教了41年中小学数学的藤校教授说:数学课上根本没有数学
看点 数学是什么?数学有什么用?数学的乐趣在哪里?大多数人学了十几年数学都无法回答。哥大博士、藤校教授、专业数学家保罗·洛克哈特,“下沉”教授中小学数学课四十一年,他如何看待传统的数学课?如何把数学还给数学课?他的经历又对学校教育有哪些普遍的启发?近日,外滩特约作者、上海民办平和学校IBDP TOK教师瞿逸冰与保罗进行了对话。
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文丨瞿逸冰 编丨Luna
“我完全不想聊学校。”保罗·洛克哈特(Paul Lockhart)说。
屏幕另一端,作为采访者的我有点尴尬,因为我的采访提纲中列了很多学校教育的问题。
在采访前,我知道因为保罗的背景、经历、和作品,让很多美国人将其视为教育的救兵。保罗是专业数学家,哥伦比亚大学博士,加州大学伯克利分校和布朗大学的教授。
他是学校的逃兵。在很多场合,他都直言不讳地说,“我从来没有享受过一节数学课”。大学只读了一学期,他旋即退学,自己钻研数学。
保罗·洛克哈特
保罗不是只会批评的务虚派,至今他已经教了41年数学课。大学退学后,他就一直兼职中小学数学家教,用自己学数学的方式教数学。2000 年,他决定系统地教,于是“下沉”到纽约布鲁克林的圣安学校,这所学校从幼儿园到高中都有,保罗每个年级都教。
此外,他还出版了三本书《一个数学家的叹息》、《度量》、《极简算术史》,每一本都在亚马逊畅销榜上。
《一个数学家的叹息》在美国教育界引发了特别的轰动。斯坦福教授、Coursera热门课《数学思维导论》主讲人德夫林(Keith Devlin)曾评论说,这本书是他认为对K12数学教育最好的批评。
藤校教授,中小学,数学课。
数学课,如此重要却好像天然与有趣为敌。保罗认为数学是什么?应该怎么上课?这样一个实践者又为什么不愿意谈学校呢?
四月的最后一天早晨,我和保罗进行了一场对话。
保罗(左)与本文作者瞿逸冰(右)
“为什么很多人都不喜欢数学?”
喜欢数学常常和高智商人群联系在一起,因此,我只好躲在“很多人”这个词背后,代表自己问保罗。
不过,出乎意料,数学家保罗倒是很理解这种不喜欢,因为他也不喜欢,“数学课上根本没有数学”。
保罗有个绝佳的类比,他称之为“音乐家的噩梦”。
想象有一天,音乐成了学校里最重要的那门课。
我们都知道,音乐家用音乐的语言说话,这种语言由奇怪的“黑色豆芽菜”和线条构成。因此,专家们决定,小学到高中的音乐课,首要任务就是帮助学生熟练掌握这门语言的规则。
一个小学生不堪其苦,吐槽说:
“音乐课就是我们拿出五线谱纸,老师在黑板上写下一些音符,然后我们抄写下来,或是转换成其他调。我们必须确定谱号和调号的正确性,而我们的老师对于四分音符是否涂满,要求非常严格。有一次我在半音阶的测验题中答对了,老师却没给我分数,说我把音符的符干摆错了方向。”
而较高年级的学生,必须为标准化的测验和大学入学考试做准备,学习音阶和调式、拍子、和声、复调等课程。
老师们说,“他们得学习一大堆东西,但是等到大学他们终于听到这些东西,他们将会很感激在高中所做的这些努力。”
当然,大学里主修音乐的学生并不多,而一直到研究生阶段,大家才开始被允许欣赏和创作。只有少数人才听过音乐。
即使如此,专家们坚持认为,让社会上每个人都知道什么是转调、什么是赋格是很重要的。
有一丝荒谬?
还好,这不是音乐教育的现实,不过很遗憾,这是数学教育的现实。
保罗说,不否认,凡事都需要练习,但是练习不是目的。
现在的学校花太多力气在教授数学的“规则”上,比如概念、公式、技巧等等,而忽视了数学的本质。
英国数学家哈代(G.H. Hardy)认为,数学是研究模式的学科,“一位数学家,就像一位画家或诗人,是模式(pattern)的创造者。如果他的模式比画家或诗人的模式能留存得更久,那是因为这些模式是用理念(ideas)创造出来的。”
作为一门伴随人类两万年的学科,每个人当然有能力做数学、欣赏数学。
“如果你觉得一个小学生可以写莎士比亚读后感,为什么他就不能对数学提点看法?”保罗说。
2000年的时候,保罗来到纽约市布鲁克林区的圣安学校,开始系统教授幼儿园到高三数学。
这所学校和保罗是一代人。1965年,一群热爱诗歌、戏剧、艺术的嬉皮士,不想让孩子接受工业社会的标准化教育,开办了这所学校。
圣安学校
著名学者戴锦华曾说,二十世纪六十年代“是理想主义处在最高峰和最强音的时代”,马丁·路德·金、圣雄甘地、切·格瓦拉、甲壳虫乐队都是那个时代的面孔。
一个理想主义者,一所理想主义学校,全新的数学课就这么开始了。
在保罗眼里,数学家的艺术就是:对于我们想象的创造物提出简单而直接的问题,然后制作出令人满意又美丽的解释。
把数学还给数学课,保罗做了这两点:
1. 选择有趣,而不是有用的问题
你猜,YouTube上最火的数学视频是关于什么的?
贷款利息?中奖概率?人工智能?
都不是。
这个视频讨论的问题很简单:
与生活毫无联系的问题,但足够让网友着迷。
学校的数学课就缺少这种纯粹的乐趣。
近几十年来,数学教育不断改变,很多人想让数学变得更有趣、更实用。
比如,我们会让小学生计算贷款利息,觉得这就是真实世界、贴近生活,但是作为一个看到贷款利息就头晕的成年人,你觉得孩子真的会对复利感兴趣吗?
又比如,一个小学代数问题,“如果我们知道玛丽现在的年龄是她七年前年龄的两倍,你能算出来她现在的年龄吗?”
看似很日常,实则牵强。难道有人会知道一个人“现在的年龄是她七年前年龄的两倍”,却不知道她的实际年龄吗?
在保罗看来,数学课在强行创造与生活的联系,而“数学的有趣之处,就在与我们的生活完全无关!”
如果你的手边正好有笔和纸。请你在纸上画任意一个四边形,取各条边的中点,联结起来。
出现了什么?
一个平行四边形。
请你多尝试几次。
你会发现,不管原来是什么样的四边形,他们四边中点所连成的封闭图形总是一个平行四边形。
“这太令人惊讶了,”尽管已经是专业数学家,保罗还是会为这样的事实感到激动,因为“数学就是原始的创造力和美学的感受力”。
多画几次,不用启发式提问、不用项目式学习,更多的问题马上就会随之出现,是否总是一个平行四边形?为什么总是一个平行四边形?
简单、明确、没有用,但这就是数学,数学就是想知道、玩耍、娱乐自己。
2. 忘记技巧、公式、概念,让孩子做数学
如图,在长方形中有,一个三角形,我怎么知道这个三角形的面积是长方形的多少呢?
如何知道答案?我们试着像图上那样,用一条线把长方形切成两半。
可以发现,这两个部分都正好被三角形的斜边均等切开,所以三角形里面和外面的空间是相等的。
也就是说,这个三角形一定是正好占了长方形的一半!
这就是数学家的艺术!
保罗说,数学就是对于我们想象的创造物提出简单而直接的问题,然后制作出令人满意又美丽的解释。
“没有其他事物能达到如此纯粹的概念世界;如此令人着迷、充满趣味,而且不花半毛钱!”
保罗的课上,就这么玩数学。
他最喜欢给低年级上课,因为他们接受的学校数学训练不多,因此还保持着很大的兴趣。
“没有小孩不喜欢数学”,保罗说。
和低年级的学生一起,他们玩各种游戏、做各种尝试。
比如,一起摆弄小石子,就像古巴比伦人一样。
有些数量的小石子能排齐、一对一对的,有些则不能,总是会有一颗石子没有同伴。所有的孩子都能在这时发现,能不能排齐,可以作为一种数的性质。
在教科书上,我们称之为奇偶数,但是在保罗的课上,你可以自己命名,因为这是你的发现。
“数学家们最不在乎的就是概念的名字,”保罗说,所有的名字只是当时的人做出的选择而已。
而学校的数学过于强调技巧、概念,重视“什么”而不是“为什么”,伟大的问题、问题的历史、创意的过程,这些数学的背景,也随之消失。
在保罗看来,真正的数学教育应该是:
丢给学生一个好的问题,让他们花力气去解决并尝到挫折,看看他们能得到什么。直到他们亟须一个想法时,再给他们一些技巧,但是不要给太多。
作为一个不用考试的成年人,我当然觉得保罗的课非常有趣。但学校是有节奏的、家长是有要求的,于是我问,“家长都认可你的课吗?”
“三分之一的家长非常喜欢,三分之一非常不喜欢。”保罗很诚实。
有次,保罗在学校为家长们做课程介绍,他的同事听到走廊外家长们的议论:“教这些东西,考试又不考,这些孩子将来能上藤校吗?”
保罗苦笑:“我就是藤校教授,上了藤校不是还是得和我学?”
保罗很受美国教育界的瞩目。很多数学老师写信给他,说自己也想改变,希望把数学课教得像他一样有趣。
但是他知道,自己的课从来不是什么创新课堂的方法论,而是特定环境下奢侈品。
保罗说,有一次他的朋友去参观一所学校,给他发了张学校的宣传图,图上有三个齿轮卡在一起,分别写着学生、家长、学校。
学校本意是想表示三者的紧密关系,但是从工程学的角度说,这些齿轮都没法动起来。
“这是一个极好的学校系统的隐喻,”保罗大笑。
四十一年的教学经历让保罗认识到,数学课与真正的数学渐行渐远。学生、学校、家长,都被困在这个既有体系里,很难改变。纵使教育学者们如何想要提高学生的兴趣,也因为数学课的本质已变,也就不能治本。
因此,接到中小学数学老师们的求助,他总是先问,你的学校给你多大的空间?如果没有,那建议还是不要改变。
作为一个老师,尽管对方是一个数学家,而且明显地不爱聊学校教育。我还是请他给点建议。
近几年来,清北等名校博士选择去中学教书。很多人都在讨论,这是不是一种浪费?
论学历、论背景,藤校博士加教授,保罗算是顶配。所以我很想知道,教了二十多年中小学,他认为学校到底需要怎样的老师?
“博士们应该去教中小学吗?”我问。
保罗哈哈大笑,说他认识非常多的数学家,好像他们都不太适合教中小学,教书的背后是人与人之间的联系,但其实“很多研究者都不会和人交流”。
不过,保罗说,博士们或者专家的好处在于,更懂学科、也更热爱学科。
这很重要。很多时候,学生感受不到学科的乐趣,是因为老师们也感受不到。
现实中,美国教师的门槛不高,中小学老师只是一种职业选择。特别是在接受政府补助的学校,大多数小学老师只有本科学历。
而且,由于美国大多学校在小学阶段实行全科教学,即一个老师上语言、数学、科学等所有课程,这些大学毕业生们的专业还不一定是数学。
“我接触到的相当一部分小学老师,都以为数学等于算数。”保罗说。
作为一名贯穿所有学段的老教师,保罗总结,教学最大的美德是热情和诚实。老师们应该展现作为人的自我,而不是教科书或者教育系统的代言人。
作为一个真实的人,他会好奇、会困惑、会承认自己的无知,不会永远知道答案,也因此会对学生的思考有更多耐心。
从这个意义上讲,名校博士进中小学,最大的意义不是更高的权威走进了课堂,而在于博士们见识过知识的浩瀚与不确定、触碰过学科的边界,这种经历往往让人更加谦虚。
把数学还给数学课,把真实还给教师。
躬身入局四十一年,保罗总结出这两个朴素的建议。看起来容易,但似乎很难做到。
“下一步准备做什么呢?”我问。
“写书。”
保罗说,教课只能影响很少一部分的学生,但是写书却能影响很多人。
现实中,我们很难遇到、或很难成为保罗这样的老师。但至少,我们可以诚实一些,承认教师和学校的边界,释放一些学生的时间,让他们读读保罗的书。