北美理工科教育衰落原因初探

来源:《瞭望》新闻周刊 作者:沈乾若 时间:2020-08-10
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 发现式数学标准釜底抽薪,乃美加数学教育衰败的首要原因

 综合科学课程推行半个世纪,颠覆了基础科学教育,也损害了高等科技与工程教育,是教育史上一项重大失误

 自由松散的学分制、走班制和毕业升学日益降低的标准,对理工科造成的冲击最为严重。理工科领域逐渐凋零,人才匮乏

 中国及西方的传统教育均有改进空间,创新是必要的。而创新必须建立在继承的基础之上,不是另起炉灶,否则不过是重复他人走过的弯路甚至回头路


北美理工科教育衰落原因初探

文/沈乾若

作者为加拿大博雅教育学会名誉会长、加拿大西蒙菲沙大学数学博士

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  当今不少国家热衷于学习美加等西方国家教育的理念与做法。然而有没有实践结果表明,西方国家的做法都更有效、更先进呢?


  笔者原在国内中学与大学执教,在加拿大取得数学博士学位后,又从教十数年直至退休,故对中西教育体系均有了解。美国教育是分层的,大众教育有严重弊端,精英教育却不曾放松。西方传统教育的一些理念和做法,如定位于全面发展的人文教育、独立自主的批判思维、珍视与培养创新能力、人才培养的多样化理念与渠道等等,仍然值得发掘与学习。然而,北美及西方的理工科教育早已大幅衰落,风光不再。它们的许多所谓经验,实际上正是造成理工科教育衰落的原因,应仔细甄别。


  美国理工科教育的下滑自半个多世纪前即已开始。1957年苏联发射第一颗人造地球卫星,给美国带来极大冲击。美国教育从此开始频繁改革,基础教育伤筋动骨。


  若干年前美国提出STEM(科学、技术、工程、数学)的概念,正是由于这些领域已经衰落,需要给予特别的关注和增加投入。整个世界的理工科精英,有相当比例为美国服务。即便如此,其科技人才的短缺也已引起普遍的忧虑。许多美国人因不懂数学和科学,无法承担较高技能的工作。企业和政府都闹人才荒,很多职位招聘不到人选。


数学课标的蜕变

和发现式数学的釜底抽薪


  美国和加拿大数学课程的安排,代数、三角、几何等分支内容分散在各个年级穿插讲授,循次递进。这种做法被称为“螺旋式上升”。“螺旋式上升”的安排致知识碎片化,一定程度上影响学生系统、深入和总体性的把握。中学数学内容和难度也无法与中国相比,造成大学学习的困难。很多大学都不得不为新生开设补习课程。


  数学改革中危害最甚者为小学的发现式数学。该课程标准是美国在上世纪60年代的新数学运动中制定的。发现式数学将传统数学推倒重来,在内容、结构以及思路与方法上全然不同。


  小学数学过去称为“算术”,即核心和主体是算术,辅以初级几何。算术是最早形成的基础学科,含自然数、整数、分数及小数,度量衡,加减乘除四则运算,百分数、比例、比率等等。这些构成人们日常生活与工作中必要且足够的数学知识技能。代数则不同,它是在科学技术的发展中形成的,用来解决比较复杂的问题,日常生活中通常用不到。算术亦是学习代数、三角、物理、化学等学科的前提,而且它简单易懂,贴近生活,适合小学生的兴趣与智力水平。故算术和语文并列,构成一个人的文化基础。


  发现式数学的设计者们把算术当成了丑小鸭。他们删减、压缩算术,将中学数学中抽象的数列、变量、方程等概念下放到小学。这种做法等于建造大厦而不打地基。


  发现式数学轻忽甚至放弃加、减、乘、除竖式运算等传统算法,编造出一些幼稚荒唐的套路要求学生掌握。譬如,要三年级学生数圆圈做个位数加法;用10×10的数表数格子做两位数加减法;用“加倍再加1”的规则计算6+7;重组方法计算82÷5等等。本来直截了当的四则运算,硬是让已有初步抽象思维能力的小学生退回原始笨拙的方法。教材中甚至屡屡出现错误。


  标准算法被其他莫名其妙的方法挤占,结果学生一无所得,离了计算器寸步难行。最困难的是分数,连通分都不会。


  笔者认为,发现式数学标准乃美加数学教育衰败的首要原因。近年来美国大多数州已不再实行发现式数学课标,而采用各州核心课程标准。


综合科学课程颠覆科学教育


  综合科学课程指的是初中阶段以物理、化学、生物及地球和空间科学组合在一起的课程。以综合科学课程代替理、化、生分科设置,是20世纪中期开始的一项重大改革。


  经过半个世纪的推行,这项改革颠覆了基础科学教育,也损害了高等科技与工程教育。


  第一是综合课程将理、化、生三门课程合并成一门,减少了科学教育的课时。科学类课程得不到足够投入,无法承载宏大精深的各学科内容。


  第二是以中学教师的知识结构和水准,无法承担理、化、生等众多科目的综合教学。现成的师资不能用其所长,不得已讲授自己一知半解的东西。


  第三是分科课程均构成具有内在逻辑性的整体,利于学生系统、完整地掌握该科知识,而综合课程讲授的知识碎片化,又多是描述性、常识性的,很少有概念的深入讲解和公式的推导应用,无法承担奠定理工科学业基础的功能。


  培养理工科人才,中学是基础。科学主干课程需要足够的时间与投入,为大厦夯实根基。即使文科类和不准备升大学的学生,在当今的高科技时代,通过初中分科课程来掌握基础科学知识,也是必不可少的。非分科课程不能担当奠定理工科基础的重任,综合课程实行以来的半个世纪,北美科学教育江河日下。


低标准低质量的综合中学


  上世纪60年代之前世界各国的高中阶段多为双轨制,即普通教育和职业技术教育分别由两类不同的学校承担。北美则将两类学校合二而一,称为综合中学,上世纪60年代起在美国和加拿大推行,成为中等教育的主要结构。


  综合中学课程种类很多。除必修课外,还有多种选修课,如绘画、打字、烹饪、木工等。而且同一门课分为多个档次,包括升学类、应用类、简易类,以适应不同类型学生的需求。同时开设职业预备课,让学生了解各种行业与工作岗位。


  然而,综合中学目标多且分散,将各类学生混在一起,不可避免地顾此失彼,既拉低了升学类学生的学业水准,也延误了就业类学生的职业培训。


  在中国,升学率是衡量中学质量的指标,这使得中学课程加深变难。而在美加,指挥棒却是毕业率。为了多数学生拿到文凭,所谓高中毕业,除英文外,其他科目大多只要求初中水平。因此,低标准低质量,乃综合中学的痼疾。


  教育综合化旨在追求教育的平等。但社会人群间的差异乃客观存在,教育平等不意味着给不同人群提供相同的教育,而是为各类人群提供各种适当的教育机会,因材施教,使学生各种潜能均得以成长和发挥。以追求平等为初衷的综合化运动,由于未能提供多种类型的教育,反而阻碍了依赖于公立教育的社会中下层向上攀升,加剧了贫富两极分化,使社会变得更加不平等。


过度自由的课程选择

和毕业升学的低标准


  西方国家只有小学实行班级制,中学采用学分制与相应的走班制。


  学生没有班级也没有固定的教室,像大学生一样,中学生背着书包到处跑。十几岁的孩子一般缺乏自律能力,在这样一种开放松散的组织模式下,学生得不到严格管教,多数在学业上比较放松、散漫,造成反智倾向、抽烟、吸毒和校园霸凌等不良风气的蔓延。


  对于处在青少年时代的中学生,尤其是低年级学生,班级制对其学业和人格成长极为重要。班主任的关怀照顾与管理、班集体的归属感和团队合作、同学间的相处与切磋等,对孩子是宝贵的人生经历与体验,在其心智成长中不可或缺。


  学分制为学生提供了自由空间,但它并非万能灵药。除走班制造成的管理松散外,过分自由的选择也是造成社会科技文化素养低下、理工人才匮乏的一大原因。


  以加拿大不列颠哥伦比亚省为例,来看一看学分制下的高中毕业标准。学分总数80学分中,必修的STEM课程仅占16学分,区区五分之一。不列颠哥伦比亚省中学毕业原有全省统一考试,实行了一百余年,但在2004年改为选考,至2016年所有省考竟全部取消,改为数学和英文水平测试,而数学测试仅十年级程度。据笔者观察,选读十二年级物理的学生仅约15%。


  申请美国大学,本来须提交美国大学入学考试ACT或者学术能力评估测试SAT的成绩。ACT和SATⅠ测试基础文化素养,其中的数学和科学推理大致为十年级程度,为各大学强制要求。SATⅡ为科目测试,选考科目取决于相关院校规定,标准要求为三科。然而近年来,为了保障非裔和拉丁裔等弱势群体有入学机会,美国一些高校取消了对SATⅡ成绩的要求。包括哈佛大学、加州大学在内的很多大学甚至不再要求SAT或者ACT的成绩。


  优秀生源选拔有其他一些渠道,如大学先修考试AP和国际文凭课程考试IB,以及英特尔国际科学与工程大奖赛、西门子数学科技大赛、美国数学邀请赛等,为大学提供有价值的参考。


  从以上介绍可知,美加自由松散的学分制、走班制和毕业升学日益降低的标准,对于不同的人群结果不同。禀赋优异且自律的学生有自由和渠道通过努力成材。但一般学生中,幸运者得以接受高等教育,大部分却未能获得应有的知识文化教养。就行业而言,对理工科造成的冲击最为严重。不但进入该领域的人数占比极低,而且之后又有三分之一以上的学生因修课困难而转到其他领域。


学校是育人圣地

不是商店或服务行业


  传统教育培养目标存在过于模式化、缺少多样性的问题;因材施教,顾及学生的差异和个性是必要的。然而,差异性和相似性,个性和共性,乃一体两面。学校建立的基础是共性。统一课程、统一授课、统一考核的学校是社会发展进步的产物,绝非沙滩上的建筑。可以对其调整、改进,却不应随意推翻。将个性化推向极致,只能是倒退。


  学校是育人圣地,不是商店或服务行业。西方中学师生之间缺少中国式的亲密关系,学校确实不无课程超市的味道。这不是我们应当学习的。


  教育的目的,既为满足个体的需要,也为社会整体的生存和发展。当今风行的重视前者而轻忽后者的思潮,是严重的偏差。选择应该是双向的。一方面是学生和家庭的选择,另一方面是国家和社会从全局出发,为形成科学合理的人才配置,为持续发展所作的选择。因眼界和水平所限,个人选择通常难以避免盲目跟风、避难趋易和金钱至上。西方以学分制为起点的一系列制度与标准,将个人选择摆在高位,留给国家与社会的选择空间过小,造成今日理工科人才匮乏的局面。


  中国在中学坚持学年制和班级制,保证了大范围内基础教育的质量。尽管有必要引入选修课,把一部分选择权交给学生,更有必要给学生留下时间和空间来发展兴趣专长。但若盲目学习西方的一套低标准加过度自由选择的制度,过度缩减统一课程,将学校办成“课程超市”,则西方前车可鉴。


  “师者,所以传道受业解惑也。”教育的基本功能乃传承,一代代传承数千年来人类创造的辉煌科学文化。中国及西方的传统教育均有改进空间,创新是必要的。而创新必须建立在继承的基础之上,不是另起炉灶,否则不过是重复他人走过的弯路甚至回头路。再者,技术可以不断地推陈出新,科学的演进则不同,它艰难而缓慢。以传承科学文化为宗旨的教育,更应当持续稳定,而非频繁地创新。


  当下的西方教育有其合理及先进之处,然而糟粕亦多。实践是检验真理的唯一标准。学习西方教育经验,必须以其实践结果为依据,去粗取精,去伪存真,而不是顶礼膜拜,盲目照搬。中国教育的优势,亦应得到充分的肯定与坚持。LW


刊于《瞭望》2020年第32期


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