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功利性思维才是中国教育问题的罪魁祸首(十四)

时间:2023-09-11 22:12:50 编辑:篆字君 来源:篆体字网

咱们这里抛开公平正义、道德良知、三观、态度等抽象的概念,仅从学校的知识传授来说,如何让学生真正理解知识的含义,使得他们在学习知识的时候,能从“学之”的状态,进入到“好之、乐之”的状态。

对老师来说,要讲透知识的含义;对学生来说,要理解所学知识的含义,其实并不困难。对知识的理解,任何人都可以从Why(为什么)、What(是什么)、How(怎么做)三个方面着手。笔者把这三个方面归纳为知识的三要素,这种从三要素着手理解知识的方法,被作者简称为“三要素法”。

首先,我们来看看知识的“Why(为什么)”要素:任何知识出现或产生的背后,不管是数学、物理、化学等科学类的知识和一些实用性的技术,还是语言文字、生活常识、世俗道德、政治、经济、历史、地理等文科类的知识,都是因为要解决某个问题、实现某种需求。因此,我们可以说,任何知识都是“问题驱动”或“需求驱动”而产生的。

示例分析:这里仅以自然语言为例进行分析。任何成熟的自然语言都是由字、词和相关规则组成的系统,既有读音,还有书写符号。咱们的汉字,从古代的甲骨文、金文、篆书开始,到今日的楷书,其发明过程、逐步规范化、演化简化都是有原因的。原因之一:在符号表示的文字产生之前,首先人类发明了语音形式的语言,描述自然的客观存在、人们的行为举止、大脑的思维感情等。原因之二:在此基础上,为了记录语音所表示的内容,符号化的文字就被发明了。原因之三:不同地域的人们可能发明了多种不同的文字符号系统,不便于沟通交流,进而对文字符号进行规范化(好像秦始皇就干了这件大事)。原因之四:象形文字的汉字是由各种不同的偏旁部首组成,这些偏旁部首可以看成是零部件,这些零部件也不能任意乱组合,得遵守一定的规则。这样一来,偏旁部首加上组字、组词的各种规则就形成了语言系统。原因之五:每个汉字都具有字形、发音、含义,进而形成了文字声音训诂之学。原因之六:繁体字书写不太方便、文言文不便于让普通人理解,新文化运动就演化出了简体字、白话文。原因之七:为了便于理解汉字的发音,从古代的直音反切法演化到现代的汉语拼音,也经历了复杂曲折的演变过程。等等等等,不一而足。

从以上分析可见,今天所形成的简体汉字的文字字形、拼音标注等都只是知识结果。这些结果产生的背后,都是有其原因的。如果只是功利性地学习这些知识,对绝大多数学生而言,学习的过程一定索然寡味,很难达到“好之、乐之”的状态。但如果教师能引导学生从知识产生的背后原因进行思考,我相信,情况将会截然不同。以此类推,笔者认为,所有知识的教学过程,皆可从“Why(为什么)”的角度引导学生的思考。当然,这也对老师提出了更高的要求。

其次,我们来看看知识的“What(是什么)”要素:该要素是指知识本身的内容,似乎并不需要进行过多的解释和说明。但是,在知识的教学过程中,教师如何把知识本身讲透,使得学生能理解知识的含义,亦并非易事。其实,在教师传授知识、学生学习知识的过程中,要让学生深刻理解并能熟练地运用知识,还是有技巧和玄机可谈的,那就是讲授、理解和运用的方法问题。

示例分析:说到方法,可是仁者见仁、智者见智了。这里仅以初中物理中压强的概念为例进行分析。大家也许还“记得”(但未必真正理解)压强的定义是“单位面积上所受的压力”,其数学公式就是“P=F/S”,其中,F、S、P分别表示压力、面积和压强。那么,该怎么理解压强这个概念呢?我们不妨从字面意思出发进行理解:压强就是所受压力的强度,同样的压力作用在不同大小的面积上,即使压力一样,压强就不一样了。为了表示、测量甚至比较压强的大小,我们就需要找相同的参照对象(即相同的面积)、最好是每个平方面积,计算其上所受压力的大小,代表所受压力的强度。当我们需要计算每个平方面积所受的压力时,就需要用到除法了。如此一来,压强的公式就是压力除以面积。可是,又该如何理解定义中的“单位面积”呢?其实,面积的度量不止一种单位,可以用平方公里、平方米、平方分米、平方厘米等,“单位面积”就是选取某种单位的一个平方面积。

从以上分析可见,书本知识的理解也并非那么的难,如果能深入进去,还会让人觉得津津有味,是不是?这里涉及到了小学所学的除法概念,除法是做均分的数学方法,因此,大凡涉及“每个XX、单位XX”的知识概念,都是用除以XX的除法进行计算。推而广之,在某个概念的数学公式中,不管是初中、高中还是大学的知识概念,如果其定义是单位长度、面积、体积、时间或每个XX,则其数学公式表示一定是除法,且分母就是长度、面积、体积或时间等。也许大家还“记得”密度、浓度、速度、功率等概念吧:密度就是单位体积内物体的质量;浓度就是单位体积内物体的含量;速度就是单位时间内物体运动的距离;功率就是单位时间内所做的功,这些概念的数学公式都是除法表达式。

第三,我们来看看知识的“How(如何做)”要素:该要素包括两个方面,一是如何发明和创造知识,一是如何运用知识解决实际问题。古人曾说“授人以鱼不如授人以渔”;还有人说,学校的教育不仅要教学生“What to think”,更要教学生“How to think”。这两种说法,揭示的是同样的道理。

通常来说,知识还是那些知识,即使在同一个班级,为什么有的学生学了,可以乐在其中,利用所学的知识解决实际问题,甚至还可以创造出新的理论、技术等知识;而有的学生学了,却无动于衷,甚至痛苦不堪,再怎么努力也不得要领?这其中的原因,也许有智力因素的影响,但对中小学乃至大学传授的绝大多数知识而言,更大的因素应该是教和学的思维、方法存在缺失。

因此,对任何知识结果的教学而言,笔者时常说“过程比结果更重要、更体现智慧”。这里所说的过程,不仅包括创造知识、解决问题的过程,而且也包括了教师教学、学生学习的过程。这里所说的智慧,主要是指蕴含在过程中的思维和方法,似乎只可意会、不可言传。但是,我们可以从过程中领悟其中的智慧、捕获其中的“渔”。

示例分析:不管是自然规律的发现、科学技术的发明、科技产品的研发,还是人文思想理论的形成,关于“How”要素的示例实在是太多了。这里仅以IT领域的遗传算法(Genetic Algorithm,GA)为例进行分析。计算机软件常用于解决数据分析、信息处理、自适应控制等领域的问题,编制软件的计算方法,被简称为算法。GA算法就是一种随机搜索优化算法,由美国的John Holland在上世纪70年代设计提出。该算法遵循自然界中适者生存、优胜劣汰的原则,借用了生物遗传进化过程中染色体基因的选择、交叉、变异的逻辑思想,构造遗传算子,模拟生物种群的跨代遗传进化过程,通过多次迭代运算,针对一些搜索优化问题,能较快地求出最优解,在多个领域得到了广泛的应用。从知识的“How”要素角度来看,GA算法的发明者借鉴了生物遗传的逻辑,提出了模拟生物遗传进化过程的计算模型,将问题的求解过程,表示为数学迭代运算过程,进而转换成类似生物进化中的染色体基因的交叉、变异等过程。

从以上的分析我们就会发现,在很多人眼中,计算机软件算法似乎很“高大上”,但其背后的思想、原理、逻辑距离我们并不遥远。其实,借鉴自然现象背后逻辑的算法并非只有GA算法一个,还有一些借鉴鱼类、鸟类、蚂蚁等动物习性、动物免疫特性、冶金学退火原理等背后逻辑的算法,如离子群算法、蚂蚁算法、免疫算法、退火算法等等。这一大类借鉴生物现象、生物特性背后逻辑的算法又被统称为“仿生算法”。不仅仅是计算机软件算法,人类发展到今天,所有思想产生、理论创建、技术发明、产品创新的过程,或多或少都离不开对自然现象、现实生活的观察与思考,抽象提炼背后的逻辑,从中找到思维的方法智慧。

说到知识的“How”要素,并不能与前面的两个要素截然分开,在很大程度上涉及、甚至包括了前两个要素在内。人们发明、创造任何知识的过程,本身都是从问题或需求出发,始于“Why”要素。在上面分析的“What”要素中,如果只关注知识结果,就会局限于该要素本身,但如果要深刻理解所学的知识,并运用所学的知识解决问题,同样涉及到“How”要素。因此,知识的三要素是聚焦于知识本身的有机统一。

作者十来年前就提出了知识“三要素”的概念,其目的就是想说明,我们在传授知识时,不要片面地只关注知识本身,更要引导学生弄清楚所学知识的来龙去脉,深刻理解知识的含义、熟练运用知识解决实际问题。这样一来,知识的学习和运用也就不那么枯燥了。更为重要的是,这种学习和理解的思维方法经过长时间的训练积累,可以引导学生养成一种良好的思考习惯。当然,在刚刚开始的时候,从“三要素”出发,学习理解知识的过程会比较慢,不像“快餐文化”般背公式刷题那么来得快。也许年轻的学子并不能理解其中的辩证关系,但是,作为老师和家长,就一定要理性地保持足够的耐心和定力。

联想分析:近年来,我在和博士研究生、硕士研究生、本科生的讨论交流中发现,即使读到博士,绝大多数学生对本学科专业内很多里程碑式的事件、重要技术的发明过程、重要研究机构和技术厂商、具有划时代影响的专家学者,居然知之甚少,甚至一无所知,例如,第一台计算机的问世、第一台PC机的出现、Unix(最有深远影响的操作系统)的产生、Java(一种面向互联网应用的软件编程语言)的发明、SAS(Statistical Analysis System,统计分析系统)等。对比一想,不管是在读书期间,还是工作以后,碰到学科专业内的一些新东西、轶闻故事,我总会查阅浏览一下,经过日积月累,不仅拓展了知识面,而且也开阔了视野眼界。很显然,对绝大多数的莘莘学子、以及一些博士已毕业甚至已担任教授博导的年轻学者来说,他们的思维就比较功利,因为不涉及具体的理论、技术等知识,这些历史故事在他们眼里似乎无足轻重,进而导致一些年轻的专家学者虽然发表论文不少,但学养却很贫乏。殊不知,从知识的三要素来说,虽然这些故事通常不会系统地介绍具体的知识——“What”要素,但对“Why”和“How”要素的介绍要远比课本教材具体、深刻、丰富、全面,甚至还可能介绍走过的弯路、失败的教训等等。

未完待续,敬请期待“学习知识的‘绝世神功’”。

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