محققان در مطالعه‌ای توصیفی و تحلیلی، وضعیت آموزش ریاضی و کاهش تمایل دانش‌آموزان به رشته‌های مرتبط با آن را بررسی کرده‌اند؛ مسئله‌ای که با کیفیت آموزش مهندسی و ظرفیت حل مسائل پیچیده ارتباط دارد.
ریاضیات فقط یکی از درس‌های مدرسه نیست، بلکه یکی از پایه‌های اصلی تفکر علمی و فنی به شمار می‌رود. بسیاری از مفاهیمی که در علوم، مهندسی، فناوری و حتی اقتصاد و برنامه‌ریزی استفاده می‌شوند، به توانایی فهم روابط، اندازه‌گیری، تحلیل و مدل‌سازی وابسته‌اند. مدل‌سازی یعنی تبدیل یک مسئله واقعی به شکلی ساده‌تر و قابل بررسی با کمک ابزارهای ریاضی. دانش‌آموزی که در دوره مدرسه با مفهوم ریاضی، استدلال و حل مسئله آشنا می‌شود، در سال‌های بعد آمادگی بیشتری برای روبه‌رو شدن با مسائل پیچیده علمی و فنی خواهد داشت. به همین دلیل، ضعف در آموزش ریاضی تنها به نمره پایین در یک درس محدود نمی‌شود و می‌تواند بر کیفیت آموزش عالی و توانایی جامعه برای تربیت دانشمندان و مهندسان اثر بگذارد.
اهمیت این موضوع در شرایطی بیشتر می‌شود که جهان با سرعت زیادی در حال تغییر است. حوزه‌هایی مانند هوش مصنوعی، فناوری‌های پیشرفته تولید، انرژی‌های نو و زیست‌فناوری، به نیروی انسانی نیاز دارند که بتواند مسائل تازه را تحلیل کند و برای آن‌ها راه‌حل‌های خلاقانه ارائه دهد. آموزش مهندسی نیز دیگر نمی‌تواند فقط بر انتقال محفوظات و دانش فنی قدیمی تکیه کند. دانشجویان باید بتوانند آموخته‌های خود را در موقعیت‌های واقعی به کار ببرند و میان علوم پایه، فناوری و نیازهای جامعه ارتباط برقرار کنند. رویکردی با عنوان آموزش «استم» یا STEM نیز با همین هدف شکل گرفته است. این رویکرد می‌کوشد علوم، فناوری، مهندسی و ریاضیات را به یکدیگر پیوند دهد و یادگیری را به مسائل واقعی زندگی و صنعت نزدیک کند. با این حال، چنین رویکردی بدون پایه ریاضی مناسب در مدرسه نمی‌تواند موفق باشد.
ابوالفضل رفیع‌پور، از بخش آموزش ریاضی دانشکده ریاضی و کامپیوتر دانشگاه شهید باهنر کرمان، به همراه یک همکار هم‌دانشگاهی، پژوهشی درباره ابعاد افت ریاضیات در ایران و پیامدهای آن برای آینده آموزش علوم و مهندسی انجام داده‌اند. این پژوهش بررسی می‌کند که چرا شمار دانش‌آموزان علاقه‌مند به رشته ریاضی‌فیزیک کاهش یافته، کیفیت یادگیری ریاضیات چه وضعیتی دارد و این تغییرات چگونه می‌تواند بر رشته‌های مهندسی و علوم پایه اثر بگذارد.
پژوهش حاضر با روش توصیفی-تحلیلی انجام شده است. در این روش، پژوهشگران ابتدا وضعیت موجود را بر اساس داده‌ها و اسناد مختلف بررسی می‌کنند و سپس با تحلیل آن‌ها، الگوها و عوامل مهم را شناسایی می‌کنند. آن‌ها برای انجام این مطالعه از داده‌های ثانویه، اسناد رسمی، گزارش‌های آماری و پژوهش‌های پیشین استفاده کرده‌اند. همچنین تحلیل انتقادی پژوهش‌های قبلی و بررسی کیفی دیدگاه‌های خبرگان در نتایج پژوهش نقش داشته است.
یافته‌های پژوهش نشان می‌دهند که هم تعداد دانش‌آموزانی که رشته ریاضی‌فیزیک را انتخاب می‌کنند کاهش یافته و هم کیفیت یادگیری ریاضیات با مشکلاتی روبه‌رو است. نتایج آزمون‌های بین‌المللی، از جمله مطالعه تیمز، در کنار بررسی‌های انجام‌شده، نشانه‌هایی از ضعف یادگیری را نشان می‌دهد. نگرش منفی نسبت به رشته‌های مهندسی، ناهماهنگی برنامه‌های درسی با نیازهای بازار کار و ضعیف بودن ارتباط دانشگاه با صنعت نیز از عوامل مهم این روند معرفی شده‌اند. در نتیجه، مسئله فقط کم شدن تعداد داوطلبان نیست؛ بلکه کیفیت، انگیزه و آمادگی دانش‌آموزان برای ورود به این رشته‌ها نیز اهمیت دارد.
بر اساس نتایج، ادامه این روند می‌تواند پایه‌های آموزش علوم، فناوری، مهندسی و ریاضیات را تضعیف کند. کاهش علاقه به ریاضیات در مدرسه ممکن است موجب شود دانش‌آموزان کم‌انگیزه‌تر و کم‌توان‌تری وارد رشته‌های مهندسی شوند و در بلندمدت کیفیت سرمایه انسانی این رشته‌ها کاهش یابد. چنین وضعیتی می‌تواند بر نوآوری، خلاقیت و توانایی حل مسئله در دانشگاه و صنعت اثر بگذارد و احتمال کمبود نیروی متخصص را افزایش دهد. پژوهش تأکید می‌کند که افزایش تعداد دانشجویان مهندسی به‌تنهایی مشکل را حل نمی‌کند و باید به کیفیت ورودی‌ها و جذابیت مسیرهای تحصیلی نیز توجه شود.
بر این اساس، افت آموزش ریاضی پدیده‌ای ساختاری و فراگیر است و نمی‌توان آن را فقط به یک عامل مقطعی نسبت داد. کاهش سهم دانش‌آموزان رشته ریاضی‌فیزیک در دوره دوم متوسطه، هم‌زمان با افت کیفیت یادگیری ریاضیات، باعث کاهش ذخیره انسانی مورد نیاز رشته‌های مهندسی و علوم پایه شده است. بررسی دیدگاه خبرگان نیز نشان داده که ضعف در توان استدلال و کاهش تفکر مفهومی با این وضعیت همراه است. تفکر مفهومی یعنی دانش‌آموز به جای حفظ کردن فرمول‌ها، رابطه میان مفاهیم را بفهمد و بتواند آن‌ها را در موقعیت‌های تازه به کار ببرد.
یکی از نکات مهم پژوهش، وجود فاصله میان آموزش ریاضی در مدرسه و نیازهای واقعی آموزش مهندسی است. هنگامی که ریاضیات برای دانش‌آموز فقط مجموعه‌ای از فرمول‌ها و تمرین‌های آزمون‌محور باشد، ممکن است او کاربرد این درس را در فناوری، مهندسی و زندگی حرفه‌ای آینده خود نبیند. در چنین شرایطی، ریاضی به جای آنکه ابزاری برای اندیشیدن و حل مسئله باشد، به مانعی ذهنی در مسیر انتخاب رشته تبدیل می‌شود. نگرانی درباره آینده شغلی، دشوار تصور شدن رشته‌های مهندسی، نگرش خانواده‌ها و جذابیت بیشتر برخی رشته‌های دیگر، به‌ویژه پزشکی، نیز در کاهش تقاضا برای رشته‌های مهندسی نقش دارند.
این پژوهش که نتایج آن در «فصلنامه آموزش مهندسی ایران» وابسته به فرهنگستان علوم جمهوری اسلامی ایران انتشار یافته‌اند، همچنین بر ضرورت اصلاح برنامه‌های درسی، تقویت آموزش مفهومی، کاهش غلبه روش‌های صرفاً آزمون‌محور و نزدیک‌تر کردن ریاضیات مدرسه به مسائل واقعی تأکید دارد. ارتباط بیشتر میان مدرسه، دانشگاه، صنعت و جامعه می‌تواند به دانش‌آموزان نشان دهد که ریاضی چگونه در طراحی، فناوری، تولید، مدیریت منابع و حل مسائل روزمره به کار می‌رود. از دیدگاه محققان، برنامه‌های کوتاه‌مدت و جدا از یکدیگر برای حل این مشکل کافی نیستند. اصلاح پایدار نیازمند نگاهی هماهنگ به فلسفه آموزش، محتوای کتاب‌های درسی، روش‌های تدریس، سیاست‌های علمی و جایگاه اجتماعی یادگیری ریاضیات است.
مجریان این تحقیق در مجموع، افت آموزش ریاضیات در ایران را مسئله‌ای فراتر از یک مشکل آموزشی محدود می‌دانند و آن را موضوعی راهبردی برای آینده کشور معرفی می‌کنند. بر این اساس، احیای آموزش مهندسی و علوم پایه بدون بازنگری عمیق در شیوه آموزش ریاضی در مدرسه دشوار خواهد بود. تقویت پیوند میان ریاضی و مسائل واقعی مهندسی، توجه به خلاقیت و استدلال، بهبود کیفیت برنامه‌های درسی و افزایش همکاری آموزش عالی با صنعت، از مسیرهای پیشنهادی برای متوقف کردن چرخه افت است. اهمیت این یافته‌ها در آن است که کیفیت آموزش ریاضی می‌تواند بر توان جامعه برای فهم و حل مسائل پیچیده و همچنین بر ظرفیت نوآوری و توسعه پایدار اثر بگذارد.