教学日志:0.9999…=1

令我担忧的是,随着我进入领导岗位,我得到的教学机会越来越少。因此,我很高兴能在索尼娅·科瓦列夫斯基日巴纳德学院。城市议会青年妇女数学与科学研究所的整个九年级学生都参加了这次活动,大约四分之一的学生在我的班上。由于一些原因,这是一次富有挑战性的演讲。首先,学生们没有选择去那里,对数学也没有特别的兴趣。此外,我觉得除了做一次有趣的数学演讲之外,做更多的事情也很重要。我想让学生们真正学到一些能帮助他们在学校学习数学的东西。

我选择的主题是“Does 0.9999…=1?”我这样做有几个原因:

  • 我可以在开始时提出一个有趣的问题,让学生思考并提出想法。
  • 我可以根据学生的背景改变讨论的级别。在一端,我总是可以后退到1/3=0.3333……,将两边乘以3,得到1=0.9999……(忽略如何乘以无限小数的问题);在另一端,我可以谈论无限几何级数和收敛(尽管这不太可能)。在中间,我可以谈谈你是如何证明一般情况的,给出一个系列的整体概念,并谈谈收敛意味着什么。
  • 我将能够强调“数学有意义”的思想,即不同的数学片段组合在一起,以相同的方式工作,我还能够加强基本的数学技能。这与组合博弈论这样的话题相反,在组合博弈论中,我可以谈论逻辑推理,但无法将其与他们已经看到的内容联系起来,也无法建立他们理解数字的能力。

我首先做了自我介绍,让所有的女孩告诉我她们的名字。我问起他们乘坐地铁去巴纳德的事,总的来说,我试着与他们建立一些联系,并表现得友好一些。然后我提出了一个问题“0.9999…=1吗?”我回答了一些问题(“9以上的横线意味着什么?”)并进行了民意测验。一些人认为不,一些人认为是,一些人说他们不确定。太棒了!

接下来,我请学生解释为什么他们是平等的或是不平等的。我有一些想法,但没什么深刻的。我知道在内心深处,学生们都在努力思考这个问题的含义,所以我直截了当地问他们,这个问题意味着什么?我得到了一些不太有启发性的答案。

现在是时候真正帮助他们理解这个问题了。“=是什么意思?”我问道(并在黑板上写下)。我们讨论了平等的概念一段时间,并给出了相等事物的例子(1=1,1/4=0.25,2+3=1+4);我的部分目标是强调=表示“与”相同,而不是“是操作的结果”。我问他们x+3=2x,在决定只有x=3才是真的之前,我们进行了一些辩论(我仍然不确定他们是否知道);然后,在决定是之前,我们对x+x=2x进行了更多的辩论。尽管我曾希望在大多数代数问题中加倍强调=的含义和隐藏的量词,但回顾过去,我意识到这可能会使画面变得混乱,而不是起到帮助作用。

当我觉得他们理解=时,我问了1是什么意思(简单地说,尽管我希望我有时间多谈谈),然后我问了0.9999…是什么意思。我最终在讨论中偏离了主题,这没关系,但我希望我能在“现在是9/10+9/100+9/1000+……”这一点上多加了解。

相反,我们最终讨论了0.3333……是什么。他们中没有人认识到它是1/3,这让我感到非常惊讶。好的,是时候谈谈0.3333…

我们花了一些时间讨论如何将小数转化为分数,但很快得出结论,你不能直接将0.3333……转化为分数;333333…/100000…毫无意义。所以我建议查看0.3、0.33、0.333、0.3333等等。我再次感到有点惊讶:他们似乎没有直觉认为这些数字实际上非常接近。所以,是时候拿出一条数字线来画出来了。

我问,0.3在哪?只有一个女孩知道怎么把它挂起来;她知道0.1、0.2、……、0.9的间距相等,所以她得出0.3。但当被问及0.33时,她不知道。所以我们花了一些时间讨论了0.3是3/10,以及如何求3/10(把数字线分成10分之一;有1/10,现在我们想要三个,所以我们到这里来)。然后我们决定0.33是33/100,我们讨论了将数字线分成100段。然后我们看到0.333是333/1000,我们讨论了将数字线分成1000段。(实际上我非常喜欢这一部分,因为它需要一定的抽象才能将数字线分割成许多部分!)

然后我问:“好的,0.333333333在数字线上的位置在哪里?”学生们真的不知道其他数字会是正确的。有些人认为这真的很遥远!其他人认为这将接近于0;一个最初的假设是,当你加上3s时,数字越来越接近0。最终,我让他们把它写成了一个分数:3333333333/1000000000。我问他们这一分数在数字线上的什么地方,还是不知道。(虽然他们觉得很有趣,也许甚至印象深刻,因为我能滔滔不绝地说出“三十三亿三千三百三十三”。)最终,我们意识到这一部分与其他人很接近,尽管我仍然不确定他们是否都相信。我最后解释说,如果我愿意给你那么多美元,我会给你34美分,然后你会欠我一些钱!这似乎有助于他们理解这一点,我们简要讨论了如何用这个“诡计”欺骗某人。给我未来的自己一个提示:给出5000000000/10000000的例子;尽管数字很大,但应该更容易看出,这只是1/2。

在某一点上,我们注意到这些数字接近1/3,尽管他们中的许多人没有直觉知道1/3在数字线上的位置。然后我们讨论了如何将1/3转换为十进制,我将3除以1,这时他们中的一些人意识到以前见过这个。也就是说,回想起来,我意识到我没有强调分数因此失去了一些学习机会。

在本次讨论中,我们还得到了1/9=0.1111……,但仍然没有深入了解0.9999…。我让他们发现1/9=0.1111……和1/3=0.3333……之间的关系,在这两种情况下,你都可以乘以3从一个到另一个。然后我们看到1/3乘以3等于1,0.3333…乘以3等于0.9999…。在这一点上,我试着不做进一步的暗示,尽管一切都准备好了,但这门课还是偏离了正轨,认为他们可以在0.9999中“添加”一些东西……以得到1。(如果他们不同,这是一个非常好的理论,我希望我能更多地强调这一点。我们花了一些时间讨论了如果加1,如果加1/2,如果加0.1,0.01,0.001等等会发生什么;我希望我有更多的时间让他们自己做这件事。)有点困惑,我做了一个民意测验。几乎所有人现在都相信0.9999……不等于1!

最终,我让我们回到了正轨,有人建立了神奇的联系,一个学生意识到,因为1/3乘以3等于1和0.9999……,它们必须相等。这一部分本可以使用更多的讨论,将其与平等联系起来,但我们真的很缺乏时间。我以一个图形参数作为结束,并用总和1+1/2+1/4+1/8+1/16+……来吸引他们,然后我们就完成了。

最后,全班都很投入,精力充沛,但缺乏基本事实,他们真的很挣扎。我认为,在我们前进的过程中,我并没有把所有人都带到我身边,课堂也没有像我希望的那样以学生为主导,因为在这种情况下很难让他们前进。事实上,我对演讲本身很满意,我希望继续完善它,并找到让每个人都能看到的方法。

然而,我被提醒,学校里的学生缺乏多少。当学生们没有充分的数字意识来理解数字线上的事情是如何进行的时,坚持让学生们学习代数并超越代数,这似乎给他们带来了极大的伤害,我希望我们能找到一种方法,让老师们与他们一起解决这些基本的挑战。否则,他们将不断地被迫记住程序,他们永远不会理解自己为什么要这么做。

SPMPS学校招生、谷歌旅行等!

现在,我最新的关于SPMPS的更新电子邮件。如果您想通过电子邮件接收SPMPS更新,请告诉我。也许我应该有一个正式的电子邮件注册系统,但事实是我喜欢发送给支持者的简单文本电子邮件的非正式性。

亲爱的数学问题解决暑期项目的朋友们,

我想暂停2013年夏季的准备工作,庆祝我们学生从2012年夏季开始取得的成就。

在我开始之前:上周五,我们在谷歌纽约总部重聚。谷歌工程师对他们的工作做了一些精彩的演示。在一次演示中,我们学习了在计算机上对图像进行编码的二进制和RGB值。在另一篇文章中,我们学习了应用程序背后的数学,以及点击、捏住或拖动的几何结构。在第三篇文章中,我们听说了一位谷歌人在高盛(Goldman Sachs)和谷歌(Google)从富有挑战性的背景走向成功的道路。然后,学生们可以在一个关于职业的小组中提出自己的问题,并参观了很棒的设施。感谢谷歌提供如此美好的团圆日!

现在……请鼓掌……祝贺我们所有被选择性学校录取的学生:

  • 艾米、安娜和贾德尔获得了布鲁克林理工大学的入学许可!
  • 杰米拉获得了梅加·埃弗斯学院预备学校的入学许可!
  • 艾米、约翰、妮可、昆廷和萨利马托获得巴德高中早期学院的入学许可!
  • Emalee和Kiara J.被布鲁克林拉丁学校录取!
  • 乔尔被威斯敏斯特学校录取了!
  • 泰勒被曼哈顿/亨特科学高中录取!
  • 杰里米获得了纽约iSchool的入学许可!
  • 纳撒尼尔获得曼哈顿乡村学院、红衣主教海耶斯高中和红衣主教斯佩尔曼高中的录取!

安娜也被天才青年中心的学术探索项目录取。我们还有更多的学生需要了解他们的入学情况,所以我希望很快能为您带来更多好消息。

一如既往地感谢您的支持!

我还想在这封电子邮件中添加一些东西:我们所有的学生都是绝对不可思议的。我为他们被选择性学校录取而深感自豪,但事实是他们都有光明的未来。我没有提到参加纽约数学圈的学生,也没有提到申请其他暑期课程的学生。他们将为他们就读的任何学校带来巨大的智慧和洞察力。

我一周前才看到他们,我已经很想念他们了!

超越动机到自我认同

为什么人们想做事情?

我一直在问自己这个问题。如果你认为教学不仅仅是传授知识和技能,更重要的是激励学生通过学术学习取得卓越成就,那么你必须问问自己:你如何给学生提供经验,使他们想学习你的学科,然后将其应用到未来的职业中?

对于许多教育工作者来说,答案往往是向学生展示这个主题是美丽的。对于其他人来说,这是为了向学生展示这门课是有用的。教育者谈论动机,有时是内在动机与外在动机。这些都是非常有用的对话。我认为它们也不够。

让我举一个我自己生活中的例子。我喜欢写剧本。我在大学期间写了一些我认为不错的剧本,我很想再写一些剧本,也许还能看他们表演。然而,我“没有时间”继续写剧本。为什么不呢?好吧,首先,我有一份工作,做一些我热爱教育的事情,这份工作可能报酬更高。但我仍然可以把写剧本作为一种爱好!我不喜欢,因为我还可以做其他有趣的事情,因为我的大多数朋友都是以数学/科学为导向的,所以我没有一个可以谈论它并鼓励我的社区。相反,我每年都会去看很多戏剧,偶尔想象一下如果我有时间我会写什么剧本,这让我感到满足。

我的观点是,即使有人喜欢做某事,也不足以让他们把时间花在这件事上。正如我们在自己的生活中认识到这一事实一样,我们应该有意识和无意识地考虑影响学生决策的许多因素:

  • 他们认为这是对时间的有效利用吗?
  • 他们有支持性的同龄人团体吗?他们能和别人一起做吗?
  • 它会给他们社会地位吗?
  • 他们能想象自己将来会这样做吗?未来的自己是他们喜欢和钦佩的人吗?他们有榜样吗?
  • 是否有一条他们理解的既定途径?
  • 他们期待成功吗?

我认为,关注课程、学习技能或内容知识都是好的步骤,但它们不足以完成任务。仅仅因为学生们学习到数学对架桥很有用,并不意味着他们看到自己在做。我们需要考虑孩子周围的整个环境,以及可能鼓励他们成为科学家(或不成为科学家)的整个环境,以及我们如何使他们更有可能将数学和科学视为可行的途径。

最终,我认为我们需要建立他们作为学者的自我认同。对我来说,自我认同远不止是动机,无论是内在的还是外在的。动机起着一定作用,但自我认同是关于他们如何看待自己。事实上,我认为,如果没有一个坚韧的自我认同感,我们所有的知识和技能传授努力都会变得不那么有效。

当然,说我们应该完成所有这些事情与具体的建议相去甚远。我希望在未来几周的帖子中更多地探讨自我认同:试图给出一个更好的定义,并就如何帮助学生发展自我认同给出具体的想法。

数学教育职业

你是STEM领域的合格毕业生。你可以在硅谷或金融业赚很多钱,做一些有趣的事情,但你想从事教育。你能做什么来充分利用你的才能,甚至让你养家糊口?

太多的人不知道有很多好的就业机会。有课程开发角色;教育科技公司;迎合更有动力的学生的计划;以及各种令人兴奋的小项目。

教学也可以是一个非常有价值的职业,它融合了许多不同种类的非常有趣的挑战。你在基本层面上接触学术材料,但你也对教育学和心理学的观点有着非常深入的了解。你也处于一个非常社交的职业中,所以你可以与许多有趣的人互动,并看到你的工作对他们的影响。薪水可能不高,尤其是刚开始的时候,但有一些很有声望的研究金可以补充你的薪水并缓解你的过渡期。

这篇帖子的目的是分享我所了解到的教育中的特殊机会,这些机会可以成为一个严肃职业的一部分。我希望这将成为那些想从事我们迫切需要的工作的人的资源。

你想…

  • 改变数学课堂:考虑推理思维这是一家拥有140多名员工的公司,为基础教学开发数学软件。他们的工作产生了巨大的成果,并且基于严肃的数学。数学专家可以是“知识工程师”,他们对雇佣的人要求很严格;他们中的许多人都有博士学位。
  • 与有才华的学生合作:一个自然的去处是解决问题的艺术它为小学到高中创造了优秀的课程,并在网上教授。他们有一个由专心致志的学生组成的庞大在线社区,还有许多创新的在线数学工具。
  • 与才华横溢、服务不足的学生合作:我自己的程序数学问题解决暑期课程目前,正在聘请一名项目总监来领导和拓展我们的工作。在夏季,我们还聘请讲师,当你在大学时,你可以成为一名住宿顾问/助教。在未来几年,可能还会有全年课程开发工作。
  • 编写有关令人兴奋的数学的材料: The 国家数学博物馆正在围绕他们的展品开发课程,并为前来实地考察的学生提供教学机会。
  • 与数学圈合作:乔什·祖克(Josh Zucker)以“巡回数学教师”的身份谋生,在数学界和在线问题解决艺术(Art of Problem Solving)跑步和教学。我的朋友Japheth木材另一方面,作为纽约数学圈.
  • 教学:你想了解教学中的微妙和丰富的知识生活吗真的很好看一看Sameer Shah的博客,或Dan Meyer的博客,看看真正聪明的人是如何认真对待数学教学的。如果你担心薪水,可以考虑美国数学奖学金Knowles科学教学奖学金许多人尝试这一点的另一种方式(往往会产生爱与恨的结果)是通过为美国教书.
  • 做技术:我最近与Zach Wissner-Gross进行了一次很好的对话,他创立了学校你自己它是学习数学的可爱的交互式工具,是一家你可能想看看的初创公司。你可以在电子数据交换古塞拉汗学院.如果你想要厨房水槽,这是Quora的教育技术初创公司名单但请注意,许多初创公司与实际可行的公司之间可能存在不匹配。
  • 科学充实:不幸的是,这种隔离措施暂时阻碍了这一进程,但美国国家航空航天局一直在制作优秀的科学推广材料。
  • 进行研究:我的一些同事,包括伊冯·赖尼娜·怀特也实现了从数学到数学教育研究的转变。数学研究现在急需合格的数学家!

更令人兴奋的是这不是一个全面的机会列表。外面还有很多其他组织,你可以自己创业。事实上,正如许多服务不足的学生不了解大学、补习项目或选择性学校的前景一样,我们数学界的许多人也不了解那些希望有更多合格数学家与他们合作的教育组织的前景。

如果你想继续接受教育,你应该努力。如果你擅长你所做的,那么有很多好的职业等着你。