前言
一開頭就先勸學?
「在學校學到的東西,一出了社會就完全沒用了。」討厭學習的孩子或大人,每當想找逃避學習的藉口時,就必定會脫口說出這句話。在旁人看來,這些話聽起來像是強詞奪理,但也並非毫無道理。
當然,從整體角度來看,學校成績優秀的孩子,將來長大成人後有一番了不起的成就,像這樣的例子確實不勝枚舉。功成名就的大人當中,許多人年輕時的在校成績都很優秀,這也是不爭的事實。然而,其中也不乏在校成績馬馬虎虎,長大出社會後卻意外闖出一番名堂的黑馬。相對地,也有在校成績優秀,出社會後卻無法出人頭地的人,像這種所謂「小時了了,大未必佳」的例子,在社會上可以說並不罕見。
之所以出現這種情況,原因究竟出在哪裡?我想有可能是因為,學校教給學生的東西,有些屬於真正對生活有幫助的知識,有些卻對日常生活完全沒有幫助。
對數學的反思
國語、數學、理科、社會這四科可說是小學最重要的學習科目,到了中學、高中之後,重點就會放在英語、數學、國語上。英語和國語在生活中很常用到,但數學呢?這裡先請會在生活中用到這兩種科目的人把手舉起來。數學中的四則運算(加法、減法、乘法、除法)確實在日常生活不可或缺,但更進階的計算,譬如「分數除法」、「圓周率」、「一次方程式」等等,每天在實際生活中用到這些算法的人,麻煩請把手放下!好的,我猜現在閱讀這本書的各位,手也依然舉得高高的吧?記得把書拿好,小心別讓它掉到地上了。對一般人而言,即使弄錯圓周率,不小心把它記成4.13,也幾乎不用擔心會因此造成生活上的不便。
之所以會有如此誇張的現象,全是中學和高中的數學所導致。雖然中學教育以上有不少比小學數學更進階的內容,在解題方面更富有趣味性,但也有許多根本就和現實生活全然脫節的內容,例如「全等三角形」、「畢氏定理」、「一元二次方程式」⋯⋯。即便只計其中一項,我想長大後至少「曾經用過」或是「派上用場」的人,也應該少之又少吧。
儘管如此,數學成績優秀的中學生和高中生,和英語或國語成績優秀的人一樣,仍然廣受大家的尊敬,甚至有機會進入不錯的大學和公司,這究竟是為什麼呢?從很久以前開始,數學能力就一直備受人們的重視,這難道是因為中學和高中的數學中,隱含著某種對生活特別有幫助的內容嗎?
沒錯,這個內容就是──機率與統計。
即使學會偏差值,排名也不會增加
各位今天早上出門之前,應該都有透過電視、廣播或報紙,大致確認過「今天的降雨機率」,再根據獲得的資訊來決定是否帶傘、需不需要穿雨衣吧?無論是小學的數學,還是中學、高中的數學,都一直不斷重複出現像這樣涉及「機率」的思考方式。高中畢業以後,舉凡圓周角定理或微積分這些內容,(大多數的人)再也不會用到。不過,從上小學前開始,一直到出社會工作,甚至到了退休之後,幾乎所有的人,每天仍然會用到機率,它可說是日常生活中不可或缺的常用工具。
既然如此,各位不覺得數學學科對於機率的介紹,比重似乎過少呢?以數學教科書和上課時數來看,提到機率的比例最多只有一成左右,可是它卻是從學校畢業後每天都會用到的知識,堪稱是數學當中對生活最有幫助的領域。
「統計」與機率密不可分,重要性大概僅次於機率。
說到這裡,我想大家第一個就會先想到「偏差值」吧。偏差值可說是一種優秀的統計概念,以實際考試中取得的分數作為原始分數,再調整為平均值50,標準差10的分數,即是所謂的偏差值。
除此之外,例如大部分的人每年都會接受健康檢查。如果在健康檢查的過程中發現異常,有時還會再複查,像這種異常的判斷也是利用統計來進行。
然而數學教科書中針對統計的敘述,所占的比例甚至比機率還要悲慘。中小學姑且提到的「統計」,充其量只有表格的整理和圖表的描繪方式,這些內容只能算是簡單的資料整理,離一般定義的統計還有一段差距(話雖如此,這些圖表其實也很重要,相關內容留待正文第一章詳細說明)。到了小學四、五年級的時候,學生為了提高偏差值,無不努力學習,以期擠入偏差值較高的名校窄門;等到考上之後,又得繼續在中學認真學習三年。諷刺的是,這段期間若沒有學習到真正的統計,學生依然是在不瞭解偏差值的情況下,一味地追求提升偏差值。在高中數學的最後,教科書上才以機率的補充內容形式,讓學生稍微接觸到統計的基本概念,之後就沒有下文了。
在我就讀高中的昭和50年代之前,統計是在高中三年級的第三學期,才首度在數學課上亮相。這表示學生接觸到統計的時間,和大學入學考試的時期重疊,所以有關統計的題目幾乎不會出現在入學考試當中,這已然成為考試界的常識。對於高三學生來說,英語、「除了統計以外的數學」、國語這三門學科,可以說是最重要的科目。現在的數學教科書比起當年確實有所進步,可是現在的中學生、高中生的父母,和大學入學考試的出題老師,幾乎都是過去學習昭和教科書長大的世代,即使沒有養成將機率和統計視為「最重要科目」的習慣,也完全不足為奇。
機率與統計的勸學篇
為了不讓學生把「唸書沒有幫助」當成逃避學習的藉口,我決定試著以機率和統計為中心,將數學的教材重新編寫製作,希望能透過本書達到我要的效果。各位猜猜後來改成什麼樣子?小學生學會四則運算(+−×÷)之後,也就是差不多到了小學後期,就必須開始學習機率和統計;無論中學或高中,一說到數學當中最有幫助的部分,不錯,就是機率和統計。
看到這裡,可能有人會不禁懷疑,只偏重學習這方面的數學,難道不會導致學校成績一落千丈嗎?不會影響考試成績嗎?這一點還請各位不用擔心。因為現在的教科書內容,和入學考試有很大的差距,如果把寶貴的上課時間都浪費在沒有多大用處的教學內容上,反而會導致最有幫助的機率和統計的上課時間受到壓縮。不久前,日本教育界發現從前的「寬鬆教育」無法發揮作用,導致學生的學習能力低下。同樣地,過去輕忽機率和統計課程的教科書,在不久的將來,人們一定會發現這樣的教科書對於學生來說一點幫助也沒有。應該這麼說,很久以前就有不少人注意到這個問題,但就是遲遲沒有糾正過來,箇中原因恐怕是因為,日本的數學老師和文部科學省的官員,是制定學校教科書和決定教科書內容的學習指導綱領的主要操刀者。很顯然,把數學和統計「用於實務工作方面」這類人的心聲,並沒有傳達至數學的教育現場。
機率和統計還帶來一個意想不到的收穫,哪怕是從結果來看,仍對於學校成績和考試準備都有幫助。究其原因,對於學生和考生來說,最強的應試策略,莫過於瞭解「老師、出題者和評分者的思維邏輯」。但是,在傳統的學習方法中,學生和大人(老師)使用的是兩種截然不同的教材,因而導致這個必勝戰略未必能充分發揮作用。
一般「教師用」版的教科書中,所刊載的授課、出題、閱卷方面的資訊,本書會在篇幅許可的情況下公開,並刻意不在教師用vs學生用的版本上加以劃分。我希望能藉由這個方式,試著與一般的教科書、參考書作出區隔。
也正因為捨棄其他許多沒有幫助的內容,將重心集中在機率和統計上,才使我得以更有餘力地深入介紹以往教科書中沒有涉及的內容。希望透過本書,和各位讀者一同體驗機率和統計所帶來的樂趣和意外驚喜,如果能夠成為大家一輩子難以忘懷的美好經歷,那就是我最大的榮幸了。