studenten. Experts die zich bezighouden met het algemeen belang en de besluitvorming zeggen dat studenten vaardigheden nodig hebben in kritisch denken, creativiteit, communicatie en samenwerking.

wiskundigen, filosofen en opvoeders houden zich ook bezig met de opwinding en energie van creatieve expressie, met uitvinding, met verwondering en zelfs met wat men de romantiek van leren zou kunnen noemen.

Wiskunde heeft alle kenmerken van de bovenstaande paragraaf, en dus lijkt het mij dat wat er aan wiskunde op de middelbare school ontbreekt, de wiskunde zelf is.

Ik werk nu samen met collega's van Queen's University en de University of Ottawa om RabbitMath te ontwikkelen, een wiskundecurriculum voor een middelbare school op een hoger niveau dat is ontworpen om studenten in staat te stellen creatief samen te werken met een hoge mate van persoonlijke betrokkenheid. Mijn voorbereiding hierop was 40 jaar werken met leraren in klaslokalen op de middelbare school.

In samenwerking met klas 11 en 12 wiskundeleraren, we gaan dit curriculum de komende jaren testen.

Wiskundige romans

Als studenten literatuur studeren, drama of de creatieve kunsten op de middelbare school, het curriculum draait om wat kan worden genoemd verfijnde kunstwerken, gemaakt als antwoord op de strijd en triomfen van het leven.

Maar momenteel op school wiskunde, dit is zelden het geval:studenten zijn niet verbonden met de grotere fantasierijke projecten waarmee professionele wiskundigen de wereldproblemen het hoofd bieden of de mysteries van de wereld onderzoeken.

Wiskundige Jo Boaler van de Stanford Graduate School of Education zegt dat een "grote kloof tussen echte wiskunde en schoolwiskunde de kern vormt van de wiskundeproblemen waarmee we in het schoolonderwijs worden geconfronteerd."

Van het vak wiskunde, Boaler merkt op:"Studenten zullen meestal zeggen dat het een onderwerp van berekeningen is, procedures, of regels. Maar als we wiskundigen vragen wat wiskunde is, ze zullen zeggen dat de studie van patronen een esthetische is, creatief, en mooi onderwerp. Waarom zijn deze beschrijvingen zo verschillend?"

Ze wijst erop dat dezelfde kloof niet wordt gezien als mensen aan studenten en professoren Engelse literatuur vragen waar literatuur over gaat.

Tijdens het construeren van het RabbitMath-curriculum, problemen of activiteiten zijn inbegrepen wanneer teamleden ze boeiend vinden en een uitdaging voor hun intellect en verbeeldingskracht. Naar analogie met literatuur, we noemen de modellen waarmee we werken wiskundige romans.

Bijvoorbeeld, een project nodigt studenten uit om met oceaangetijden te werken. Het zou moeilijk zijn om een ​​dramatische cyclus te vinden die zo majestueus is als het effect van die sublieme verre maan op de krachtige getijdenwerking in de Bay of Fundy.

Studentenbetrokkenheid

In de jaren zeventig, de buitengewone wiskundige en computerwetenschapper aan het Massachusetts Institute of Technology, Seymour Papert, merkte op dat in de kunstles, studenten, net als volwassen kunstenaars, betrokken zijn bij persoonlijk zinvol werk. Paperts doel was om hetzelfde te kunnen zeggen van een wiskundestudent.

Ik had een parallelle ervaring in 2013 toen ik de interne recensent was voor het Drama-programma bij Queen's. Ik stond versteld van de creatieve passie van de studenten terwijl ze zich voorbereidden op het opvoeren van een voorstelling. En het waren niet allemaal acteurs:het waren zangers, muzikanten, schrijvers, componisten, directeuren en technici.

In het curriculummodel van Papert studenten met verschillende vaardigheden en interesses werken samen aan projecten, waarbij ze samenwerken aan problemen, strategieën en resultaten.

Als baanbrekend computerwetenschapper, Papert begreep dat studenten via digitale technologie rechtstreeks toegang hadden tot de processen van ontwerp en constructie. Papert gebruikte zijn computersysteem LOGO voor deze technische interface. LOGO was beperkt in zijn reikwijdte, maar Paperts idee was zijn tijd ver vooruit.

Studenten in het RabbitMath-klaslokaal zullen samenwerken met behulp van de programmeertaal Python om diagrammen en animaties te construeren om hun experimenten met veren en banden beter te begrijpen, spiegels en muziek. Ze zullen video's maken die hun klasgenoten de werking van een geavanceerde structuur kunnen uitleggen.

Vandaag, technologie, het internet, computeralgebrasystemen en wiskundige programmering bieden mogelijkheden voor onmiddellijke betrokkenheid bij ontwerp- en constructieprocessen - precies wat Papert wilde. Het platform voor RabbitMath is de Jupyter Notebook, een directe afstammeling van LOGO.

Technische vaardigheid

Te veel jaren, echte vooruitgang in het wiskundeonderwijs op school is verlamd door een belachelijke confrontatie tussen de zogenaamde "traditionele" en "ontdekkings" wiskunde. De eerste houdt zich bezig met technische faciliteiten en de tweede met vaardigheden op het gebied van onderzoek en onderzoek.

Er is geen conflict tussen de twee; in feite ondersteunen ze elkaar vrij goed. Elke verfijnde menselijke inspanning, van het dirigeren van een symfonieorkest tot het in een baan om de aarde brengen van een satelliet, begrijpt het complementaire karakter van technische faciliteit en creatief onderzoek.

Stanford University Graduate School of Education wiskundige Keith Devlin adviseert ouders om ervoor te zorgen dat hun kind beheersing heeft van wat hij getalsbesef noemt, "vloeiendheid en flexibiliteit met cijfers, een idee van wat cijfers betekenen, en het vermogen om mentale wiskunde te gebruiken om over de wereld te onderhandelen en vergelijkingen te maken." Maar voor studenten die een loopbaan in de wetenschap beginnen, technologie of techniek, dat is niet genoeg, hij zegt. Ze hebben een diepgaand begrip nodig van zowel die procedures als de concepten waarop ze vertrouwen:het vermogen om complexe systemen te analyseren en ermee te werken.

Een wiskundeles op de middelbare school is een rijk ecosysteem van verschillende vaardigheden, capaciteiten, doelstellingen en temperamenten.

Het doel van de onderwijzer moet zijn om een ​​diverse mix van leerlingen in staat te stellen om net zo creatief en intens samen te werken in een wiskundeles als leerlingen in het dramaprogramma, of om dezelfde persoonlijke passie te gebruiken voor het schrijven van fictie.

Dit artikel is opnieuw gepubliceerd vanuit The Conversation onder een Creative Commons-licentie. Lees het originele artikel.