Alice i Underlandet-entusiaster firade nyligen berättelsens årsdag med kreativa evenemang som att leka med pussel och tid – och framtida Alice-utställningar är på gång. Den ursprungliga barnboken från 1865 Alice i underlandet , sprungen ur en matematikers fantasi, fortsätter att inspirera till utforskning och roligt.

Men fångas ett samband mellan matematik och kreativitet i skolan? Mycket diskussion över hela västvärlden från både experter och allmänheten har betonat behovet av att återuppliva gymnasiematematiken:kritiker säger att upplevelsen är tråkig eller inte meningsfull för de flesta elever. Experter som är intresserade av allmänhetens intresse och beslutsfattande säger att elever behöver färdigheter i kritiskt tänkande, kreativitet, kommunikation och samarbete.

Matematiker, filosofer och utbildare är också intresserade av spänningen och energin i kreativa uttryck, med uppfinning, med förundran och till och med med vad man kan kalla lärdomens romantik.

Matematik har alla attributen i stycket ovan, och så det verkar för mig att det som saknas i gymnasiets matematik är matematiken i sig.

Jag arbetar nu med kollegor vid Queen's University och University of Ottawa för att utveckla RabbitMath, en läroplan i matematik på gymnasienivå som är utformad för att göra det möjligt för eleverna att arbeta kreativt tillsammans med en hög nivå av personligt engagemang. Min förberedelse för detta har varit 40 års arbete med lärare i gymnasieklassrum.

I samarbete med matematiklärare i årskurs 11 och 12, vi kommer att testa denna läroplan under de närmaste åren.

Matematiska romaner

När elever studerar litteratur, drama eller skapande konst i gymnasiet, läroplanen fokuserar på vad som kan kallas sofistikerade konstverk, skapad som svar på livets kamp och triumfer.

Men för närvarande i skolans matematik, detta är sällan fallet:eleverna är inte kopplade till de större fantasifulla projekten genom vilka professionella matematiker konfronterar världens problem eller utforskar världens mysterier.

Matematikern Jo Boaler från Stanford Graduate School of Education säger att en "vid klyfta mellan riktig matematik och skolmatematik är kärnan i de matematiska problem vi möter i skolundervisningen."

I ämnet matematik, Boaler noterar att:"Elever brukar säga att det är föremål för beräkningar, procedurer, eller regler. Men när vi frågar matematiker vad matematik är, de kommer att säga att det är studiet av mönster som är en estetik, kreativ, och vackert ämne. Varför är dessa beskrivningar så olika?"

Hon påpekar att samma klyfta inte syns om folk frågar studenter och engelsklitteraturprofessorer vad litteratur handlar om.

I processen att konstruera RabbitMath-läroplanen, problem eller aktiviteter ingår när gruppmedlemmarna tycker att de är engagerande och en utmaning för deras intellekt och fantasi. Efter analogin med litteratur, vi kallar de modeller vi arbetar med för matematiska romaner.

Till exempel, ett projekt inbjuder elever att arbeta med tidvatten. Det skulle svårt att hitta en dramatisk cykel så majestätisk som effekten av den sublima avlägsna månen på den kraftfulla tidvattenverkan i Fundybukten.

Studentengagemang

På 1970-talet den extraordinära matematikern och datavetaren vid Massachusetts Institute of Technology, Seymour Papert, märkte att i konstklassen, studenter, precis som mogna artister, är involverade i ett personligt meningsfullt arbete. Paperts mål var att kunna säga detsamma om en matematikstudent.

Jag hade en parallell upplevelse 2013 när jag var internrecensent för Dramaprogrammet på Queen's. Jag förundrades över elevernas kreativa passion när de förberedde sig för att sätta upp en föreställning. Och de var inte alla skådespelare:de var sångare, musiker, författare, kompositörer, direktörer och tekniker.

I Paperts läroplansmodell, studenter med olika förmågor och intressen arbetar tillsammans i projekt, varvid de samarbetar om problem, strategier och resultat.

Som en banbrytande datavetare, Papert förstod att studenterna kunde få direkt tillgång till processerna för design och konstruktion genom digital teknik. Papert använde sitt datorsystem LOGO för detta tekniska gränssnitt. LOGO var begränsad i sin omfattning, men Paperts idé var långt före sin tid.

Elever i RabbitMath klassrummet kommer att arbeta tillsammans med hjälp av programmeringsspråket Python för att konstruera diagram och animationer för att bättre förstå sina experiment med fjädrar och däck, speglar och musik. De kommer att producera videor som kan förklara för sina klasskamrater hur en sofistikerad struktur fungerar.

I dag, teknologi, internet, datoralgebrasystem och matematisk programmering ger möjligheter till omedelbart engagemang i design- och konstruktionsprocesser – precis vad Papert ville ha. Plattformen för RabbitMath är Jupyter Notebook, en direkt ättling till LOGO.

Tekniska färdigheter

För många år, verkliga framsteg inom matematikundervisningen i skolan har hämmats av en löjlig konfrontation mellan så kallad "traditionell" och "upptäckts"-matematik. Den förra handlar om teknisk anläggning och den senare handlar om kompetens för utredning och utredning.

Det finns ingen konflikt mellan de två; i själva verket stöder de varandra ganska bra. Varje sofistikerad mänsklig strävan, från att dirigera en symfoniorkester till att sätta en satellit i omloppsbana, förstår komplementariteten hos teknisk anläggning och kreativ undersökning.

Matematikern Keith Devlin från Stanford University Graduate School of Education råder föräldrar att se till att deras barn behärskar vad han kallar nummeruppfattning, "flytande och flexibilitet med siffror, en känsla av vad siffror betyder, och en förmåga att använda mental matematik för att förhandla om världen och göra jämförelser." Men för studenter som påbörjar karriärer inom naturvetenskap, teknik eller ingenjörskonst, det är inte tillräckligt, han säger. De behöver en djup förståelse för både dessa procedurer och de koncept de förlitar sig på – förmågan att analysera och arbeta med komplexa system.

En matematikklass på gymnasiet är ett rikt ekosystem av olika förmågor, kapacitet, mål och temperament.

Pedagogens mål måste vara att möjliggöra för en mångsidig blandning av elever att arbeta tillsammans i en matteklass lika kreativt och intensivt som elever på dramaprogrammet, eller att tillföra samma personliga passion som de kan till att skriva skönlitteratur.

Den här artikeln är återpublicerad från The Conversation under en Creative Commons-licens. Läs originalartikeln.