最近,世界经合组织(OECD)公布了2018年全球15岁中学生PISA考试成绩,中国的北上江浙四省市的学生在阅读、数学和科学三个科目中都名列第一。此外,华人比例很高的新加坡、澳门和香港地区在名次上紧随其后。如果我们把学生当作学校的产品的话,除了其“性能”以外也要考虑一下“价格”,也就是学生在学习上所花的时间和精力。调查结果显现,中国参加PISA考试的这四省市的学生每周平均学习时间是57个小时。相比之下,新加坡学生每周学习51个小时,而芬兰的学生每周的学习时间只有36个小时,而成绩却相差不多。因此,从“性价比”的角度来看,芬兰的教育系统远优于中国。
古人云:“忠臣必出自孝子之门”,这句话的现代版就是“劳动大军必出自学校之门”。如今在中国的高科技企业“996”工作制是相当普遍的,如果扣除吃饭和休息的时间,每天的工作时间大约在10 小时左右。这与那些15岁的中学生每天的学习时间不相上下,如果按每周学习六天来计算的话。自古以来种植水稻的东南亚地区人民就是最吃苦耐劳的,在前现代化时期他们每年的劳动时间大约在3000小时左右,远高于世界其他地区。因此,世界工厂在这一地区落户并不是偶然的,因为这里有最高性价比的劳动大军。
然而,世界的高科技创新中心却不在东南亚地区,而是主要集中在西北欧和北美地区。然而,属于这些地区的国家的学生在PISA考试中的表现都仅仅在中等水平。这种现象可以从人工智能(机器学习)的角度来理解。早期的电子神经网络系统十分简单,在输入和输入之间只有一层神经元,因此其信息处理能力十分有限。随着硬件和算法的发展,出现了可以进行“深度学习”的神经网络,也就是在在输入和输入之间有很多层神经元,因此可以用来处理复杂的信息。然而,此时出现了一种被称为“过度拟合”(overfitting)的问题,这就相当于靠题海战术训练出来的学生,一旦遇到了没见过的考题就傻眼了。
从大脑发育的角度来看,有一个过度发育和修剪的过程。人类的婴儿在出生的时候脑细胞的数量还相对稀少,彼此之间也没有形成有效的连接,所以只能完成最基本的生理功能:吃喝拉撒睡。到了5岁左右,儿童的脑细胞数量达到了峰值,但是彼此之间的信号传递过程还不十分有效。这一发育阶段的儿童具有很强的“模仿学习”能力;例如,把一个小孩带到国外去,他(她)就可以很轻易地学习当地的语言。可是,如果把这个小孩再带回国内,学会了的外语也很快就忘记了。从上小学以后,脑细胞的数量就会逐步减少,遵循着“用进废退”的规律。在进入青春期以后,大脑开始对神经元进行大规模的“修剪”,那些不经常使用的脑细胞就会凋亡,而经常使用的脑细胞之间的信号通道变得更加高效(myelination)。在人工智能领域也有类似的操作,通过剔除那些关联很弱的节点(dropout),系统的性能会有很大改进。然而,尽管在青春期以后人脑的逻辑思维能力有大幅度提高,但是却失去了幼年时期的“模仿学习”能力。例如,此时再去学外语和演奏乐器就会变得很困难。
从大脑的发育规律来看,在小学阶段学生应该多花精力去学那些可以“模仿学习”的科目,例如语言、绘画、音乐、舞蹈和体育项目。到了中学阶段以后,再把学习重点转移到与逻辑思维有关的数学和科学等科目。如今,中国的小学生也面临着“小升初”的压力,放学以后还要完成大量的课外作业,而且家长还要让孩子参加像“奥数班”那样的补习班。这种过早的强化训练的确可以提高考试成绩,但是却失去了学习其他技能的机遇。此外,在这种教育环境下孩子的个人兴趣也受到了压抑,长大以后可以成功地进入工薪阶层,但是却很难做出突出的成就。
美国奥数队总教练罗博深在一次采访中曾经谈到,有些来自普通高中的学生反而成绩很突出。在美国也有一些“重点中学”,其中大部分是私立学校,录取标准很高而且功课的压力也很大。然而,大部分的普通公立中学却很轻松,学生放学以后有大量的自由时间。因此,在这些普通中学就读的孩子一旦对某个科目感兴趣,每天就可以花大量的时间来学习和钻研。如果父母和老师有能力加以指导的话,这些学生往往比那些上重点中学的学生更出色。
如果这个现象能够引起人们重视的话,重点高中的学生其实不应该以考上重点大学为目标,而是应该逐步发现自己的个人兴趣,然后把时间和精力集中在这个方向上。当然,高考制度也需要做相应的改革,例如可以给一些在某一科目成绩十分突出的学生一些特殊的升学通道。钱学森先生曾经问过这样一个问题:“为什么新中国缺乏杰出人才?”其实答案很简单,罪魁祸首就是在升学和做科研过程中的过度竞争,结果失去了杰出人才成长所必需的宽松环境。
作者投稿