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層層遞進的批判性思維和系聯(lián)性思考

現(xiàn)在的學生由于接受了大量的各種各樣的“乘法口訣”(例如,“植樹問題如果成一圈則坑和樹一樣多,如果成一行則數(shù)比坑多一”,例如,“路程問題如果是相遇則總距離除以加起來的速度就是時間,如果是追及則總距離除以速度相減就是時間”,等等等等,見生活口訣化,學習口訣化,拿什么口訣對付未來呢?),加上減負(減掉的是思考,是提出問題和構(gòu)造問題解決的過程,沒減掉的是重復(fù)計算、復(fù)習和練習,見“減負”培養(yǎng)“學渣”嗎?看減什么),導(dǎo)致基本上沒有自己提出方案解決問題的能力,除非得到的指導(dǎo)是非常具體的程序性步驟性的指導(dǎo)。

創(chuàng)造知識,創(chuàng)造性地使用知識(把知識用到從來沒有被用過的地方解決從來沒有被這樣解決過的問題上),欣賞知識,欣賞知識創(chuàng)造和創(chuàng)造性地使用的過程,提出和解決問題,才是學習的真正的目標。

對于這樣的一個目標來說,口訣式學習和減負式學習,都是遠遠不能滿足要求的。只有通過層層遞進的批判性思維和系聯(lián)性思考,以及鍛煉著這樣的思維方式的“創(chuàng)造體驗式學習”或者“研究式學習”(由老師幫助或者自己提出一個問題場景,把問題形式化,探索解決方案,不斷深入,在需要的時候補充知識和思維方式)才能有可能達到這樣的目標。而這樣的學習方式,在學習數(shù)學證明題、物理知識和知識的提出等過程中,體現(xiàn)的特別好。例如,為什么數(shù)學證明題每一步都需要給出來相應(yīng)的定理,為什么力學的發(fā)展會需要微積分,測量和數(shù)學在物理知識發(fā)現(xiàn)和問題解決中發(fā)揮了什么作用。

不過,非常遺憾,現(xiàn)在的學生,很大一部分或者說絕大部分,已經(jīng)得不到這樣的培養(yǎng),沒有機會養(yǎng)成這樣的思考和學習習慣了。

昨天一個學生報告一個研究工作所需要的技術(shù)——分布函數(shù)的擬合。先交代一下這個分布函數(shù)的背景:這個分布函數(shù)大概是一個冪律函數(shù),其在雙對數(shù)坐標下是一條直線;這個擬合有現(xiàn)成的程序,可以在對擬合過程的道理和作用完全不清楚的情況下,完成擬合。這個學生給出來的結(jié)果是一張圖上畫了一個分布函數(shù)數(shù)據(jù)點圖,加上,一個“擬合”出來的直線。這個直線的斜率呢,確實是從那個擬合程序中得到的。這個結(jié)果看起來還挺合理。

不過,由于那個擬合程序所用的參數(shù)其實不止這個直線的斜率,因此,如果真的要對比呢,其實應(yīng)該畫出來分布函數(shù)數(shù)據(jù)圖,和,擬合得到的包含所有的參數(shù)的那條直線。

我就問那個學生,這條直線到底是怎么畫出來的?學生說,通過y=kx+b,知道k和b以后,選定兩個x點,算出來y點,然后用一個畫直線的函數(shù)(r函數(shù)segments)來畫通過這兩點的直線。

我不是很確定到底怎么做,為什么這樣做。于是,問,如果我要畫一條曲線y=x^2呢,怎么辦?學生說不知道。

我接著問,你為什么不畫完整版本的包含所有參數(shù)的那個函數(shù)圖呢?學生說,反正是一條直線,就畫出來直線好了。

我接著問,對比數(shù)據(jù)和擬合出來的曲線是什么意思?學生說,不知道擬合是什么意思,只被告知要畫出來分布函數(shù)數(shù)據(jù)點,然后說明“擬合”(通過那個程序直接算出來斜率的意思)結(jié)果還可以。

我接著問,那為什么不去查查擬合的含義呢?了解擬合的含義之后,就清楚了,所謂對比,需要把數(shù)據(jù)曲線和擬合得到的整個函數(shù)都畫出來比比。學生說,我都不知道擬合的準確意思,只知道用一下那個擬合程序,然后,這個也能展示結(jié)果,為什么要去搞清楚“擬合”的準確含義,怎么才能搞明白呢?

這說明,這個學生學習這個技術(shù)的出發(fā)點就是完成將來擬合的任務(wù),而不是去搞清楚為什么要用這個擬合技術(shù),為什么可以用這個擬合技術(shù)。同樣地,這報告的目的也是,由于猜出來我希望看到什么(擬合出來的函數(shù)曲線和原來的數(shù)據(jù)點分布函數(shù)圖差不多一致),所以,就想給我看一個能夠解決我的疑慮的結(jié)果,而不是真的去想“擬合得到的函數(shù)如何作圖”。

更進一步,只要去思考這樣的問題,就會意識到其自身知識上的問題:“擬合”這個詞的科學含義不太懂,這個擬合技術(shù)的原理也不太懂,同時r語言基本技能(函數(shù)作圖)不太懂;沒準還能更進一步意識到思維上的問題:沒有一步步搞清楚哪里不懂,從而搞懂,而是關(guān)注是否能夠“有意或者無意地”“騙好”老師,看起來問題解決了,就可以。

這就是口訣教育和減負教育的結(jié)果!從來不會去做逐步深入的思考,不斷地去問“我到底哪里不會”、“我要會什么”、“我為什么要做這些,為什么要會這些”,然后去搞會了搞結(jié)實可靠了,而是直接問“我要做出來什么樣的結(jié)果”,“這個結(jié)果可以用什么樣的手段或者工具來完成”(不管為什么這個工具可以用,稍微換了一個場景是不是還可以用)。

這樣的下一代,如何成為一個思考者,一個科學家,一個問題提出者,一個問題解決者?大概成為一個生產(chǎn)線上的工人,按照一個手冊來操作,是可以的。但是,我們這個時代,到底需要前者還是后者?

希望這樣的學生能夠轉(zhuǎn)變思想,學會思考和學習。

更希望口訣教育和減負教育能夠被改變,培養(yǎng)會層層遞進的批判性思維和系聯(lián)性思考的人,培養(yǎng)會“創(chuàng)造體驗式學習”的人。

口訣教育和減負教育害的人,我們都要通過思維和學習的教育重新救回來。

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