懷特海教育思想對STEM教育的啟示

吳向東

摘要：本文從教學目的觀、教學觀、數(shù)學和通識教育的課程觀四個方面對懷特?！督逃哪康摹芬粫慕逃枷脒M行了梳理，嘗試提出了其思想觀念對STEM教育四個方面的啟示，以期能夠促進STEM教育更好地發(fā)展。

關(guān)鍵詞：懷特海;教育目的;STEM;通識教育;數(shù)學教育

中圖分類號：G434 ?文獻標識碼：A ?論文編號：1674-2117（2021）23-0062-03

懷特海是20世紀偉大的數(shù)學家、邏輯學家、教育家和哲學家，其教育演講和文集匯編而成的名著《教育的目的》（The Aims Of Education And Other Essays，1929）不僅在西方世界有著廣泛的影響力，而且對中國的教育也持續(xù)產(chǎn)生著影響。該書在中國的翻譯版本至少有8種，由此可見一斑。作為數(shù)學家和哲學家，懷特海之所以能從他那個時代開始就在教育領(lǐng)域產(chǎn)生影響，與其近乎完美幸福的人生經(jīng)歷不無關(guān)系。

他的祖父、父親、叔伯在當?shù)貜氖屡c教育、宗教和行政管理有關(guān)的工作，其祖父和父親是當?shù)厮搅W校的校長，父親后來還被委任為牧師，并管理當?shù)氐膸姿鶎W校。這使得他在少年時期能沐浴在深厚的宗教文化里，受到良好的古典文化和數(shù)學的熏陶。19歲開始在劍橋大學三一學院攻讀數(shù)學時，他還熱心參與各學科領(lǐng)域的朋友圈，像柏拉圖式對話那樣，與朋友們醉心于探討政治、哲學、宗教、文學，而且他對文學有著一種偏愛。

他的妻子在他和外人看來是美的化身，“不管我們搬到什么地方，妻子的審美趣味都使我們的房屋充滿魅力，有時候幾乎令人驚嘆”?！八龑ξ业氖澜缬^影響很大……妻子豐富多彩的生活使我明白道德的和美學意義上的美是生存的目的;善良、愛和藝術(shù)上的滿足是實現(xiàn)它的形式;邏輯和科學揭示相關(guān)的模式，也可以避免不相關(guān)的事物”。[1]

深邃而廣博的學術(shù)造詣、美好的婚姻和豐富的生活體驗，造就了充滿人文精神和跨學科融通的懷特海。這使他對教育的見解在當時充滿見地，不同凡響，直至現(xiàn)在還閃耀著智慧之光。即便是對當下的STEM教育，特別是筆者正在研究的人文引領(lǐng)的STEM（A-STEM）教育[2]，有著重要的啟示意義。

本文在教育目的上，培養(yǎng)既有文化又有專門知識的人才，轉(zhuǎn)變把STEM窄化為專業(yè)技能訓練的現(xiàn)狀

懷特海認為，教育的目的，是要造就“既有文化又有專門知識的人才”。[3]“文化是思想活動，是對美和高尚情感的接受”。STEM的終極目的，是為人類福祉服務(wù)，這是高尚的文化賦予的使命。深圳龍崗區(qū)教育局葉德衛(wèi)提出，在STEM教育中要人文引領(lǐng)，不僅要培養(yǎng)學生的STEM技能，讓學生懂得STEM為人服務(wù)的宗旨，還要把學生培養(yǎng)成為追求積極的生活意義、尊重自己和他人、對人有仁愛之心、對社會有正義之責、對世界有審美之慧的人。[4]對已窄化為專業(yè)技能訓練的STEM，在文化培育上也做些探索，如懷特海一樣，正本清源，從教育原點出發(fā)去思考和構(gòu)建STEM教育應(yīng)有的樣子。

本文在教學觀上，要在學以致用中把學生從惰性知識中拔出來，激發(fā)其創(chuàng)造的活力

懷特海認為，學校教育造成了學生只是學會了呆滯的思想（inert idea）——“僅被大腦接受卻沒有加以利用，或不進行檢驗，或不能與其他知識融會貫通的知識”?，F(xiàn)在經(jīng)常使用的惰性知識概念就來源于此，專指頭腦中無法遷移使用的死知識。學校教育之所以容易造就大量有惰性知識的人，原因有三：一是受應(yīng)試刷題教學的影響，重知識的死記硬背，輕知識的遷移和創(chuàng)造;二是學習記憶了太多的知識，沒時間將知識應(yīng)用到生活中，積壓成“惰”;三是受碎片化地學習知識造成的知識區(qū)隔的影響，知識概念相互獨立，造成知識與知識之間、知識與新的情境之間難以鏈接起來，形成系統(tǒng)的相互聯(lián)系的知識體系，從而阻礙了遷移。

懷特海認為“教育是教人如何利用知識的藝術(shù)”，主張學校要教學生學習可以利用的知識，而學習“不能加以利用的知識是十分有害的”。他所說的“利用”是指“將知識和人類的感知、情感、欲望、希望以及調(diào)節(jié)思想的精神活動聯(lián)系在一起，那才是我們的生活”。也就是說，學校要注重教授與學生生活和精神活動能緊密聯(lián)系在一起的知識，能學以致用解決問題的知識，而不是同時教授太多的科目，在大量的科目上蜻蜓點水，讓學生被動接受一些支離破碎的不相干的知識，因為這樣的知識是難以激起學生思想的火花的。為此，懷特海提出兩條戒律：不要同時教太多科目;所教科目務(wù)須透徹。進而指出，要選擇少而精的主要知識，激發(fā)學生將各種知識進行自由想象和組合，并應(yīng)用到現(xiàn)實生活中，“使學生感受到發(fā)現(xiàn)的喜悅”。

高科技時代是知識爆炸式增長的時代，不少教育者有著強烈的增加中小學科目的沖動。有人把STEM窄化為學習新科技知識，如單純增加編程、機器人或人工智能的課程，或者把知識驗證性的實驗偽裝成STEM活動，新瓶裝舊酒。學生在校的時間是恒定的，在增加某個課程的同時就應(yīng)該相應(yīng)地減少某些課程內(nèi)容。筆者所在地區(qū)在推行A-STEM時采取的策略是：利用學科課時，基于國家課程標準，將教材單元中的內(nèi)容重構(gòu)為新的探究項目，替換掉老舊的知識驗證性的或與學生生活脫節(jié)的內(nèi)容，重建知識與生活的連接，將學習時間集中在少而精和有探究深度的項目上。讓學生像科學家、工程師那樣真刀真槍地去解決問題，STEM的這一學習性質(zhì)是不能動搖的，否則又會回到學習惰性知識的老路上。

本文在數(shù)學課程上，要根除深奧性，回歸數(shù)學作為通識教育的本性：緊密聯(lián)系生活，從特殊到一般，而后將一般應(yīng)用到特殊中去

STEM中的“M”，是指數(shù)學，它是公認的最難的一門基礎(chǔ)學科。但現(xiàn)實中，數(shù)學是將小學畢業(yè)考和中高考總分拉開差距的重要科目，因為數(shù)學中一些深奧的題目，可以起到一定的選拔作用。這種狀況在懷特海的年代估計也是一樣。他認為，數(shù)學課程的內(nèi)容要少而精，不能零零碎碎什么都學，課程內(nèi)容能簡潔地用重要的例子證明一些重要的概念，幫助說明數(shù)學原理即可;數(shù)學考試要避免深奧的問題，要回歸到自古希臘就強調(diào)的數(shù)學是通識教育的重要內(nèi)容的傳統(tǒng)上來。所以，數(shù)學要作為哲學思想的基礎(chǔ)，數(shù)學教育要關(guān)注兩個主題：量及自然規(guī)律，邏輯訓練。而這兩個主題，恰恰是STEM教育中較為忽略的，中小學數(shù)學幾乎被作為與真實世界無關(guān)的去情境化的所謂“純數(shù)學”那樣去對待，學而不知其有何用。

量及自然規(guī)律的學習，是讓學生用數(shù)量和空間關(guān)系去抽象世界，從而對抽象思維有所了解，然后懂得如何將抽象出的一般原理和方法用于特殊的具體的環(huán)境之中。例如，將解析幾何用于力學實驗、將數(shù)學概念用于力學的精確化、將代數(shù)及統(tǒng)計方法用于描述社會等。由此可以讓學生體會到，數(shù)學在于舍棄特殊而尋找一般。又如，反映一般的方程，可以用于解決不同學科數(shù)以百計的特殊問題。這樣，就通過數(shù)學實現(xiàn)了從具體到抽象、從抽象到具體的邏輯訓練，并從中了解自然和社會的規(guī)律。

在邏輯訓練方面，不是集中訓練關(guān)于推理的一般知識，而是要回歸到具體的思維內(nèi)容中。他認為相比于有些模糊的代數(shù)，訓練邏輯的最好課程是更加清晰地推理證明的幾何學。這其實也是來自古希臘傳統(tǒng)。他為此構(gòu)建了幾何學的五個階段的理想課程，但他很清楚，理想永遠都不可能實現(xiàn)，相比于當時的幾何課程，他設(shè)計的是少而精的課程。“該課程只涉及最基本最少量的概念，書本知識減少為一些極具可控性的命題。在各個階段的書本知識中，實際的數(shù)學推理是很少的。但要給予充分的解釋，通過例子來說明每個命題的重要性，這些例子不是已經(jīng)解答，而是等待學生去解答”。這樣的課程可以讓學生掌握研究空間的主要方法，獲得精確化的思想，這是科學和哲學研究的基礎(chǔ)。作為數(shù)學和邏輯學家，懷特海對數(shù)學情有獨鐘，他認為，“數(shù)學如果教授得法，應(yīng)該是灌輸這種思想概念通用性的最有力的工具”，可以把數(shù)學從“一種機械訓練”的指責中拯救出來。

本文在通識教育上，培養(yǎng)思維和審美，文學、科學和技術(shù)課程要交相呼應(yīng)，STEM各領(lǐng)域在思維和審美能力的培養(yǎng)上要相互融通

懷特海是自小就受到良好的古典文化教育的人，他不僅精通數(shù)學和邏輯學，還特別喜愛文學。在這樣的知識背景下，他以遼闊俯瞰的眼光，認為文學、科學和技術(shù)（相當于A-STEM）在中小學是通識教育，并且強調(diào)這三大類課程要交相呼應(yīng)——類似于現(xiàn)在提倡的跨學科或綜合課程。

這種定位與他的一個觀點，即“教育與通識脫節(jié)，必然導致文化的衰落”是有極大關(guān)系的。這句話對當下STEM背景下重提的“學好數(shù)理化，走遍天下都不怕”的專業(yè)教育定位，無疑是醍醐灌頂。中小學屬于基礎(chǔ)教育階段，基礎(chǔ)者，通識也！所有中小學的學科，應(yīng)該都重在通識，而不是專業(yè)課程。所以他說：“沒讀過莎士比亞（文學）、牛頓（科學）和達爾文（博物學），去學習柏拉圖（包羅萬象的沒有學科分化的哲學，作者注）是收獲甚微的?！?/p>

作為通識課程，這三類學科的定位是：文學課程主要學習語言;科學教育主要在觀察自然現(xiàn)象中認識和推理這種現(xiàn)象可能產(chǎn)生的結(jié)果及相關(guān)規(guī)律;技術(shù)教育訓練如何運用所學知識進行物資生產(chǎn)。技術(shù)是科學的具體化，為了充分認識一般原理而不是一堆空泛的公式，就必須進行技術(shù)教育，但又不能如商業(yè)車間那樣過于專門化，不然就變成了專業(yè)的或職業(yè)的教育。

科學作為通識教育的載體，喚醒的思維是邏輯思維。其中包括發(fā)現(xiàn)的邏輯—歸納的邏輯（從特殊上升到一般，尋找規(guī)律）、被發(fā)現(xiàn)的邏輯—演繹的邏輯（從一般下降到特殊，對問題給予解釋）。他批評道，最糟糕的科學教育，只是以一兩門科學類學科為基礎(chǔ)灌輸該學科狹隘的成果，而科學教育重要的是發(fā)現(xiàn)方法的通用性，并與特定應(yīng)用的特殊性對照。做到這一點很難，太多的教師只能在知識點的學習上玩技巧，但其中蘊含的通識教育的目標——邏輯思維，卻很少有教師可以駕奴。這真的需要教師為之不懈努力。

參考文獻：

[1]懷特海.教育的目的[M].徐汝舟，譯.北京：生活·讀書·新知三聯(lián)書店，2002.

[2][4]葉德衛(wèi).人文引領(lǐng)的STEM教育——深圳市龍崗區(qū)A-STEM的探索與實踐[J].中國信息技術(shù)教育，2019（07）：5-7.

[3]懷特海.教育的目的[M].莊蓮平，王立中，譯.上海：文匯出版社，2012.

（注：除了本文第一部分有關(guān)生平的內(nèi)容來自文獻[1]外，其余引用都來自文獻[2]。）