教育最大的挑战,是“发现新的思维方法”

2010年,英国曼彻斯特大学教授安德烈·盖姆,因为得到了单层的石墨,也就是石墨烯,而获得了当年的诺贝尔物理学奖。

那是一种科学家曾经认为不会存在的二维物体,它不但是人们获得的最薄的物质,也是最坚固的物质。人们预计,石墨烯将来有可能应用在各种新鲜的电子设备上。

也许你们会想,盖姆教授得付出多大的努力、得使用多特别的仪器,才能让自己获得这一殊荣啊?

答案恰恰相反。

他用的是最便宜的工具——透明胶带。他用透明胶带粘在石墨的顶层,再撕下来。这样就会有碎片脱落,粘在胶带上。这时碎片仍然相对很厚,盖姆就对折胶带,再粘一次,得到更薄一些的碎片。重复这个过程10~20次,就得到了10层薄的石墨薄片。最后,在此基础上,他得到了石墨烯。

盖姆用透明胶带剥离石墨薄片的做法,被学术界命名为“透明胶带技术”。这样一个听上去不够“高科技”的技术,却帮助他获得了科学界曾经认为不可能得到的材料。

此前,一位中国人曾有机会分享盖姆的荣誉。他是盖姆新招的博士生,盖姆让他把一块石墨打磨出小薄片来,越薄越好。

这位中国博士生,用一台精密的打磨仪器工作了整整三个星期。然后,他拿着打磨出来的石墨薄片见盖姆。盖姆用显微镜观察了一下,这个薄片大约有10微米,也就意味着大约有1000层碳原子。

盖姆问他:“你还能弄得更薄一点吗?”

中国博士生回答说:“那样的话,我需要一块新的石墨。”

盖姆提供的石墨叫做“高定向热解石墨”,大约300美元一块。听他这么一说,盖姆的话就不那么中听了,他对中国博士生说,你不需要为了一个薄片而把整块石墨都用光啊。中国博士生则回敬道:“你这么聪明,那你自己干啊!”

博士生的话说到这个份上,盖姆作为导师别无选择,只好亲自上阵。

他没有在中国博士生面前丢脸。小小的透明胶带,就解决了中国博士生认为不可能解决的问题。

盖姆与中国博士生的差别在哪里?是知识的多寡吗?

恐怕不是。

他们的差别,正在于各自思维方法的高下。

这位中国博士生,成长在处处有标准答案的教育系统之中。在这个教育系统中,学生学习的过程就像是一个“建超市”的过程。他们没有选择地把大大小小需要考试的东西搬进自己的“超市”。然后考试的时候,对着一个“提货单”进行提取。学习好的学生,就是对存货进行细致存储,并在存储之前进行清晰分类的学生,这样,在提取的时候就比较方便,也容易取得很好的考试成绩。

然而,当遇到没有标准答案的新情况、新问题时,拥有“超市型”知识的学生便一筹莫展了。

真正的智慧,掌握在那些拥有自己“工具箱”的人手里,就如盖姆教授那样。他们有自己的方法体系,遇到问题,能够从不同的角度理解它,也能够创造性地解决它。

现在,我们的教育教学很强调学生的兴趣,以为只要调动了学生学习的兴趣,他们便可主动吸取知识,很多问题也能迎刃而解。但我更赞同爱因斯坦的观点。他认为,只有掌握了方法,才能感受到学习的乐趣,而不是相反。

思维方法,并不能直接传授,它只能让学生去感悟、去顿悟。这是因为,思维具有自我完成的品性。涵养它,要舍得“耗费”宝贵的课堂时间,下得“水磨”的功夫。尤其是对核心知识的学习,要拒绝直线式教学,提倡抛物线式教学。

什么是直线式教学?就是把知识从老师那里,一条直线式地传输给学生。知识学得快,效率高,但学生的思维无法向深层次发展,智慧悟得少。

什么是抛物线式教学?就是老师先去“探测”出学生脑海中已有的知识,对其发出挑战,然后让学生自己去意识到问题所在,自己去探索,进而建构起自己新的知识体系……它强调质量重于数量、意义重于记忆、理解重于知觉。

看起来,老师放慢了教学节奏,但学生思维实现了深度卷入,思维品质也更加经得起考验。

可我们的教育,恰恰少有这种抛物线式教学,少有通过感悟、顿悟让学生去形成自己思维方法的过程。

我们的教育能不能在保持原有优势(如对“双基”的重视)的基础上,围绕核心知识、核心能力、核心素养的学习与养成,适时改变教育的节奏?

比如,在知识的授予过程中,不要把知识当成免费的黄金珠宝,把它们直接塞给孩子。而是学会选择,在一定时间里严格限制孩子得到知识的数量。像一个月允许孩子得到一个核心知识,在这一个月里,孩子们必须付出很多的汗水和辛苦,动手、思考、感悟,学习核心知识的过程,也就是培养核心能力和核心素养的过程。

我们的教育,尤其是中小学教育,不要一味做知识的“贪婪鬼”。

算一算,一个核心知识,如果是直接讲授的话,也许只要一天。用一个月的时间学习,相差29天,这29天就是感悟、领悟的时间。“慢”的抛物线式教学,会让孩子获得一个高附加值的东西:智慧;会养成一种令人渴望的品质:创新。

“智慧”是什么,其实就是一个人发现知识和运用知识的能力,是锤炼出来的能够以不变应万变的“工具箱”——思维方法或方法体系。拥有了它,我们就拥有了征服未知的工具。

方法的知识,对于个体来说,具有终极的和终身的意义。所以,法国哲学家笛卡儿才说:“最有价值的知识是关于方法的知识。”而美国教育学家克罗韦尔则指出:“教育面临的最大挑战,不是技术,不是资源,不是责任感,而是……去发现新的思维方法。”

面对这个挑战,我们准备好了吗?

一些先知先觉者开始行动起来。有的学校开设了思维方法课,如南京师范大学附属小学;还有的学校开设了儿童哲学课,如上海市杨浦区六一小学。

也许有人奇怪:哲学与思维何关?

在很多人看来,哲学是“无用之学”,因为它不能解决具体问题。但它思考问题的路子,却可启迪智慧,帮助人们养成独到的思维方法。因此,哲学才会又被视为“大用之学”。

曾获诺贝尔物理学奖的日本科学家汤川秀树,坦率地把自己的物理学成就归功于中国道家哲学。他在幼时背诵《庄子》,书中的“攸”“忽”“混沌”等概念激发出了他的“介子”理论构想。

著名科学家钱学森晚年提出了大成教育构想。在这个构想中,所有知识分成了11个门类,如自然科学、社会科学、数学科学、系统科学等,而与这11大科学技术部门相对应的,是自然辩证法、唯物史观、数学哲学、系统论、认识论等哲学门类。

他说:“连思维都不科学,哪还有什么科学?”

如今,我们不重视哲学教育已是大错特错,而把许多哲学范围的知识,当做思想政治课的内容更是错上加错。

钱学森的话,实在是一声响亮的警钟。