在歐洲,流傳著這樣一個笑話:“一條船上有75頭牛,32頭羊,問船長幾歲?”法國的一份調(diào)查報告顯示,有64%的學生給出了“答案”:75-32=43歲。華東師大的張奠宙教授在我國一些中小學做了同樣的測驗,得到上述答案的學生比例竟高達92%,甚至在上海市某重點中學的高三年級,也有10%的學生如此作答。
這不能不讓人驚訝——我國的學生,可謂是在習題的海洋中“茁壯”成長起來的,當他們面對一個簡單真實的情境時,竟變得束手無策,得出荒唐的答案,難道學生越學越笨了?
習題,一般都是根據(jù)真實的情境進行抽象或者加工,由教師或專業(yè)習題編纂人員編制而成的。它們給出的條件都是有用的,解題的方法都是一定的,最終的答案也都是固定的,差別只是繁雜程度不同而已。經(jīng)過這樣長期的習題訓練,學生便形成了思維定勢,認為所有數(shù)學問題都是有序的、有解的,只是不同數(shù)字的組合運算罷了。因此,也就產(chǎn)生了上述笑話。
但真實的世界是復雜的。比如,即使掌握了豐富的物理知識,也無法預測:一片掛在枝頭的樹葉是否會落下。若要解決這個問題,必須研究樹葉形狀、風力大小、風的方向、風在每一瞬間的變化等變量,同時明確它們之間的關系,才能做出準確的判斷,但誰又可能知道所有這些復雜的、不定的變量呢?這真是個難以解答的問題。
由此可以看出,繁雜問題與復雜問題是兩個不同的概念,但人們很容易將二者混為一談。繁雜問題之所以繁雜,在于其包含的關聯(lián)部分比較多,但是這些關聯(lián)部分都以固有的模式運行。比如,駕駛商用飛機涉及一系列繁雜的步驟,但這些步驟都是可以人工控制的,因此飛行的安全性得以保障。所以,我們可以對繁雜系統(tǒng)的運行做出準確的預測。從這個意義上講,再難的高考數(shù)學題、物理題,也屬于繁雜問題的范疇,總是有解的。而復雜問題,同樣包含有許多關聯(lián)部分,但不同的是,其中有的關聯(lián)部分以固有的模式運行,有的關聯(lián)部分則總在不斷變化并相互影響著,甚至有的關聯(lián)部分根本無從發(fā)現(xiàn),即使發(fā)現(xiàn)了也很難弄清相互間的運作模式。例如,一個人的成長受制于諸多因素的影響,我們難以預測他的人生軌跡,或是收獲怎樣的人生成就。所以,復雜問題不一定有“標準答案”。
總的來說,復雜問題主要有下列特征:不可預測性,需要用創(chuàng)新的辦法來解決;唯一性和不可重復性;使用表面的簡化手段,并不能使其呈現(xiàn)的模糊性和不確定性得以明晰;需要用創(chuàng)新思維來認識并解決問題。
繁雜問題與復雜問題的區(qū)別,也正是習題與原始問題的區(qū)別。比如,“嬰兒由成人抱著坐在汽車里是很不安全的。請計算:在0.1秒的撞車中,若撞車前車速為60千米/時,需要多大的力才能抱住一個10千克的嬰兒?”這是一個習題,雖然它在形式上聯(lián)系了生活情景,但卻提供了完美而詳細的數(shù)據(jù)條件,實際上并沒有給學生設置出真實的問題情境。而“嬰兒由成人抱著坐在汽車里是很不安全的。現(xiàn)在請你估計一下,在很短時間的撞車中,需要多大的力才能抱住嬰兒?”這才是原始問題。它把每個變量鑲嵌在真實的問題情境中,而不是直接告知。這樣一來,學生就需要親自去尋找變量、構造關系模型、對變量進行估計賦值……最終也能得出結論。雖然這個結論不是所謂的標準答案,但經(jīng)過這樣的訓練之后,學生分析、解決問題能力的提升,遠遠大于解標準答案能夠帶來的。
目前,我國的習題教學正是這種“掐頭去尾燒中段”的訓練,導致學生只會考試,不會做研究工作和解決實際問題。其實,現(xiàn)實中的很多問題都是復雜問題。我們教育的目的,是要學生面對真實的世界,解決現(xiàn)實的問題。
習題與原始問題,繁雜問題與復雜問題,不僅給定條件的方式和程度不同,更是能反映出不同的教育觀念:是教給學生繁雜的思維方式,還是復雜的思維方式?是教給學生“活”的知識還是“死”的知識?是只教知識還是既教知識又培養(yǎng)能力?用復雜的思維方式,教會學生解決原始問題,才是提高學生能力的根本之道。同樣,我們的教師、官員也要學會用復雜思維來看待教育,才不至于對教育做出荒唐的決定。