關(guān)于切實(shí)提高初高中學(xué)生學(xué)科思維素養(yǎng)的建議

? 這是給某民主黨派寫的一個(gè)關(guān)于教育方面的提議,期望能到高層人士手上,改變我們一直以來打?qū)W科思維擦邊球的教育。以下是正文。

? 恩格斯:"思維是地球上最美麗的花朵。"

? 數(shù)學(xué)家陳省身:"我們每個(gè)人一生都花了很多時(shí)間學(xué)數(shù)學(xué),但我們其實(shí)只是學(xué)會(huì)了計(jì)算,而不是數(shù)學(xué)。"

? ? 哲學(xué)家、數(shù)學(xué)家羅素:"人生下來的時(shí)候只是無知,但并不愚蠢。愚蠢是由后來的教育造成的。"

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? 隨著"知識(shí)核心時(shí)代"逐漸走向"核心素養(yǎng)時(shí)代",學(xué)校的任務(wù)不再是"灌輸"知識(shí),而是給未來發(fā)展提供核心素養(yǎng),而培養(yǎng)學(xué)生的思維素養(yǎng)是核心素養(yǎng)中的核心。

? 理想是很美好的,但在實(shí)際的學(xué)校教育和培訓(xùn)教育中,由于一些主觀和客觀方面的原因,每門學(xué)科很大程度上實(shí)際仍然是以"灌輸"知識(shí)(陳述性知識(shí))為主,和幾十年前的教育其實(shí)沒有實(shí)質(zhì)上的區(qū)別,心有余而力不足,對(duì)學(xué)生鮮有真正到位的學(xué)科思維熏陶和鍛煉,好比在開車過程中打左燈向右轉(zhuǎn)。這就導(dǎo)致學(xué)生的學(xué)科思維能力難以得到有效地協(xié)調(diào)生長,而思維能力是將學(xué)科知識(shí)轉(zhuǎn)化為學(xué)科能力的轉(zhuǎn)化器,是利器。思維能力低下,必然導(dǎo)致掌握了學(xué)科知識(shí)的很多學(xué)生出現(xiàn)思維障礙:碰到有難度的學(xué)科問題,不知道怎么想,不知道想什么,難以探索發(fā)現(xiàn)問題的突破口,難以醞釀產(chǎn)生解題思路。最后一看解題方法,所用的知識(shí)都學(xué)過都掌握了,但當(dāng)時(shí)就是想不到。

? 相比較而言,知識(shí)是僵死的,無形的思維才是有靈性的。碰到問題時(shí),需要有一套通透的系統(tǒng)的思維方法論啟發(fā)引導(dǎo)自己的思維去發(fā)現(xiàn)問題突破口,去激活自己所掌握的知識(shí)和經(jīng)驗(yàn),穿針引線把它們有序地編排組織起來,逐漸形成思路和解決方案。

? 初高中乃至大學(xué)本科,學(xué)科知識(shí)對(duì)不少學(xué)生其實(shí)不難學(xué),有些學(xué)生可以自學(xué),難在對(duì)學(xué)科思維的領(lǐng)悟。對(duì)掌握了學(xué)科知識(shí)的學(xué)生,可以說學(xué)科思維比學(xué)科知識(shí)更重要。

? ? 另一個(gè)現(xiàn)象是思維品質(zhì)差,思維效率低,考慮問題不靈活、不嚴(yán)謹(jǐn)、不全面、不深刻,缺少辯證、批判、質(zhì)疑和創(chuàng)新精神。這些現(xiàn)象在這些學(xué)生大學(xué)畢業(yè)走上各種工作崗位后仍會(huì)經(jīng)常出現(xiàn),例如在計(jì)算機(jī)軟件開發(fā)中的很多 bug(軟件漏洞和錯(cuò)誤)就與工程師的思維品質(zhì)有較大關(guān)系。

? ? 實(shí)際教育中仍以灌輸學(xué)科知識(shí)為主,打?qū)W科思維的擦邊球,學(xué)生缺少真正到位的學(xué)科思維熏陶和訓(xùn)練,為了升學(xué)考試,作為補(bǔ)救,自然就出現(xiàn)題海戰(zhàn)術(shù)、解題口訣和秒殺技巧,學(xué)科競賽幾乎也是如此。這些都只是短期有效且事倍功半,長遠(yuǎn)看來貽害無窮。

? ? 面向初等教育校外培訓(xùn)的興起也與此有關(guān),加上學(xué)生不知道自學(xué),不懂如何自學(xué),不適應(yīng)自學(xué)。不能求之于內(nèi)(學(xué)校教育和家長),必求之于外(校外培訓(xùn)),殊不知后者其實(shí)絕大多數(shù)也是以灌輸知識(shí)為主。

? ? 數(shù)學(xué)是鍛煉思維的體操,鍛煉科學(xué)思維能力沒有比數(shù)學(xué)學(xué)科更合適的。下面就以數(shù)學(xué)學(xué)科為代表來講述學(xué)科教育中"打左燈向右轉(zhuǎn),實(shí)際仍以灌輸知識(shí)為主,缺少真正到位的數(shù)學(xué)思維熏陶和訓(xùn)練"的原因,同時(shí)提出一些改進(jìn)建議。

? ? 本人不是數(shù)學(xué)專業(yè),1994 年畢業(yè)于西安交通大學(xué)電氣工程系電器專業(yè),畢業(yè)后長期從事計(jì)算機(jī)軟件開發(fā)工作。從大學(xué)開始就不玩數(shù)學(xué)思維,但在初高中自學(xué)數(shù)學(xué)過程中領(lǐng)悟到一些數(shù)學(xué)思維之道。正如華羅庚教授所言,弄斧必到班門,看到數(shù)學(xué)教育中幾十年一直存在"灌輸知識(shí)為主,缺少思維熏陶"的現(xiàn)象,最近兩三年利用業(yè)余時(shí)間對(duì)先前領(lǐng)悟的數(shù)學(xué)思維作了梳理,在簡書網(wǎng)站和今日頭條上原創(chuàng)了將近 90 篇關(guān)于數(shù)學(xué)思維的文章,闡前人之所未發(fā),述前人之所未言。在今日頭條上還原創(chuàng)了 1 千多道微頭條形式的數(shù)學(xué)題的解題思維過程和解題方法,為數(shù)學(xué)思維領(lǐng)域盡一點(diǎn)綿薄之力,也得到了一些家長和老師們的贊賞與認(rèn)可,認(rèn)為這些文章內(nèi)容匯總起來就是一套較為通透系統(tǒng)的數(shù)學(xué)思維方法論著作。

簡要原因分析

? ? 第一個(gè)原因,也是主要原因,初高中數(shù)學(xué)教材中絕大多數(shù)是數(shù)學(xué)知識(shí)(陳述性知識(shí)),很少有數(shù)學(xué)思維方法論方面的內(nèi)容,例如數(shù)學(xué)思維方法、思維策略和思想方法。在數(shù)學(xué)教材中沒有名正言順地加入數(shù)學(xué)思維方法論的內(nèi)容,靠數(shù)學(xué)老師在課堂教學(xué)中滲透一點(diǎn)點(diǎn)作用不大,加上心有余而力不足,講不清楚思維過程或干脆直接跳過不講,實(shí)際只能仍以灌輸數(shù)學(xué)知識(shí)為主。

? 考慮小學(xué)階段學(xué)生的閱讀理解能力有限,初高中,特別是高中是鍛煉思維能力的黃金時(shí)期,如果此時(shí)缺位,加上大學(xué)階段也是以學(xué)科知識(shí)為主,那很多人幾乎一輩子都沒有受到真正的思維熏陶和訓(xùn)練。

? ? 初高中教材為何缺少學(xué)科思維內(nèi)容,難道是考慮到學(xué)生的理解和領(lǐng)悟能力有限?其實(shí)只要內(nèi)容通透系統(tǒng),舉例闡釋到位,不要擔(dān)心學(xué)生的能力,總有部分學(xué)生能理解領(lǐng)悟。但沒有這樣的教材,導(dǎo)致這些學(xué)生失去機(jī)會(huì)。

? ? 第二原因,現(xiàn)有的數(shù)學(xué)思維方法論還不夠通透系統(tǒng),需要進(jìn)一步研究探討。

? ? 有些知曉數(shù)學(xué)思維重要性的學(xué)生和家長,會(huì)學(xué)習(xí)一些有關(guān)數(shù)學(xué)思維方法論的參考書和文章。在數(shù)學(xué)思維方法論領(lǐng)域,通透系統(tǒng)地領(lǐng)悟了數(shù)學(xué)思維方法論的行家鳳毛麟角,數(shù)學(xué)家波利亞是這方面的翹楚,他的幾本關(guān)于數(shù)學(xué)思維方法論的書籍深受好評(píng),但這些書籍有多少初高中生能看懂?能看懂多少?

? ? 況且還應(yīng)該有更通透更系統(tǒng)的數(shù)學(xué)思維方法論,例如現(xiàn)有的數(shù)學(xué)思維方法論和數(shù)學(xué)思想方法書籍中,對(duì)思維方法和思想方法的聯(lián)系與區(qū)別都選擇性忽略,避而不談,很多思維學(xué)書籍和文章也是如此;數(shù)學(xué)思想最直接的作用是什么?眾多數(shù)學(xué)思想方法書籍和相關(guān)文章對(duì)此是隔靴搔癢,沒講透;數(shù)學(xué)是研究數(shù)量關(guān)系和空間形式的,更現(xiàn)代的說法是研究模式的。但哪本數(shù)學(xué)思想方法書籍中提到過"關(guān)系思想"的概念和內(nèi)涵,似乎都熟視無睹,有少數(shù)幾篇文章提到過關(guān)系思想,但其實(shí)講的是關(guān)系的性質(zhì),不是關(guān)系思想,文章作者不明白關(guān)系和關(guān)系思想的區(qū)別。好比方程和方程思想不是同一個(gè)概念,掌握了方程知識(shí)并不意味著就自動(dòng)具有方程思想,函數(shù)和函數(shù)思想與此類似,關(guān)系和關(guān)系思想也如此。方程對(duì)應(yīng)有方程思想,函數(shù)有函數(shù)思想,按理說研究關(guān)系,那肯定對(duì)應(yīng)有關(guān)系思想。方程、函數(shù)都是刻畫描述關(guān)系的方式之一,但更一般的關(guān)系和關(guān)系思想肯定要有。由辯證法的普遍聯(lián)系觀,在數(shù)學(xué)思想方法中也應(yīng)該有關(guān)系思想,并且是一個(gè)最基本的思想。

? ? 為何在正式的數(shù)學(xué)思想方法書籍中沒有"關(guān)系思想"的一席之地,值得玩數(shù)學(xué)思想的人士反思。

? ? ? 對(duì)上面這些問題,在本人簡書和頭條文章中有較詳細(xì)的論述。

? ? ? 總結(jié)一下:數(shù)學(xué)學(xué)科相比其他學(xué)科相對(duì)要難學(xué),這是它固有的客觀本質(zhì)復(fù)雜性決定的,難以改變的,而數(shù)學(xué)教材中缺少數(shù)學(xué)思維方法論的內(nèi)容、師資水平、數(shù)學(xué)思維方法論不通透不系統(tǒng)導(dǎo)致的學(xué)習(xí)困難屬于人為的偶發(fā)復(fù)雜性因素,兩種復(fù)雜性因素疊加,使數(shù)學(xué)教育難上加難。其他學(xué)科或?qū)W科中難學(xué)的部分,原因也大致如此。

? 改進(jìn)建議

? 降低學(xué)科中的偶發(fā)復(fù)雜性,特別是教材問題導(dǎo)致的偶發(fā)復(fù)雜性。全學(xué)科統(tǒng)籌規(guī)劃,改革教材,在初高中學(xué)科教材中增加通透系統(tǒng)的學(xué)科思維方法論內(nèi)容,學(xué)科知識(shí)和學(xué)科思維兼顧,雙輪驅(qū)動(dòng),魚和漁兼得,這是可行的。

? ? 可以組織學(xué)科思維領(lǐng)域的行家,集體討論編寫這方面的教材內(nèi)容。如果考慮到課時(shí)過多,可以裁剪一些學(xué)科知識(shí)或把它們挪到后續(xù)階段去學(xué),寧可少學(xué)些學(xué)科知識(shí),有些知識(shí)在有必要的時(shí)候再學(xué)也不晚,要提倡自學(xué)。

? ? 一下子改變老師們不現(xiàn)實(shí),但有這樣學(xué)科知識(shí)和學(xué)科思維兼顧的官方標(biāo)準(zhǔn)教材,可以修正很多老師課堂上的教學(xué)行為,老師講解學(xué)科思維方法論就輕松多了,部分學(xué)生也可閱讀教材自學(xué)領(lǐng)悟?qū)W科思維之道。

? ? ? 還有一點(diǎn)是多學(xué)科融合,后面會(huì)有說明。

學(xué)科思維總體參考模型

? ? 這是本人理解的學(xué)科思維總體參考模型,如下圖。

(原創(chuàng))學(xué)科思維參考模型

? 如上圖,問題域和解決方案域之間是有"鴻溝"的,要靠學(xué)科知識(shí)、經(jīng)驗(yàn)和學(xué)科思維方法論架起"橋梁"才能跨越"鴻溝"。

? 每門學(xué)科的學(xué)科思維方法論模型包括三部分:學(xué)科思維方法體系、學(xué)科思想方法體系、思維策略與監(jiān)控,三足鼎立。思維方法論是解決方案&解題方法之母,不知母焉知子。思維方法體系、學(xué)科思想學(xué)科方法體系都是分層的相互聯(lián)系的。這三部分的內(nèi)容在這里不展開討論。

多學(xué)科融合

? 多學(xué)科融合具有三方面的涵義。

? 第一,解決一個(gè)復(fù)雜問題,通常要綜合多種學(xué)科的核心知識(shí)和學(xué)科思維方法論。查理.芒格的格柵理論(格柵思維)就是一個(gè)很好的參考。

? ? 所謂格柵思維,大意就是通過廣泛涉獵各學(xué)科,各領(lǐng)域的基礎(chǔ)知識(shí),理解每一個(gè)學(xué)科領(lǐng)域的思維模式,然后將之相互聯(lián)結(jié),融匯貫通,多學(xué)科多維度考慮問題。

? ? 第二,每門學(xué)科的思維方法論體系應(yīng)該是多元的綜合的,多學(xué)科融匯貫通。例如構(gòu)建數(shù)學(xué)思維方法論體系,不能僅僅局限于數(shù)學(xué)學(xué)科自身,還要融合其他學(xué)科和領(lǐng)域,例如哲學(xué)、思維學(xué)、心理學(xué)、認(rèn)知學(xué)、物理、化學(xué)、語文、生物學(xué)、傳統(tǒng)文化、日常生活中的一些核心概念、思想方法、思維方法。物理學(xué)科的思維方法論也是如此。也就是每門學(xué)科的思維方法論體系除了自身特有、通用的,還有融合其他學(xué)科的。

? ? 第三,在學(xué)科教學(xué)上要多學(xué)科協(xié)調(diào)、融合、打通,不能割裂。例如物理老師講解能量守恒、動(dòng)量守恒知識(shí)時(shí),除了向?qū)W生闡述這些知識(shí)背后的守恒思想,還要引導(dǎo)啟發(fā)學(xué)生想起數(shù)學(xué)中類似的"變中有不變"思想。講等效電路時(shí),引導(dǎo)學(xué)生聯(lián)想到數(shù)學(xué)中的等效思想&等量替換和曹沖稱象的故事。再比如高中思政課講解唯物辯證法時(shí),數(shù)學(xué)教材此時(shí)要同步向?qū)W生講解辯證思維、運(yùn)動(dòng)觀&運(yùn)動(dòng)思想、普遍聯(lián)系觀&關(guān)系思想、矛盾分析法、否定之否定在數(shù)學(xué)中的實(shí)踐運(yùn)用,特別是在數(shù)學(xué)解題思維中的具體運(yùn)用,或者要學(xué)生自學(xué)這些數(shù)學(xué)教材內(nèi)容,這樣學(xué)生就容易真正理解辯證法,避免學(xué)了辯證法只會(huì)紙上談兵,嘴上功夫。講化學(xué)反應(yīng)時(shí),也有守恒思想,還有分解-組合思想,而組合思想是數(shù)學(xué)中的重要思想方法。

? ? 很多學(xué)生并不笨,特別是掌握了學(xué)科知識(shí)的學(xué)生,他們出現(xiàn)思維障礙,一個(gè)主要原因是思維上不開竅,思想僵化空洞,不知道怎樣想,不知道想什么,不知道如何靈活變通。如果有好的學(xué)科思維方法論書籍或老師在思維上點(diǎn)化一下,捅破思維方法上的那層窗戶紙就在學(xué)科思維上入門了,悟性也是可以后天培養(yǎng)和激發(fā)的,雖然有天花板。

? ? ? 在文章開頭數(shù)學(xué)家陳省身和羅素的話,大意也應(yīng)該理解了,我們的數(shù)學(xué)課堂上沒有真正的數(shù)學(xué),物理課堂上沒有物理,其他學(xué)科大致如此。

? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? 王國波 2021.5.9于廣州

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