理科教育3.0

理科教育3.0概述

前面我们讨论的1.0和2.0版本的教育,是高度成型的教育体系。

2.0继承了1.0的思想和内容,一直到今天,我们的理科教育,还是运行在2.0版上。

2.0版本,诞生于机械化革命和电气化革命时代,理论和实践源于这些时代的科学研究,而管理则是工业时代典型的工厂模式。

在上个世纪七十年代,人类社会开启了信息化革命。这就给理科教育,带来了新的可能性。

因此,理科教育3.0,其实是基于信息科技革命,重新定义教育。

但尴尬的是,3.0是一个半成品,它远远没有释放出自己的潜能,并没有对基础教育体制产生根本性的改变。

所以直到今天,理科教育还是2.0主导。

虽然信息技术已经被广泛应用,但多数时候,这就像大清买了洋枪洋炮一样,体制并没有改变。

就像你可能今天搜题软件,拍个照片就能得到答案。你在线听老师讲课,然而这些都还是传统的应试模式。

甚至学校开始用AI来监控学生表情,看上去技术先进,然而还是管教那个老路,甚至更变本加厉。

信息科技在中学、大学的理科教育中,并没有让大多数人实现1.0的目标:爱智求真、发展高度的思考能力。

从传统理科教育的角度,无论是中学还是大学,可以说在整个信息化时代,几乎都没有本质的变化。

因此,我们在讨论3.0的时候,并不是像1.0和2.0那样,讨论一套完整的体系,而是要分享如下的几个主题:

1)斯坦福大学

信息时代诞生的,最有标志性的大学。

它和硅谷、信息化革命有密切的关系。

它所开创的产学研结合模式,也是有信息时代特色的理工教育方向。

2)智商和智力的故事

之所以讨论斯坦福,还有个原因,是想带出智商和智力的故事。

人们有个普遍迷思,就是觉得理科学习,需要所谓智力/智商的天赋。

在本章,我们会讨论到底智力/智商是啥?为什么会成为一个热门话题?到底你应该如何看待智力/智商的作用和重要性。

帮助你破除对智力天赋的迷信。

3)派帕特的教育理想和实践

他的构想,我觉得可能是最契合理科3.0本质的。

这个教育思想建立在对计算机科技的高度利用基础上,是有可能真正实现,让更多的同学发挥学习主动性,建立高度智慧,学会思考。

尽管,他最终并没有取得想象中的成功,但却是我们4.0至关重要的参考方向。

第一次智商热潮

谈智力就要谈到智商。所谓智商,是对智力的一个量化评估指标。

智商这个概念,之所以能够广为人知,最大的贡献者,是斯坦福大学的心理学教授刘易斯·特曼(Lewis Terman)。

特曼认为,智力是操控概念的能力。所谓操控,可以初略理解为产生、理解、关联抽象概念的能力。例如我们看见一个苹果两个苹果三个苹果,能总结出一个概念叫做苹果。同时还能总结出水果的概念,并且把苹果和水果进行关联(苹果是一种水果)。

这种抽象能力至关重要,因为有了抽象概念之后,我们才能举一反三,甚至在头脑中进行理论体系的构建,最终反过来作用、指导现实。

智商这个概念,并非刘易斯·特曼首创。法国教育家埃尔弗雷德·比奈就已经实施了智商测试,但是他的目的,是提供给巴黎教育体系,用于测试弱智儿童。特曼则认为,每个人都应该进行智商测验,并且他相信,基于一个人的智商,就可以帮助他们定位合适的岗位。例如多少智商适合做文员、多少智商适合做销售。

特曼对比奈智商测评进行了修改,推向大众领域。修改后的测验称之为斯坦福-比奈测评,一直到今天,它依然是智商领域的主要测评之一。

特曼坚持不懈的推广他的智商评测,在那个时代的美国,掀起了智商热潮。在一战期间,美军也对士兵进行了评测,并且根据智商来分配工作岗位,这件事情从营销角度,把「智商评测」跟「爱国」挂上了钩。很多企业也把特曼评测,作为招聘甄别员工的基本手段。

哪怕是今天的美国人,可能也很难理解这种热潮。其实任何潮流,往往都有它的时代背景。在上个世纪初的美国,报纸上通常都有诸如填字游戏之类的智力题目。看张报纸做道智力题,是基本的娱乐方式,这些题目也是人们交流的普遍话题。在这个背景下,智商测验有其大众基础。

那时候的斯坦福大学,只是一个初创组织,远远没有今天的地位。特曼的到来,以及智商测评在大众中的流行,为斯坦福带来了很多眼球、流量与知名度。用今天的话来讲,刘易斯·特曼就是全民的知识网红。

然而,这股智商测验的热潮,很快冷却了。一方面是企业发现,用智商招聘来的人,在现实中未必就是工作出色。今天我们也容易理解,一个人的敬业精神、人际关系能力、心态、职业技能等,都对于工作有很大影响。在大多数工作中,除非人的智商太低,否则过了基本线,智商跟工作绩效未必有很高的相关度。

另外一方面,当时希特勒上台,提倡人种优越论,德意志民族是最优秀的民族,有高度聪明的头脑等等。美国民众很反感智力评测这种很容易跟种族歧视挂钩的东西。事实上,最早路易斯·特曼根据评测结果,也提出了不同种族之间存在智力差异的论点。

智商这个概念,在美国第二次变成热门,要到上个世纪五六十年代。当时美苏争霸,苏联发射第一颗人造卫星。美国人民一看,我靠敌人的卫星都飞到我们头上了。在这种背景下,美国历史上大概唯一一次形成强烈的全民共识,要搞好理工科教育,要发展科技,为的是在冷战中战胜苏联。

于是美国提出了一系列计划,最著名的就是阿波罗登月,要在六十年代把人类送上月球。

同时美国大力发展科技教育,包括选拔一些天才的儿童进行培养。而衡量天才儿童,智商是一个基本标准,于是智商评测又热门了一下,很快因为歧视因素冷却了。

特曼与硅谷

刘易斯·特曼在美国掀起了智商风潮,带动了斯坦福大学的知名度。

但他对斯坦福更大的贡献,是生了一个儿子:弗雷德里克·特曼(Frederick Terman)。

1925年,弗雷德里克·特曼加入斯坦福工程系任教。在斯坦福期间,他研究电子真空管、电路和仪器,写了《无线电工程》一书。

小特曼注重教学与产业的结合。他鼓励学生创建自己的公司,并且投资了其中的几个。

1939年,在小特曼的支持下,他的两个学生,比尔·休特利和戴维·帕卡德,在一个车库里用538美元创建了一家公司,开始生产电子仪器。公司用两个创始人的名字命名,这就是后来大名鼎鼎的惠普公司。两人创业的车库,被认为是硅谷的诞生纪念地。

二战结束后,小特曼成为斯坦福工程学院院长。而他对于「产学融合」的思考,也进入到了更大的层面。

小特曼想把学校的部分土地卖给科技公司,形成科技园区,促进产学融合。用今天的话来说,做招商引资的事情。然而斯坦福夫妇一开始投资建立斯坦福大学,就明确规定土地不能售卖。于是小特曼把土地租给技术公司,让他们开办企业,斯坦福工业园区产生了。

所谓筑巢引凤,巢有了,凤呢?

小特曼接下来,又全力说服一位诺贝尔奖得主,把公司开到北加州。而这个人的到来,促成了硅谷的诞生。他就是威廉·肖克利。肖克利和约翰·巴丁、沃尔特·布喇顿共同发明了晶体管,并因此获得1956年的诺贝尔物理奖。

当时的计算机,还是基于电子管技术。而肖克利认为,晶体管可以用于计算机上,会是电脑理想的基本元器件。

在发明电子管时,使用的是锗元素。几年后,人们发现,硅比锗更适合于生产晶体管。未来硅谷的这个硅字,就来自于半导体的核心原材料。

五十年代中期,高纯硅的工业提炼技术已成熟,肖克利很清楚,电子管很快会被淘汰,未来属于晶体管。他决心离开贝尔实验室,回加州创业。

小特曼得知此事,立即展开了行动。向肖克利写信,宣传圣克拉拉的好处,还告诉他斯坦福已经把肖克利的半导体理论写进了教材,开始向学生们讲授这方面的课程了,这是肖克利以后公司的人才来源。特曼甚至找到了北加州最好的房地产经纪人,让他给肖克利推荐当地的房地产。总之采用了各种办法。

最终在1956年,肖克利半导体实验室落户圣克拉拉,离斯坦福五英里。

1955年,肖克利给将成为他第二任妻子的女友的信中这样写道:「很明显,我比其他人更聪明、更热心工作,也比大部分人了解人类」。

前面两点成立,然而第三点「也比大部分人了解人类」,跟事实对照,显示出肖克利在这一方面,严重缺乏自知之明。

他是属于典型的高智商低情商,在贝尔实验室的时候,就很难跟人搞好关系。在创业的时候,他首先想到的是招聘以前的同事,但没人愿意来。于是肖克利转而招聘名牌大学毕业生。

由于他的成就,肖克利吸引了一流的工程师、科学家。然而肖克利在人际方面的傲慢、专横、粗暴,再次显露无疑。两年之后,公司的8位技术骨干决定离开,成立了仙童半导体公司。这8个人被称为「八叛逆」。

仙童半导体成立后,参与发明了集成电路,蒸蒸日上。1964年,八叛逆之一的摩尔博士,预言说,集成电路上能被集成的晶体管数目,将会以每18个月翻一番的速度稳定增长,并在今后数十年内保持着这种势头。摩尔所作的这个预言,因后来集成电路的发展而得以证明,并在较长时期保持了它的有效性,也就是著名的「摩尔定律」。

60年代后期,由于仙童的管理问题,被吸引来的大量精英人才,又纷纷离开,自行创业。

乔布斯说:「仙童半导体公司就象个成熟了的蒲公英,你一吹它,这种创业精神的种子就随风四处飘扬了。」

1968年,八叛逆中的最后两位,诺依斯和摩尔,也带着安迪·格鲁夫脱离仙童公司自立门户,他们创办的公司,就是日后大名鼎鼎的英特尔。

80年代初出版的著名畅销书《硅谷热》写到:「硅谷大约70家半导体公司的半数,是仙童公司的直接或间接后裔。在仙童公司供职是进入遍布于硅谷各地的半导体业的途径。1969年在森尼维尔举行的一次半导体工程师大会上, 400位与会者中,未曾在仙童公司工作过的还不到24人」。从脉络上看,从肖克利实验室,到仙童公司,再到半导体创业公司的扩散,最终孵化了硅谷。

回顾一下小特曼所作的三件事情:

  1. 鼓励学生成立惠普公司(被认为是硅谷的第一家公司)
  2. 促进产学融合,建立斯坦福工业园区
  3. 说服肖克利落户硅谷,最终导致半导体产业在硅谷的兴盛,硅谷名副其实成为「硅」谷

这三件事情,一方面使硅谷成为世界信息产业的中心,因此小特曼被称为「硅谷之父」。另外一方面,这也奠定了斯坦福大学,在今天高等教育和信息产业中的独特地位。在产学融合方面,貌似世界上没有任何学校,可以和斯坦福相提并论。斯坦福孵化了硅谷,而硅谷又反过来成就了斯坦福。

小特曼可以说是现代斯坦福大学之父。

肖克利惹出的智商麻烦

就在英特尔公司成立的1968年,失去大量人才,管理混乱的肖克利实验室,已经经历两次转卖,最终永久关闭。肖克利从1963年开始,黯然退出商界,到斯坦福大学做教授。

在商业之外,肖克利也惹出了很大麻烦,这也跟智商话题有关。

威廉·肖克利出生在英国伦敦,父母是美国人。在他三岁时,全家回到了加州圣克拉拉的帕洛•阿托。父亲是采矿工程师,麻省理工毕业生,精通八国语言。母亲是斯坦福大学第一批女毕业生之一。

传说肖克利小时候,母亲带他去找刘易斯·特曼,评测智商。结果是129分,没达到135的天才标准。肖克利的妈妈很失望,第二年又带他测了一次,这次是125分。有趣的是,肖克利的妈妈自己也测了一次,结果是165分。

我想部分出于童年的经历,肖克利一生对于智商都有强烈的兴趣。在他创建肖克利实验室的时候,他要求每一位应聘者,都需要参加智商评测。自己也经常亲自主持面试,在面试中通过智力题来考察学员的智商和反应能力。而且他的面试方式,是容易给人带来压力的。

例如在面试一位斯坦福博士时,肖克利拿起一块秒表,然后提问:

某网球锦标赛有127名选手参賽,一名选手轮空,其他126名选手进行63场比赛。在第二轮将有64名选手和32场比赛。请问:一共需要进行多少场比赛才能决出一名优胜者?

阐述完问题,肖克利立即按下了秒表。

这种面试方式,在上个世纪80、90年代,被如日中天的微软公司广泛采纳,从而引起了一股智力面试题的热潮,那是后话了。

回到肖克利,从1964年开始,他公开宣称智商分数的群体差别,证明美国白人要比黑人以及其他少数族裔智商高。其实他并不是第一个提出这个见解的人,但是在60年代民权运动高涨的时候,这话本身就非常不合时宜。

他还谨慎的建议,政府给智商低的人发放补偿金,让他们绝育。为了优生学的发展,他还把自己的精子捐献给一个精子库。这家精子库宣称要把诺贝尔奖得主的精子,提供给合格的年轻女性来培养天才后代。

这些话是不是听上去,和希特勒的种族优越论有相似之处?

传记作家乔尔·舒金写道:

如果肖克利是一个更好的经理人,他将是世界上最富有的人之一,绝对可以与比尔·盖茨相比。

然而肖克利尽管有科技才能,在人际关系、经营管理方面,却是一塌糊涂。甚至直到去世,他也未必理解自己的问题出在哪里。

他强烈的想要引发智商的话题,却招到美国民众的反感,收效甚微。

回顾一下在美国,引发公众对智力、智商话题强烈关注的:

  • 第一次:刘易斯·特曼的智商评测
  • 第二次:冷战时代,苏联卫星上天,美国人民关注科技竞争

而第三次,要等到PC革命开始,由兼具商业头脑和技术头脑的比尔盖茨,来引发了。

微软面试的智力题

1986年3月13日,微软上市。股价的显著上升,为微软缔造了4位亿万富翁以及12000位百万富翁。

在信息革命的PC时代,微软不仅仅成为了信息产业的头号公司,也是美国企业的象征和公众关注的焦点。在微软如日中天的时代,任何关于微软的话题都容易引发关注。就像后来乔布斯时代的苹果。

而当时微软招聘普通员工,以寻找「聪明有激情的人」著称,而不那么看重面试者的经验背景。面试中一个典型的风格,就是使用智力题,诸如:

  • 不用天平,如何能够称出喷气式飞机的重量?
  • 如果你能够移走美国50个州的任何一个,你要移走哪一个?
  • 如何设计比尔盖茨的浴室?
  • 每小时有多少密西西比河水流过新奥尔良?
  • 每天钟表的指针重叠多少次?
  • 纽约有多少加油站?

微软的智力题有个很大的特点是它是开放式,没有固定答案的。它实际上的考察重点在于一个人在面对未知困难和挑战时的反应,答案反而没那么重要。

这种反应分为三个层次:情感反应,智力反应和关系反应。

从情感反应的角度上来说,一部分人乍一拿到智力题这类之前从未接触过的题目,第一反应是完全懵住,进而在整个面试过程中都是大脑一片空白的状态;另一部分人则会进行自我调整,尝试去解决问题;而还有一部分人,反应则更为冷静迅速,甚至还会为遇到这种全新的问题而表现出兴奋、好奇和跃跃欲试。

在智力反应的层面,智力题主要测试一个人是否具有通过建构思维模型,或者说建立思考脉络来处理问题的能力。例如,估算纽约有多少加油站这个问题上,受过智力训练的人会给出多个完整的思路:先将纽约分为若干个区,再找出大约隔多少距离/多大面积会有一个加油站,从而估算整个纽约市的加油站数量;或者先调查纽约市的汽车数量并计算耗油量,再调查一个加油站的储油量,通过城市所需的加油站数量来估算实际数量。如果一个人能够给出多种解决思路,那么这不仅能体现出他有丰富的知识体系和思维模型,同时还能体现出他能够把很多信息灵活运用,并且建立关联。

在智力题的作答过程中,除去很少一部分应聘者会主动互动或询问,大部分人遇到卡壳或计算瓶颈时不会主动跟面试官交流。但实际上,互动有助于面试官更了解应聘者的思考状况,也可以为应聘者争取多一点的展示机会——这一点便属于关系反应的范畴。从这一点看,智力题不仅可以考察智力,还能考察情商。学生的学习也是同理。闷头学习并不会更有效率,能否更有效地获取知识要看学生能否协同他人,利用学习资源。

微软使用这类智力题来进行招聘的做法既与它的行业特点,也与比尔盖茨的个人理念有关。

在微软之前,并不存在独立大规模的软件行业,软件一般是购买硬件时附赠,软件开发者往往在硬件公司或者终端客户的企业。随着软件行业的兴起,人才也相对匮乏,因此微软的招聘是难以通过工作经验这一标准来筛选人才的。

比尔盖茨有句常说的话是:「微软距离破产只有十八个月」。意指技术型行业更新换代迅速,竞争激烈,不努力探索、谋求发展的话就很容易被淘汰。这就像后来的诺基亚,作为曾经手机行业的巨头风头无两,但其衰败也在一夜之间,从这一点来说,比尔盖茨的危机感不无道理。

这种危机感体现在招聘上时,比尔盖茨认为,为了面对剧烈的变化,最重要的不是员工有丰富的经验,可以应对已知的挑战;而且在面对未知的巨大挑战时,依然可以具备正面的情感,不至于仅仅因为困难就惊慌失措停步不前,同时有出色的能探索、解决未知问题的能力。

智力题面试,就是对于这种「未知挑战」的模拟。

微软的这种人才选拔标准也与教育的本质有相通之处:最好的教育不是培养人解决已知问题的能力,而是培养人解决未知问题的能力。能够有效解决未知问题的人,必然是既有强烈的好奇心和探索欲、不畏难,同时也是拥有丰富思维模型和善于利用和整合资源的。

筛选精英与培养精英

从另一个角度说,微软在上个世纪末属精英型的组织,招聘时主张「招前百分之一的人」。善于思考,愿意面对未知的挑战,这也是精英教育的一个重点培养目标。

很明显的是,当今的学校教育,即大众教育体系,是与这种精英教育背道而驰的:它不鼓励思考,而更倾向于机械式的死记硬背;它不是培养精英的,而是筛选精英的。

即使是在现有的大众教育中,也总有几个既有探索欲,也具备洞察力,能够举一反三的学生出现,这一类学生正是精英型高校或组织所青睐的。但它从系统上来讲,并非大众教育有效培养出来的,反而是一种例外。

在未成年阶段,精英人才的出现有两种渠道。一种是具备良好的环境,例如从小就生在高质量的家庭中,或者接受了高层次的学校教育。这种很大程度是拼爹的,毕竟一个人小时候的环境,影响最大的就是家庭,而能进入高质量的精英学校往往也是家庭能力的后果。

另一种则是自发生长的精英,即在平庸环境下,诸如大众教育的学校中突破了限制,具备了精英素质。就像在灌输式学校中,依然自发的拥有了强大的思考分析能力。

今天家长、同学的迷思在于,他们希望进入精英型的高校,然而为此却在中学教育阶段,盲从大众型的教育。明知道应试教育问题很大,却觉得没办法不得不如此。

然而真相是,精英型学校、精英型组织,并不青睐被应试教育塑造的人。他们青睐的是能够在应试教育的环境中,依然脱颖而出,超越环境的人。就像顶尖高校,并不喜欢靠题海战术获得高分的。

解决已知问题 vs 解决未知问题

前面我们谈到两条路线:学霸培养路线和学神培养路线。

对于学霸培养路线,关注点在于「解决已知问题」。例如中考、高考,给学生归纳出各种题型,然后逐一进行分析,确保掌握。

而对于学神培养路线,重点在于「解决未知问题」。反而不会是把知识、题型全都咀嚼的很细然后喂给学生,而是培养他们自我学习和解决问题的能力。例如探索事物的本质、战略性思考、举一反三建立事物的联系、自我反省能力、有效寻找和利用资源。

对于学霸而言,可能是「哎呀这些题都看到过都会解,好开心」;而学神则是「我靠这道题我都不知道怎么做,有意思」。

美国教育家斯金纳说:「如果我们将学过的东西忘得一干二净时,最后剩下的东西就是教育的本质了。」

解决未知问题的能力,是学习的本质。也是高水平理科教育的方向。

那么,在信息化技术的加成下,如何能够有效发展人们探索、解决未知问题的能力,学会思考呢?

这方面一个革命性的构想,来自于派帕特。

Mindstorms

在乐高中,有一个可编程机器人系列,品牌名称叫做Mindstorms。

这个名称源于一本书。

《Mindstorms: Children, Computers, And Powerful Ideas》,作者Seymour A. Papert,Logo编程环境的设计者。

可能有些人对Logo语言有印象,就是屏幕中间有只乌龟,你编程可以操作乌龟的行为,例如转向、走两步。

全书第一版写于上个世界70年代,但直到今天,它的思想依然领先于时代。读书的时候,顿感有些时候,事情发展并没有想象的那么快。

我从亚马逊买到的是第二版,从美国买回来也就100元左右,很值。书的序言作者叫做John Sculley,我想「咦这个名字好像比较熟」,然后想起就是乔布斯用「你是要卖糖水还是改变世界」勾引过来的那位百事CEO。

在书中作者主要以数学为例,讨论教育的变革问题。总结一些关键如下(英文书看的比较快,下面是我自己的理解总结。可能与原文有出入,仅供参考)。

要实现高质量的教育,你需要同时搞懂两大问题:特定教育领域(如数学)、教育方法。

他认为教育界的一大问题,就是常常忽略了前者,而关注后者(举个例子,今天很多教育改革者,思路就在积分、反馈这样的游戏化教育方法上)。但这样很难搞好。

作者以数学为例,说为什么数学一定是要教现有教科书上的知识体系呢?这些内容是很久以前沿袭下来的,有当时的历史背景。改进教育,首先的问题是检讨到底教育的内容和方向是什么。

作者提出了他的观察,就是有些领域,例如语言,其实内容挺多,但小孩自然而言的,就能学会讲话,各种各样的对话,并没有多少压力;而在数学这样的领域,为什么小孩的能力很难自然增长?只能依靠正式的教育。

围绕这样一条路线,成功的关键可能并不是在课堂上,给学生灌输多少知识。而是如何打造有效的系统,让人们可以在特定的领域(如数学)方面,「通过日常学习提升自然提升」。

作者指出,当前的教育思维中,有一个被习以为常的误区,恰恰扼杀了「非正式学习/自然成长」的可能性。这就是过度重视正确的知识。

以物理为例,我们都知道学校会传授牛顿物理学的知识,而对亚里士多德物理学(力是物体运动的原因),认为是错误的直接待过。

这样做的问题在哪里呢?作者认为,亚里士多德物理学,是牛顿物理学的自然步骤。因为亚里士多德物理学,其实是和我们的直觉吻合的。例如我们看到风在吹的时候,树叶就动了,比较自然地就能够得出「力是物体运动的原因」。

那么当我们砍掉了这个部分之后,其实我们的直觉,就和物理脱钩了。物理就不再是经验上可以理解的东西,而仅仅是公式和符号。

而人类的认知系统,是很难去理解公式和符号的,所以我们的经验与直觉,不再能够支持物理知识的自然提升。

数学也是如此,58+37=?,这些通常都是很抽象的概念,对于大多数人,尤其是小孩(他们的认知系统还不具备足够的抽象能力),缺乏个人的体验,也无法在日常中自然地提升认知。

作者谈到它设计Logo语言,其实就是想建立这样一个基于「自然认知」的数学教育方式。

在Logo里有个小乌龟,输入Forward 50就会前进50步,输入Forward 5就会前进5步,那么小孩很自然的,就开始把数字与实际经验建立了关联。

你可以让乌龟调整角度(例如45度、90度),这其实是在建立基本的几何概念:角度、二维空间。

通过Logo语言来做数学教育,可以产生一个传统教育方式很难达到的目标:让学习者在学习过程中,满足某种个性化的需求。

传统的数学教育,大家都算两只兔子加5个老鼠一共有多少支脚,这种对于小孩来讲,缺乏个人动力。

而当用Logo编程语言的时候,有些小孩想画一朵花,有些想画一个矩形,因为这是他们自己的目标,自然兴趣就足了很多。

作者指出,那些爱学习/学习能力强的人,常常是在学习中,找到了满足某种个人需求的方式。而高质量的教育,可以让更多的人获得解决自己问题的学习动力。

回到「认识教育内容」的问题,「复杂问题的分解」其实也是数学的一部分。在传统的数学教育中,常常人们很难理解「这和我有什么关系」,所以也难于掌握。

而在Logo这样的编程语言中,小孩想要花一个比较复杂的形状,常常很自然的需要把一些重复步骤,弄成函数。于是他们就在无形中,建立了「问题分解」的概念。

所以作者谈到,藉由计算机建立的虚拟世界,可以提供前所未有的强大手段,在激发人们个性化动力的同时,帮助学生建立「经验世界与理论世界」的联系,从而让他们可以在日常生活/环境中,自然的提升。

而更强大的是,通过一系列的、循序渐进的虚拟世界,你可以将复杂的领域知识,拆分成一步一步的顺序,帮助掌握。例如教授物理概念,一开始虚拟世界中的物体,没有质量的概念。而在后面的虚拟世界中,开始引入了质量。这样的层层推进,大幅度提升了学习的成功率。

几十年过去了,为什么我们的教育,还是在传统上奔跑呢?作者也谈到:教育能做什么是一个技术问题,而教育会做什么,则是一个政治问题,变革可能是缓慢的。

派帕特:巨大的成功与失败

Seymour A. Papert,是MIT AI Lab的创始人之一,人工智能领域的先驱。

他的logo语言,开启了计算机编程教育的时代。他被公认为儿童计算机编程教育的创始人。

在上个世纪一段时间,logo是最流行的儿童编程教育语言环境。

而他在MIT AI Lab的学生,研发了Scratch软件,在今天是最为流行的儿童编程语言。

从某个意义上,他的构想取得了最大的成功。

然而从他的教育野心来说,他又是非常失败的。

因为他的念想,是改变美国的公立教育体系。从一个传统的老师主导的、难以激发学生主动性创造力、发展思考能力的大众教育体系;变成一个可以让人自主学习、充分探索、发展深度思考能力的精英教育体系。

概要说的,其实他做的事情,他所看到的信息技术给教育带来的潜力,是精英教育的全民化,让更多的人真正热爱、学会思考。

Logo语言这个名称,就来自于希腊文logos(罗格斯:逻辑、思考之意)。

然而几十年过去了,美国的公立教育体系,依然没什么本质变化。

在过去的新冠疫情中,我们也看到了,美国民众中反智群体的庞大,缺乏基本的科学素养。

以前在知乎上分享了派帕特的思路之后,我收到一个评论:

「mindstorms」鼓吹的是「皮亚杰式的学习」,例如各种恒常性的获得,是在没有奖励,不用刻意划出特定时间的学习。佩帕特强调这种学习的本质是「非课程的」,他在书里提到美国中小学教师写信问他「怎么用计算机在课堂上教数学」的口气是无奈的,因为他心心念念的是piagetian learning。他翻来覆去说的学数学要像学法语的类比,不应被当作学校课程来理解。事实上他在别处说过,世界上有极大数量的知识,一群人却在那里纠结哪一极小部分的知识应该教给学生。这几乎是对课程最尖锐的讽刺了。mindstorms不是佩帕特的最后一本书,从后来的书里也可以看出,他对学校教育已经不抱太大期望了。任天堂给了他三百万美元搞研究,他告诫大家拿游戏的糖衣裹学校教育的药是无效的。

知识森林学习软件:对派帕特思想的继承

派帕特的思想,指出要通过更加直觉的方式,让人们产生学习动力,在学习活动中自然的去产生探索、去发展思维能力。

为此,他们设计了logo编程环境,通过「乌龟」这个视觉化载体,让人们可以在虚拟世界中,学习探索思考。

基于这种思路,我研发了知识森林学习软件。

这款软件,把「知识体系」视觉化。让同学们可以创建出一个虚拟的「知识世界」,通过建设这个知识世界,来拉动学习、思考能力。

最终是一个高度直观、游戏化的、自主驱动的学习,而不再是传统课堂老师主导。

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