代数 I：通往未来学术成功的门户

代数I应该成为学生未来学业成功的桥梁，而不是门槛——无论是在大学还是以后。比尔及梅琳达·盖茨基金会如是说，该基金会正在向致力于使这门学科更广泛地普及的开发者和服务提供商发出挑战。

这场名为“平衡等式”的竞赛将向多达10个教育技术开发者、非营利组织和其他致力于解决代数问题的组织提供高达100万美元的资助，尤其是在使这门学科对黑人和拉丁裔学生、英语学习者以及那些生活贫困的人更具吸引力和相关性方面。申请将于今天上午8点开始，截止日期为11月6日。获奖者将于2021年初公布。

“对于历史上一直被边缘化的学生来说，代数I已经成为一种门槛课程，”盖茨基金会K-12教育副主任亨利·希普斯说。“如果没有机会或成功，他们就无法进入高阶数学和其他技能领域，比如抽象和批判性思维或数据分析，就会受到阻碍。”

研究表明，在高中学习代数课程是学生大学预备和成功的几个重要指标之一。通过代数I也是高中毕业的必要条件。在洛杉矶联合学区等学区的研究发现，在9年级通过代数I的学生，毕业的可能性是没有通过代数I的学生的两倍。

然而，获得代数课程的机会却并不均衡。根据美国教育部民权办公室的一份报告，在2015-16学年，在八年级开设代数I的学校中，黑人学生占所有学生的17%，但仅占该班级学生的11%。他们的拉丁裔同伴占在八年级开设代数I的学校学生的25%，但仅占入学学生的18%。

根据该报告，黑人、西班牙裔和其他少数族裔学生在八年级代数I的通过率低于他们的白人同伴。

希普斯说，这次竞赛的目的不是为了鼓励更华丽的数学应用。目标是让代数I更容易被服务不足的人群接受，并对他们更具吸引力，这需要在设计课程和工具时有意识地考虑学生们的认同感，并反映他们的生活经历。因此，与其通过抽象公式和变量来介绍代数概念，不如通过低收入社区的食品荒漠等问题来构建该学科。或者通过研究COVID-19对有色人种社区的巨大影响来构建该学科。

希普斯说，他受到了一些努力的启发，比如代数项目，这是一个由民权活动家和教育家Bob Moses创立的非营利组织，旨在将数字概念与学生的生命体验联系起来。

尽管这是一项数学挑战，但希普斯认为，还有其他一些组成部分对于设计以学生身份为中心的包容性体验至关重要。

“社会情感学习和学业成果之间存在着深刻的交叉点，”他说。“但很多时候，SEL和学术工作并没有联系和结合起来。有机会将它们结合在一起，将那些深刻理解学生背景的人与那些站在技术解决方案前沿的人联系起来。”

除了看到新颖的数学应用、工具和程序，希普斯希望这项挑战也能改变对话，打破关于“数学是为谁而设”的普遍刻板印象。

作为一所白人学校里的黑人学生，他说他在小学学习成绩优异。但在中学的一次数学分班考试中表现不佳后，他被分入了一个为有学习障碍的学生开设的数学班。“我、我的父母或我的英语老师都没有和我谈话，即使我上的是高级英语班，”他回忆道。

一个持续的挑战

盖茨基金会的这项挑战是持续努力的一部分，旨在为开发人员提供资金激励，以构建更好的数学项目。其他组织者包括纽约市教育局，该局于2013年发起了一项“差距应用”竞赛，旨在开发侧重于提高学生数学成绩的数字解决方案。三年后，非营利教育慈善机构NewSchools Venture Fund在其资助挑战赛中向中学和高中数学软件开发商提供了150万美元的资助。

目前有数百种数字数学材料可供使用，该学科有时被视为教育技术市场中的低门槛果实。但尽管有大量的这些应用程序，但在提高数学成绩方面，情况并没有好转。与十年前相比，2019年NAEP八年级数学的成绩（有时首次引入代数）基本持平。

“那里有很多数学工具，但很少有考虑到种族和社会经济公平性而设计的，”NewSchools Venture Fund的高级合伙人卡梅伦·怀特说，他负责监督这项资助竞赛。“我希望我们将看到更多与学生的背景相关，并将概念应用于有意义的现实世界挑战的产品和内容。”

怀特补充说，公平地获得数字数学体验，也要求这些工具不会占用带宽，或者只能在高科技设备上运行。“特别是在COVID-19和停课的情况下，我们开始看到开发人员创建不需要在线的离线体验和活动。”

斯坦福大学教育学教授、运营数学教育非营利组织YouCubed的Jo Boaler表示，代数教学的主要问题之一是，它通常被包裹在与该学科用于解决的现实世界问题脱节的抽象概念中。为了帮助学生克服这一概念障碍，她的工作采用了“成长心态”研究中的概念，以帮助学生改变他们对数学能力的看法。

希普斯说：“当你把代数教学中根深蒂固的程序性方式，与有些人只是‘数学天才’的印象，以及缺乏教育资源和机会的社区中非常真实的偏见结合起来时，我们就会对边缘化学生造成这种毁灭性的影响。”