摘 要:本文對我國高等學校教學中基礎與創(chuàng)新的關系做了論述。針對當前有人認為重視基礎教育會使學生陷入“范式陷阱”,從而束縛創(chuàng)新的觀點進行了辨析。該觀點貌似從庫恩的“范式”概念出發(fā),實際上卻違背了庫恩的思想。因為即使按照庫恩的觀念,創(chuàng)新也需以舊學科范式為基礎,是對舊范式的超越和突破,所以根本不存在“范式陷阱”。文章指出庫恩的科學革命觀念還存在嚴重缺陷,即他是純粹從理論觀念出發(fā)來考察科學進步的,完全忽視了科學工具和技術在科學進步中所起到的“生產(chǎn)力”作用。文章對高等學校的 “基礎”做了界說,它包含專業(yè)基礎和人的全面素質(zhì),基礎是與時俱進的,是創(chuàng)新的根本。文章最后對基礎教學如何促進創(chuàng)新提出了四點原則意見。
關鍵詞:基礎;創(chuàng)新;范式;基礎教學;科學素養(yǎng);全面素質(zhì)
一、問題的提出
基礎是建筑物的根底?;A不牢,大廈難保。人才培養(yǎng)也是如此。所以我國高等教育,特別是綜合大學教學,歷來重視“基礎”的寬厚扎實。急功近利行為的結果總是適得其反。1961年,當時教育部在總結“大躍進”失誤的慘痛教訓基礎上制訂的《高教60條》[1],提出要“切實加強基本知識和基礎理論的教學”,“切實加強基本技能的訓練”。這就是后來“加強基礎”的緣頭?!拔母铩苯Y束恢復高考后,20世紀80年代中期市場經(jīng)濟大潮涌動,受社會上“搞原子彈的不如賣茶葉蛋的”輿論影響,高校曾經(jīng)出現(xiàn)過一片“讀書無用論”的聲音。在這種背景下,許多高校再次強調(diào)“基礎”的重要,紛紛提出“強化基礎”(如南京大學)、“夯實基礎”(復旦大學)和“加強基礎”(北京大學)等口號或教學改革的方針。這里所謂“基礎”,主要指的就是專業(yè)培養(yǎng)的基礎知識、基礎理論和基本技能。
隨著知識經(jīng)濟的到來,創(chuàng)新成為國家經(jīng)濟轉(zhuǎn)型和發(fā)展的引擎,黨和政府大力提倡創(chuàng)新,提出建設創(chuàng)新型國家和創(chuàng)新型社會的愿景。1999年施行的《中華人民共和國高等教育法》規(guī)定:“高等教育的任務是培養(yǎng)具有創(chuàng)新精神和實踐能力的高級專門人才”。同時也提出了“本科教育應當使學生比較系統(tǒng)地掌握本學科、專業(yè)必需的基礎理論、基本知識,掌握本專業(yè)必要的基本技能、方法和相關知識,具有從事本專業(yè)實際工作和研究工作的初步能力”。這樣,創(chuàng)新,特別是科技創(chuàng)新就成為高等學校的一項主要任務,而基礎成為培養(yǎng)專門人才的一種具體規(guī)格。
從那時起在高等教育界就開始發(fā)出了一些質(zhì)疑,即重視和強調(diào)基礎是否會引導學生過分追求已有知識的學習而忽視創(chuàng)新,以致造成“贏在起點,輸在終點”的問題。這似乎是提出“基礎”與“創(chuàng)新”關系問題的開端。對此筆者當時并未表示具體意見,但認為造成兩者關系出現(xiàn)問題的主要原因在于中國文化傳統(tǒng)的影響,它對“基礎”的認識和基礎教學中存在的一些問題承擔著更大責任。就此筆者在《中國大學教學》上發(fā)表了一篇題為“中國文化傳統(tǒng)與高等學?;A教學的改革——從丘成桐先生一席話說起”的文章[2],說明這種傳統(tǒng)對中國高?;A教學,特別是對創(chuàng)新的影響,并提出了一些對解決這個問題的原則意見。
筆者所以對“基礎”與“創(chuàng)新” 的關系采取這種態(tài)度,是認為這其實并不是一個“真”問題。因為在筆者看來,“創(chuàng)新”是對“守舊”而言的。而無論對社會政治、經(jīng)濟、文化、科技,還是個人事業(yè),“新”、“舊”不能成為價值標準,不一定新的都是好的,舊的必然是壞的。筆者對于北大西校門內(nèi)舊有的一塊日晷基石上的文字“保守與改造”十分欣賞,它說明事業(yè)成功有“守正創(chuàng)新”的兩面性。即使在創(chuàng)新代表事物進步的情況下,創(chuàng)新也要有基礎,這基礎中最重要的就是“知舊”。只有知道“舊”的存在什么問題,有些什么紕漏、缺陷、不足與局限,為什么不能適應形勢變化和事物發(fā)展的需要,才能創(chuàng)造出真正具有進步意義的“新”來?!安恢f,焉為新?”筆者在工作崗位上(北大校行政和國家教委科技委)曾處理過多起自命為“創(chuàng)新者”提交的申訴,要求我們“權威機構”請專家為他們“伸張正義”,允許他們的文章得以在科技刊物上發(fā)表,甚至對他們的作品予以嘉獎??墒亲屑殞忛喫麄兊奈恼禄蜃髌罚瑓s發(fā)現(xiàn)往往是前人已嘗試過多次而失敗,終于被拋到科技垃圾箱的貨色,以及在科學原理上早已被否定了的東西(如有幾次類似“永動機”的“發(fā)明”)。我們常感嘆這些“創(chuàng)新者”缺乏起碼的科學基礎和技術根底,以致花費了大量時間、精力和經(jīng)費而完全做了“虛功”。所以起碼的科學技術知識是創(chuàng)新的基礎,這是不要多做解釋的簡單事理。
可是,筆者近來在兩次大學教學討論會上聽到有人提及“范式陷阱”的問題,意指強調(diào)注重學生“打好學科基礎”、“掌握扎實基礎”會使他們束縛于某一種學科“范式”跳不出來,從而阻礙創(chuàng)新。筆者以為,這個問題的提出再次挑起了“基礎”與“創(chuàng)新”的關系問題,需要加以澄清。特別是當下,在保證大學基本教學質(zhì)量,以使大多數(shù)學生在掌握學科基礎、深入思考等方面還存在明顯不足的情況下,如果讓這種聲音任其在高校教育工作者中間傳播蔓延,將會對提高我國高等教育教學質(zhì)量產(chǎn)生災難性的后果。
二、“范式陷阱”存在嗎?
“范式”(paradigm)是美國科學史家托馬斯·庫恩(Thomas S. Kuhn)1962年發(fā)表的《科學革命的結構》(The Structure of Scientific Revolutions)一書中使用的概念。paradigm一詞來自希臘語,通譯范式,語義接近于“范例”,也是“范例”、“樣子”的意思。庫恩在該書中將這個詞匯用得相當含糊,他在1969年所寫該書《后記》中自己也承認它有22種不同用法,從科學共同體的世界觀、價值、理論和方法,直到學科教科書的全部基本內(nèi)容,以致他晚年索性將其棄之不用[4]。但不管怎樣,在庫恩看來,范式是“科學”之所以成為“科學”的根本標志,沒有范式就不是“科學”,最多是“前科學”。因此提出“范式陷阱”的概念,是對庫恩范式概念的徹底誤解。庫恩將科學進步區(qū)分為累積漸進式的“常規(guī)科學”和跳躍式的“范式轉(zhuǎn)換”(“革命”)兩種形態(tài)。他認為科學革命的結構是:先在常規(guī)科學中按照一定“范式”解決科學問題,然后出現(xiàn)嚴重“反?!?,原有范式無法解決而導致“危機”,于是舊范式被一種新范式替代(“范式轉(zhuǎn)換”),發(fā)生“革命”。在該書中他似乎將常規(guī)科學看得無足輕重,只能解決一些知識領域的“謎題”,缺少“新穎性”,而更強調(diào)“革命”。他使用“革命”二字不同于當下一般將重大創(chuàng)新(如技術、產(chǎn)品)譽為“革命”,而確實是從政治革命比擬過來的,指的是一種新的科學范式顛覆了舊范式,這里似乎也存在著你死我活的斗爭。不過后來在1969年本書的《后記》中,他對以往“革命”的觀點也已做了不少“軟化”或修正,特別是對于“常規(guī)科學”在科學進步中的作用給了積極肯定,并且認為在這里也有不少“小”的革命。筆者猜測,他這本比較偏狹的著作能在20世紀60年代后期走紅,可能正符合當時世界上以“革命”為時尚的思潮(那時歐美大學都發(fā)生過“學生造反”事件,或許與中國“文化大革命”也不無關聯(lián))。
然而,庫恩該書存在一個嚴重缺陷。這就是他在本書《序》里自己也承認的:“更重要的是,……我一點也沒有涉及關于技術(原書譯為‘工藝——筆者)進步或外在的社會的、經(jīng)濟的和思想的條件在科學發(fā)展中的作用”[5]。他把技術進步看成是“外在”于科學的東西,這就漠視了20世紀以來科學的急劇發(fā)展(如諾貝爾物理學、化學和生物學獎所做出的巨大貢獻),它們大都以發(fā)明新的科學方法和實驗技術為先導,從而拓展了科學認識的深度、廣度與細度,并引致大量新現(xiàn)象的發(fā)現(xiàn)。他本人原是攻讀理論物理的,他在科學史的研究上是以理論觀念為第一位的。可是科學在根本上是實證的,一切以客觀實在為依歸。自然科學基本上是實驗科學,科學進步主要是以實驗和觀察方法與工具手段的進步為前提,由此產(chǎn)生的新現(xiàn)象和物質(zhì)存在的新形態(tài)才使原有理論觀念產(chǎn)生“危機”,導致新觀念和新理論的出現(xiàn)和被檢驗。庫恩對20世紀由于實驗方法、技術與手段的突飛猛進而引起的物理學、尤其是信息科學和生命科學的迅速進展,及其對人類生活所帶來的天翻地覆影響視而不見,閉口不提,津津樂道的卻都是17世紀至20世紀初期出現(xiàn)的那些科學理論觀念的變更。實踐是檢驗理論的標準,科學家以“求真”的精神為圭臬,很容易根據(jù)實驗和實證來識別理論觀念的是非,這里絕不會像政治革命那樣,以及中世紀倡導“日心說”與堅持“地心說”的兩派那樣,如同“革命”與“反革命”水火不相容,因為實驗和實證很快會讓人做出正確結論。目前科學上仍然存在一些理論或假說的爭論,這種爭論不能以“創(chuàng)新”或“保守”,“革命”或“反革命”來劃界。因為在科學實證之前,即使采用最嚴格的邏輯推理來鑒別學術是非也是徒勞的。科學只承認客觀實在。對于這一點,庫恩自己也非常明白。他認為范式轉(zhuǎn)換引起科學革命的力量恰恰就是源自確信舊范式能解決所有問題的信念[6],“因為科學家是理性的人,他們中的大部分最終會為這個或那個論證所說服”[7]??梢娕f范式正是科學革命的“基礎”。上述“理性”就是科學“不唯書,不唯上,只唯實”的求真精神。看來科學革命并不像政治革命那樣殘酷,必須你死我活。其實,當代科學中我們已經(jīng)很少見到一種已被實踐證明是不符實際的科學觀念還有人堅持廝守的情況了。當然,最早提出創(chuàng)見和新思想的畢竟只是個別的,是少數(shù)。他們很可能是對舊范式?jīng)]有太多根深蒂固信念而勇于突破常規(guī)的年輕人。
從20世紀末,庫恩的著作逐漸被介紹到中國大陸,其中“范式”一詞成為科學界,尤其是社會科學界的“時髦”。盡管我相信,真正讀過,并讀懂了庫恩的書的人,特別是理解其“范式”含義的可能并不太多,但“范式”卻在我國流行起來。我推測,不少人是想當然地從這個譯名的兩個漢字中望文生義地將它理解為“范例”、“樣子”或共同的“游戲規(guī)則”、規(guī)范方式(含思維、行事、治學、論證、寫作等)的。特定的科學名詞“基因”和“正\負能量”等都有同樣地被“通俗”理解的命運(分別理解為“事物的基本因素”和“有利\害的效果”)。不過即使是按照這樣的理解,說習得了“范式”(本文下面往往也指這樣的理解)就會掉入“范式陷阱”的話題實在是有點危言聳聽了。難道還有不按科學范式而做科學工作,發(fā)表科學論文的科學家么?筆者相信,那種脫離科學范式的人是休想在目前科學共同體中競爭而取得項目、發(fā)表論文、獲得獎勵,從而得以生存的。要想成為科學家就是習得一種范式。所以,你想創(chuàng)新,打破舊有范式,首先就得了解、承認和習得一種范式。從更為普遍的來說,譬如要人學說話,生長在中國環(huán)境中的人就得學會說普通話。如果這就掉入了普通話的“范式陷阱”,從而妨礙了你學外國語的便利;那么你隨便學那種東西,都會掉入其“范式陷阱”。為了不掉入某種“陷阱”,你就只好什么也不學了。這就是“文革”時期流行的“知識越多越反動(起碼是越保守)”的邏輯起點。
其實,如果真有人掉入某種學科的“陷阱”,那不是“范式”的結果,而是他墨守成規(guī),思想僵化的結果。而這本來就是“常規(guī)科學”范式的大忌,所以實際上也是他不掌握科學基礎和“范式”的結果。庫恩本人就說過:“常規(guī)科學的真正本質(zhì)保證了新思想不可能長期被壓制。……到了科學團體不再回避破壞科學實踐現(xiàn)有傳統(tǒng)的反常時期,就開始了非常規(guī)研究,最終導致科學共同體做出了一系列新的承諾,建立一個科學實踐的新基礎?!盵8]這就發(fā)生了“范式轉(zhuǎn)換”的“科學革命”。所以常規(guī)科學恰恰就是科學革命的基礎。
對于科學上的穩(wěn)定與進化,保守與革命,我們還可以借用現(xiàn)代系統(tǒng)科學更為先進的理論。德國諾貝爾化學獎獲得者,探索分子進化為生物大分子的“超循環(huán)理論”提出者艾根,在其《超循環(huán)論》一書中給出了系統(tǒng)穩(wěn)定到進化的定量關系[9]。這種關系通過“信息量”來表征。一個系統(tǒng)通過自組織的不斷復制和選擇而增加其信息量,達到最大值,可能突變而“進化”。但是,這個“最大信息量”有一個“閾值”,它用以度量系統(tǒng)變異的包容度,從而確定了進化的潛勢。“進化”過程是一種矛盾的統(tǒng)一體:一方面,閾值越大,復制過程中允許的誤差也越大,意味著系統(tǒng)的包容性強,創(chuàng)新的可能性也越大;另一方面,創(chuàng)新也是受限的,它決定于這一“閾值”的大小。將這種理論推廣到科學體系,要發(fā)生“創(chuàng)新”,舊體系就必須有足夠的信息量積累,否則不可能有“新”的誕生。這個理論還說明,創(chuàng)新就是一種復制誤差的表現(xiàn),是有風險、要付出代價的。這就是新舊交替的辯證關系。
就當下我國大學生的情況而言,主要問題不是他們對于現(xiàn)有的學科知識已經(jīng)懂得很多,已經(jīng)習得其“范式”了。恰恰相反,不少學習某專業(yè)的學生,是遲遲對專業(yè)不得其門而入,掌握不了其基本的“范式”。筆者甚至認為,要是我們學習專業(yè)的學生都能懂得并習得了該專業(yè)的“范式”,那就是我們教學質(zhì)量得到保證了,其中必有少數(shù)能夠超越舊“范式”而可能達到“革命”的。這里,哪里有什么“范式陷阱”的言過其實之說?
三、什么是“基礎”?
本文開始所說的“基礎”,是有關專業(yè)的,具體指專業(yè)的“基本知識”“基礎理論”“基本技能”。但是,在上文闡述中,我們已經(jīng)隱性地涉及另一層面的“基礎”,即基本的科學精神,“求真”,以客觀實在為依歸。這實際就是一種態(tài)度,或我們通常所說的“素質(zhì)”。這樣,“基礎”的概念實際上包含知識(含理論)、能力和態(tài)度(素質(zhì))等幾層要素。
按照庫恩的說法,專業(yè)基礎可以包含在他的學科“范式”概念之內(nèi),因而是在該學科內(nèi)取得“常規(guī)科學”成就的必要成分,從而也會帶來科學的進步,盡管庫恩認為其分量不夠重(后來他承認在科學的兩次“革命”之間還可能出現(xiàn)許多“小革命”,大概絕大多數(shù)諾貝爾獎的科學成就都歸屬此類)。對于我們今天高等教育的專業(yè)培養(yǎng)而言,我們希望學生將來畢業(yè)后在專業(yè)領域取得成就,有所創(chuàng)新,這樣的“范式”是他們的工作利器,而絕不是“陷阱”。當今大部分與我們?nèi)粘I钕嚓P的工程技術,都是建立在被庫恩看成是“錯誤”的牛頓力學范式基礎上的。如果牛頓力學是個“范式陷阱”,我們寧愿坐在這樣的“井中觀天”。我們都是凡人,跟接近光速和浩瀚宇宙無緣。在這樣的“井”中我們不會感到局促,在那里我們照樣可以自由翱翔,發(fā)揮無限的創(chuàng)意,做出無窮的創(chuàng)新;盡管我們認識到,相比于愛因斯坦的相對論力學,牛頓力學的時空觀念確實是不對的。因為我們承認“相對真理”的觀點,至少在我們目前感覺到的遠低于光速的運動和有限空間范圍內(nèi),使用牛頓力學是不會成問題的。至于對于那些從事基本粒子和宇宙起源等物理學前沿問題的科學家,他們還有好多理論,并正在千方百計地尋找實驗手段和驗證方法。盡管他們可能暫時會在某種理論指導下從事數(shù)學推理和論證工作,堅守著這種觀點,但一旦實驗證實和證偽了一種理論觀點,正像庫恩所設想的那樣,就一定會迅速站到符合客觀實際的那一方面來。這是科學理性的表現(xiàn)。當然,這些科學創(chuàng)新者并不全是理論家,大多還屬于一批從事實驗觀察、發(fā)現(xiàn)新現(xiàn)象或檢驗理論的人群。在當今大科學時代,他們不是一個人或少數(shù)幾個人,甚至可能是上百人。無論對理論學者,還是實驗工作者,都沒有“范式陷阱”可言。對于他們,重要的是要學會各自按照所在學科領域的“范式”工作,但互相之間會交流對話、學習借鑒、合作共事。
學科的“基礎”,往往還不僅是構成某學科或其狹窄的分支學科所特有的知識、技能或工作方式,而還有更為一般的,凝聚在該學科基本學說的本源中的,更為基礎的治學方法或所謂“范式”。北京大學當年強調(diào)的“加強基礎”就特別注重這方面。例如,生命過程的基礎是化學和物理過程,對它們定量處理有必要采用數(shù)學方法,因此,對生命科學的學生就要加強數(shù)學、物理和化學的基礎知識和能力,將來才能在研究工作中做到游刃有余。同樣,地質(zhì)學研究需要基于數(shù)學、物理、化學和生物學的基礎,因此對于地質(zhì)學的不同分支或方向,要分別加強這些基礎學科的訓練。20世紀90年代,北大地質(zhì)系在認真總結李四光、孫云鑄等大師辦該系的成功經(jīng)驗(一個系培養(yǎng)出了50多名科學院和工程院院士)基礎上,根據(jù)學?!凹訌娀A,淡化專業(yè)”的教學改革方針[10](該文對“淡化專業(yè)”的解釋是不夠全面的。認為“淡化專業(yè)”就是“拓寬專業(yè)口徑”。其實,后者是北大從“文革”后恢復高考招生到1986年所一直實行的制訂教學計劃的方針,1988年提出“淡化專業(yè)”對此作了重要發(fā)展:主要是鑒于畢業(yè)生職業(yè)流動頻繁,真正從事原專業(yè)工作的不占多數(shù),培養(yǎng)不必過于強調(diào)以專業(yè)為本位,不能一考一個專業(yè)定終身,要允許學生入校后再次選擇,轉(zhuǎn)院系、轉(zhuǎn)專業(yè),不能基礎課為專業(yè)課服務、后續(xù)專業(yè)課不用的內(nèi)容基礎課不上,允許學生跨專業(yè)修課,強調(diào)原則上北大開設的所有課程都面向全體學生,學生就業(yè)不必要求“專業(yè)對口”,等等[11]),經(jīng)過艱苦努力,將原有幾個專業(yè)90多門專業(yè)課縮減至30多門,大大加強了數(shù)、理、化、生四門基礎課的分量,從而有力地加強了地質(zhì)學的基礎,促進了該系教學質(zhì)量的提高[12]。
隨著科學技術的迅速進步,學科內(nèi)容在縱的方面不斷深化,在橫的方面分支學科蔓延數(shù)量成倍增加。這兩方面都要求增加專業(yè)教學的內(nèi)容。但是大學本科的教學時間是大體恒定的。這樣,就勢必要根據(jù)科學發(fā)展調(diào)整教學中專業(yè)基礎的內(nèi)涵。北京大學在1993年教學改革大討論的基礎上,通過研究英、美、德、俄物理學教材的歷史變遷中發(fā)現(xiàn),物理學科的課程體系大體上在20世紀20年代就已經(jīng)確定了。別的基礎學科也有大體類似的情況。經(jīng)過近一個世紀的科學發(fā)展,課程體系結構和教學內(nèi)容要不要改變,應當如何改變?為此,學校決定,從1994年起用兩年時間集中研究討論“面向21世紀的課程體系的設計和教學內(nèi)容的改革”,試圖通過分析每門基礎學科的歷史進程與成就,以及今后發(fā)展前景來確定應該具有什么樣的課程體系結構,并給出相應課程的內(nèi)涵,厘清哪些內(nèi)容是必要的“基礎”,需要保留和加強,哪些可以隨著科學發(fā)展而淘汰或更新。這一課題必須是對學科有高深造詣,對其發(fā)展有高瞻遠矚洞見的學者才能勝任。北大理科的院士們積極投入,發(fā)揮了重要作用?;瘜W學科年已90的張青蓮院士著力參與,劉元芳院士投入了極大精力,做出了顯著貢獻。資深物理教授趙凱華提出了“大理科”的概念。討論進行得有聲有色,令人感動,也取得了一些初步成果。但是這項工作總體上并未得到善始善終。原因之一是:第二年國家教委啟動了一項“面向21世紀教學內(nèi)容和課程體系改革”的國家項目,它有可觀的經(jīng)費支持(當時大學的辦學經(jīng)費少得可憐),通過編寫“精品課”教材申請立項競爭。這樣在學科課程體系結構尚未充分明確的情況下將大家精力集中到編寫教材上去了(盡管國家教委通過各科教學指導委員會對課程體系也做了討論,但總體變動不大)。當然,此后各學科教授在時代更替下也分別下了不少功夫,在這些年中將學科基礎的內(nèi)涵在某種程度上做了更新,實現(xiàn)了與時俱進。
不僅專業(yè)領域的知識結構是與時俱進的,而且能力要求也隨著時代的更替而不斷變化。例如,20世紀50年代制訂的專業(yè)教學計劃中一般在培養(yǎng)目標的能力部分都寫著“實際工作能力和研究能力”,以及“具有分析問題和解決問題的能力”等。而到20世紀90年代后期,則大都明確將“發(fā)現(xiàn)問題和提出問題的能力”作為重要內(nèi)容。顯然,后者是創(chuàng)新的基礎。轉(zhuǎn)入新世紀后,各校在培養(yǎng)目標上又將培養(yǎng)思維能力,特別是抽象思維和形象思維能力,以及質(zhì)疑、反思、批判性思維能力提上了日程。其實對理科學生,甚至對全體大學生,科學素養(yǎng)都應是基礎,其中包括:探求未知的強烈追求,細致敏銳的觀察與邏輯縝密的推理,想象力豐富,思維嚴謹,能質(zhì)疑、善批判,有發(fā)現(xiàn)新現(xiàn)象、掌握新規(guī)律的創(chuàng)新精神和能力,等等。當然,它們的具體內(nèi)容也是與時俱進的。
1995年筆者和幾位同事訪問了幾所美國大學(包括哈佛、麻省理工、斯坦福、加州伯克利等名牌大學)和美國大學協(xié)會等機構,討論了世紀轉(zhuǎn)折中大學教學改革的前景。美國同行提出,除了知識、能力之外必須強調(diào)“態(tài)度(attitude)”的教育給我留下了深刻印象?;貋砗笪姨匾鈱懥艘黄}為“21世紀的中國高等教育追求什么樣的教育質(zhì)量”的文章[13]。文章從分析21世紀世界形勢變化出發(fā),提出特別要注重培養(yǎng)學生的“兩種態(tài)度,兩種能力”,作為保證教育教學質(zhì)量的更為根本的“基礎”。它們是:渴望學習和正確做人的態(tài)度,自主學習和表達交流、合作共事的能力。這種意見完全符合當時國家教委啟動加強大學生文化素質(zhì)教育工作的想法,使我成為在國家教委領導下該項工作的積極參與者。這樣,“基礎”的內(nèi)涵就更為有力地擴展了。實際上,它涵蓋著遠不僅是專業(yè)基礎,即專業(yè)知識、理論和技能,而是更一般的做人做事的態(tài)度、知識與能力,即人才的全面素質(zhì)。這后者通常是通過文化素質(zhì)教育或“通識教育”等渠道來實施的。專業(yè)教育與文化素質(zhì)教育或通識教育相輔相成;而對于人才的成長與奉獻(包括取得創(chuàng)新成果),后者甚至更具有決定性的作用。這里還蘊涵著對正義和真理的追求,人文與科學精神的融合,其中就包括創(chuàng)新精神與能力。
四、“基礎”教學如何促進“創(chuàng)新”?
上面已經(jīng)將“基礎”和“創(chuàng)新”的關系做了一些說明。“基礎”不僅包含學科基本知識,基礎理論和基本技能,而且意味著整個科學素養(yǎng),還包括所有做人處事的基本知識、能力和態(tài)度,即人的全面素質(zhì)。除此之外,對于從事某種學科的人,他還要求了解該學科現(xiàn)有治學“范式”存在的不足與局限,能夠解決哪些問題,不能解答或處理哪些問題。這樣的“基礎”,不僅不束縛創(chuàng)新,還是創(chuàng)新的利器。而對于高等學校教學,如何打好這樣的“基礎”卻不是一件簡單和容易的事。下面提供幾條原則意見。
首先,要注意對學科基礎進行歷史反思和不斷更新。隨著科學技術的迅猛發(fā)展,學科內(nèi)涵大量擴張繁殖,科技信息爆炸,而教學時間守常,甚至還有所縮減。在這種情況下,學科“基礎”是不斷變化的,哪些是最為基礎的內(nèi)容,必須保證,哪些需要壓縮淘汰更新,都是與時俱進的。而對于基礎的東西,應該怎樣進行教學,又是非常值得討論的問題。庫恩嚴厲地批評了現(xiàn)有教科書和科學讀物對學科知識的處理。他說:它們“全都記錄著過去革命的穩(wěn)定成果,并展示了當前的常規(guī)科學傳統(tǒng)的基礎?!瓕τ谶@些基礎當初如何被認識,其后如何被這專業(yè)采納的全過程,它們就沒必要提供真實可靠的信息”;這樣就“會系統(tǒng)地給人誤導”,使人完全失去了對學科發(fā)展的“歷史感”[14]。這確實是道出了當前教學資料,尤其是我國教科書或教材的通病。我國不少教材強調(diào)給學生教學內(nèi)容“少而精”,只講一些重要科學原理和學說的結論,給人印象是:科學是靠少數(shù)天才科學家憑著“奇思妙想”而產(chǎn)生的。這就使學生只能囫圇吞棗、死記硬背地去記憶教學內(nèi)容,嚴重堵塞了學生的創(chuàng)新熱情與思路。筆者最近翻譯出版了一套著名法國原子物理學派的《原子物理學》教材,該書內(nèi)容豐富,避免了這樣的毛病。筆者在《譯者前言——教材怎樣啟發(fā)創(chuàng)新思維》[15]里專門指出了這一點。例如,該書對當代科學技術中具有重要應用的物理現(xiàn)象“磁共振”的闡述,就記錄了連我國專家都很少聽說過的愛因斯坦—德哈斯和巴尼特等實驗,使讀者建立起從微觀角動量和磁矩過渡到宏觀磁化運動的概念,從而自然得出磁共振。這樣,科學發(fā)展就是一步一個腳印地順理成章了。人和動物是依靠消化食物吸取營養(yǎng)而存活、成長和運動的。如果不給食物讓他們自己去消化吸收,而只給他們注射營養(yǎng)素和維他命,這樣的“少而精”不是在剝奪他們生命么?“少而精”是動物通過消耗大量食料,去粗取精,自己消化的結果。如果提供的素材本身就是“少而精”,不需消化系統(tǒng)工作,這樣生命也就結束。對于創(chuàng)新思維的腦力勞動,道理也是一樣的。為了促進創(chuàng)新思維,教學必須提供足夠“食料”,促使學生自己去“消化”。這里,學科發(fā)展來龍去脈的一定歷史反思是很必要的。這是一個教學原則問題。當然,在各門學科中如何處理教學內(nèi)容是一個非常復雜的問題,必須針對具體對象進行仔細斟酌。
其次,要注重基礎教學的教學模式和學習方法的創(chuàng)新。為了不使學生頭腦閉塞,教學方法必須力求克服灌輸式的弊病。這里,第一要激發(fā)學生的學習興趣和激情,讓他們自己主動迫切要求學習。然后要引導他們在學習和實踐中學會獨立思考去發(fā)現(xiàn)問題、提出問題。學生會自然懂得:知道的東西越多,不懂的問題會更多,從而激發(fā)無窮的求知欲,并在此基礎上學會分析問題和解決問題。在這中間要鍛煉他們思維能力:縝密的邏輯推理,分析綜合、比較歸納、質(zhì)疑批判,以及豐富的想象力。在方式上,實行師生之間、生生之間面對面的交流互動討論,生發(fā)激情,功效很大,所以小班課是一種適當?shù)姆绞?。當下MOOCs課程比較普遍地推行,不僅有利于較大范圍實現(xiàn)“翻轉(zhuǎn)課堂”,推進以學生為中心的教學,而且還可促使教學成為“學術”[16]。然而學術團隊的力量絕不能低估。想象力對于創(chuàng)新具有重要意義。要鼓勵學生充分發(fā)揮奇思妙想。但奇思妙想不是胡思亂想,它是有實證根據(jù)的,是符合科學規(guī)律的。在當代科學技術越來越走向精密和準確的趨勢下,像哥倫布那樣憑借著荒誕的臆想(既然地球是圓的,從西班牙朝西航行到達印度的距離要遠短于往東航行所需的)而發(fā)現(xiàn)新大陸、取得創(chuàng)新成就的概率是越來越小了。所以想象既要大膽,也要講究符合實際。不過,既是創(chuàng)新的想象,就不是已經(jīng)被實踐證明了的,它就可能遭受雙重風險:一是因為破壞了學科的原有“范式”而遭打壓;二是確實脫離實際有錯誤而遭致失敗。創(chuàng)新就需承受冒風險的壓力。因此,在教學上既要鼓勵學生大膽去冒風險,就要允許他們犯錯誤,要寬容失敗。
再次,要加強理論與實踐(含解題和應用)的聯(lián)系,注意培養(yǎng)當代技術的運用和創(chuàng)新能力??茖W創(chuàng)新歸根結底導源于新的科學事實和現(xiàn)象的發(fā)現(xiàn),它們是來自科學實踐的,而任何創(chuàng)新最終也必須接受實踐的考驗,其中包括應用。因此,大學要竭力為提升學生的實踐本領和應用能力創(chuàng)造條件。它們包括科學與技術的實驗室,野外實習、考查、觀察和社會實踐的條件,與企事業(yè)單位合作的實習實訓基地,使學生有創(chuàng)新的用武之地?,F(xiàn)代科學技術日益走向精密與準確,觀察和實驗手段以及數(shù)學方法與計算技術的進步起著關鍵作用,它們是科技革命的生產(chǎn)力。它們使人們感知與認識世界的能力越來越深入、細微,越來越廣袤、宏遠?,F(xiàn)代的科技創(chuàng)新往往就體現(xiàn)在人類不斷挑戰(zhàn)科技極限上,人們要求看得更細,伸得更遠,測得更精,量得更準,探測得更精微,預知得更準確。所有這些,都要學生不但能使用最新科技手段,而且還能根據(jù)需求不斷創(chuàng)新這類手段、工具和儀器設備,以及方法技巧。這里不僅需要妙思異想,而且還要有靈敏的動手能力。當下社會急功近利,既輕視理論打好基本功,也鄙薄技術忽視基礎技能。其實,我國經(jīng)濟轉(zhuǎn)型困難,某些前沿技術始終難以突破,原因就跟一些基礎的工藝技術與材料不過關密切相關?,F(xiàn)在我們要求學生創(chuàng)新,就要在基礎教學中重視實踐,加強應用,給學生提供實踐舞臺。不要讓他們以為“上學”就是學理論,考知識。要讓他們養(yǎng)成巧于動腦,精于動手的習慣。學會正確靈活地使用工具設備,細致敏銳的觀察,精密準確的測量與計算,還要不墨守成規(guī),根據(jù)實際情況創(chuàng)造性地進行巧妙的構思和實驗設計。能力只能在人的親身實踐中獲得,所以給學生構筑實踐平臺,鼓勵他們利用課內(nèi)外時間潛心思索、勤于動手是第一重要的。
最后,要注重全面素質(zhì)?!皠?chuàng)新”不僅是我國當前經(jīng)濟發(fā)展的引擎,而且是一切事業(yè)發(fā)展的原動力?!皠?chuàng)新”固然要求“新”,但更在于“創(chuàng)”。“創(chuàng)”是“創(chuàng)造”,是從無到有,從知識、理論到事物、制度,都可創(chuàng)造。這體現(xiàn)著人類改造自然的能力。在某種程度上“創(chuàng)”就是“闖”,不僅要有精神,有膽識,而且要有責任,肯擔當。因為人的創(chuàng)新,并不總是對人類或自然有利的。創(chuàng)新是把雙刃劍,弄得不好,甚至還會對人類或自然產(chǎn)生災難性的后果。因此,人要懷著崇高的正義感,懷著對人類和自然負責和敬畏的態(tài)度來進行創(chuàng)新。人類不僅要改造自然,更要尊重自然、珍惜自然。這種精神跟上述的種種能力相結合,才能產(chǎn)生對社會、國家,以及人類命運做出有益貢獻的創(chuàng)新。這兩者的結合就體現(xiàn)在科學與人文的融合上,德與才和真善美的統(tǒng)一上。對學生進行文化素質(zhì)教育或通識教育,就是實現(xiàn)這種結合所設置的良好基礎教育平臺。因此為了促進創(chuàng)新,基礎教學必須強調(diào)進行這類基本教育,提高學生全面素質(zhì)。這已經(jīng)成為我國高等教育者的共識。
參考文獻:
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[14] 同[3],114-115.
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[16] 謝陽斌,桑新民. 教學學術運動面臨的三大難題與破解之道[J]. 中國高教研究,2015(7):102-106.
[致謝:
本文承北京大學吳國盛教授、方興貴教授和南京大學桑新民、李曙華教授審閱并討論修改,作者向他們表示衷心感謝。]
附錄:吳國盛教授對于庫恩和基礎的觀點的兩封信
本文敘述的庫恩觀點僅來自他的“科學革命的結構”一書,這位科學史家有大量著述,前后觀點也有變化,吳國盛教授對他的觀點有全面了解,經(jīng)吳教授同意,這里將他的兩封信附錄于下:
(一)2015年5月25日(筆者寫本文前就庫恩的觀點向他請教,他的答復):
很高興收到您的來信。我這個學年在MIT訪學,8月底回國。我希望回國后有機會與您面談。
首先,我完全同意您關于庫恩的說法。庫恩提出范式概念,并不是說范式要不得,要破除,恰恰相反,他說范式是科學之為科學的根本標志,沒有范式就沒有科學、沒有進步。成為科學家就是習得一種范式。庫恩區(qū)分科學與非科學的標準就是,有范式的就是科學,無范式的就不是科學。
科學革命在庫恩的概念里是一個中性詞,并不一定是好的,因為評判好壞的標準要在范式中產(chǎn)生,在科學革命前的范式看來,革命當然是壞的,在之后的范式看來,革命當然是好的,可是,由于庫恩強調(diào),范式之間不可通約,因此就不存在一個統(tǒng)一的評判革命好壞的標準。當然,這個觀點使得庫恩的思想充滿爭議。
我們中國百年來一直搞革命,“革命”一直是個褒義詞。政治革命如此,科學革命也是如此。從心理學上講,革命排斥慢工細活的改良改革。在國際科學史界,近幾十年來,科學革命的敘事已經(jīng)受到修正,即使是哥白尼—牛頓導致現(xiàn)代科學誕生的革命,也被科學史界對之前的許多發(fā)現(xiàn)所大大弱化。
其次,關于教學中重視基礎的問題,這個與庫恩的哲學沒有必然的關系。庫恩提出過收斂和發(fā)散之間保持必要的張力,也就是說不要一味追求革命,也要搞建設、搞積累。應該說,在這兩者之間,庫恩更重視積累一些。因此,在教學中重視基礎,這應該是沒有什么好爭辯的。
但我覺得,究竟什么是“基礎”、如何打好基礎,是可以討論的。比如過去,我們比較注重基本概念、基本理論,并且把這些東西提煉成知識點,讓學生記準記牢,用大量練習深化記憶,并且做到舉一反三,解決問題。這個是有效的,也是符合中國傳統(tǒng)的教育教學傳統(tǒng)的,但是與西方先進的教育教學理念有重大區(qū)別。
庫恩哲學的一個重大貢獻不在于提出了范式概念,而是提出了在范式習得過程中,起重要作用的不是形式化的東西提綱、要點、定義、定律、公式,而是在老師示范、指導下的解題。學生通過實際的解難題,習得范式、進入范式,因為范式并不只是一堆可以形式化可以說得清道得明的東西,而是有許多tacit knowledge(默會知識)。
如果我們真的認為庫恩哲學有啟發(fā),可以借鑒的話,那么,我們可以探討一下在基礎學習過程中,如何讓學生在正確、準確掌握可以形式化的基礎知識過程中,更多地掌握那些默會知識。那些默會知識,是科學中靈動的、富有原創(chuàng)性的部分。
(二)一點隨想,供您參考,請您批評。
2015年9月2日(在細讀《科學革命的結構》書寫成本文初稿后向他請教的答復):
我已經(jīng)回國。遵囑拜讀了大作,茲有如下意見供您參考:
1.“在他看來,前者似乎無足輕重,只能解決一些知識領域的‘謎題,而不能給科學提供新穎的東西;所以他更熱衷于后者,強調(diào)‘革命”此說不確(正文中已將上述說法有所修改——筆者注)。上次通信時我也說過,庫恩并不輕視常規(guī)科學,也不熱衷于革命。相反,他認為兩者均是科學發(fā)展中必不可少的,在它們之間要保持“必要的張力”。
2. 在庫恩看來,范式是“科學”之為“科學”的根本標志,沒有范式就不是“科學”,最多是“前科學”。國內(nèi)教育學界提出“范式陷阱”的概念,那是對庫恩范式概念的徹底誤解。
3. 時下流行的“創(chuàng)新”一詞含義極其混亂“創(chuàng)新”英文是innovation,過去通 譯成“革新”,主要是從經(jīng)濟效益方面衡量技術變革的意義。后來革新由技術擴展到制度,但都是經(jīng)濟效益導向。把“創(chuàng)新”用于“科學”,本身就有問題?!皠?chuàng)新”成為國家戰(zhàn)略,于是科學家人人“咸與創(chuàng)新”。在“咸與創(chuàng)新”的過程中,“創(chuàng)新”一詞由原來的innovation悄悄地變成了按照中文望文生義的“創(chuàng)造性”(creative)、“原創(chuàng)”(original),與原來的“創(chuàng)新”一詞毫無關系。正因為此,我自己寫文章從來不用“創(chuàng)新”這個詞。要么用“革新”(innovation),要么用“創(chuàng)造性”(creative)。
4. 教育學中講“創(chuàng)造性”,與庫恩的理論基本上沒有關系。在常規(guī)科學中,一樣有豐富的原創(chuàng)性,因為解謎題恰恰要求創(chuàng)造性思路。在庫恩這里,“革命”不是一個或幾個天才搞出來的,而是科學歷史的客觀過程:大量反常的出現(xiàn)、先驅(qū)人物的大膽試錯、天才人物的說服和誘導,說明革命是一個有結構的東西,不是少數(shù)個人的主觀行為。在革命過程中,大膽試錯、說服和誘導固然都需要創(chuàng)造性,但是對范式的熟悉同樣是必不可少的。
5. 絕大多數(shù)諾貝爾獎成果其實都不屬于庫恩意義上的革命,而是常規(guī)工作,是推動科學進步的常規(guī)工作。照庫恩的說法,“革命”不推動科學進步,因為革命前后無進步可言。愛因斯坦的革命性工作相對論沒有獲獎,而他關于光電效應的工作應屬于常規(guī)工作。(在《科學革命的結構》正文最后一章《通過革命而進步》中作者又提出“進步”沒有目標的問題;而在《后記》中還在某種程度上承認了他的“相對主義”立場——筆者注)
6. 關于我國的高等教育教學改革,我個人的看法是,重視基礎教學是我們的優(yōu)勢, 不能丟失。需要改進的是,如何在基礎教學過程中,鼓勵學生自主學習、積極發(fā)問、參加 討論、激發(fā)創(chuàng)造性,這樣一些微觀的操作方案。宏觀的重視基礎的教學理念不必改變。
[責任編輯:李文玲]