有用的小说和随意的提问是有区别的

在这个强制家庭教育的时代,学校的课程可能比以往任何时候都受到更严格的家长审查。专业的科学家们会怎么看呢?英国普通中等教育证书(GCSE)物理试卷上的一道题让我停下了脚步。试卷上画了一张用弹簧和重物做实验的图,用来检验胡克定律(力与延伸的线性比例关系)。用来测量弹簧延伸的尺子被斜放在弹簧后面;学生被要求解释为什么首先把尺子竖起来很重要。

这似乎是一个奇怪的问题,我无法想象考官在寻求哪个答案。当我在推特上发布这条消息时,我的困惑似乎是有道理的。一些人怀疑尺子会不会倒(不清楚尺子是否固定到位)。有些人想知道这是否与可重复性有关——如果你想复制你的发现,你就很难再得到完全相同的角度。我问过的一个聪明的GCSE学生开始用标量和向量来表达答案,一些受访者担心,如果尺子没有与重力的方向对齐,结果就不成立。

一些科学家忘记了仅仅证明线性的目的,说这将增加三角函数的负担来计算真正的延伸。最简洁的回答是(删除粗话)“因为尺子不是这么用的,白痴!””Tellingly, one university lecturer in physics denounced it as a thoroughly daft question, while another pointed out that a good question for the able student could be ‘Why is it把尺子立起来很重要吗?”

但最让我困扰的是一位教育家的反应,他不明白这有什么好大惊小怪的。学生们知道该说什么,因为我们已经告诉他们了,他说。不要想太多——这只是测试“良好使用设备”的意识。如果专业的物理学家对此有问题,他们最终会赶上来的。

几个月前,我从另一位教育工作者那里得到了几乎相同的回复,当时我在推特上发了一个数学论文中同样令人困惑的问题:12 - 2×4 + 3 = ?不可避免地,许多其他人在这种情况下通过调用BODMAS助记符来回答操作顺序(或其变体)。但一个类似的问题“爆了网络”,引发了一场争论编辑《纽约时报》一年前,当人们学习了不同的这类方案时,坚持只有他们的答案是正确的。我担心的是,那些被教过一些只有在考试中才会遇到的算术和的任意系统的人——真正的数学家永远不会写出来——显然会认为他们所学的是数学的基本规则。

但我们必须教学生一些东西,因为他们总是忘记添加消除歧义的括号,教育工作者说。那为什么不教他们不要写模棱两可的方程呢?因为他们永远也学不会,这位教育家坚持说,实际上他还说我应该回到学院,让老师们做他们的工作。

当然,很难避免不得不教学生一些严格意义上不正确的简化,尤其是在科学领域,因为完整的故事会让人难以理解。数学家伊恩·斯图尔特和生物学家杰克·科恩创造了“对孩子撒谎”这个词来描述这种方便的小说;他们与作家特里·普拉切特合作出版了这本书碟形世界的科学,他们将其定义为“一种虚假的陈述,但却能引导孩子的思想走向更准确的解释,只有在用谎言作为铺垫的情况下,孩子才能理解这种解释”。欧内斯特·卢瑟福(Ernest Rutherford)的太阳系原子或吉尔伯特·刘易斯(Gilbert Lewis)的八元规则原子就是例子,事实上,化学可能比其他科学更充满它们——想想那些不现实的离子键和共价键的整齐划分,或者氧化态是如何首先解释的。

我怀疑,教育系统充斥的不是对孩子们的谎言(我们可能不得不忍受),而是真正随意、毫无意义或大错特错的问题和方案,这些问题和方案的发明只是为了看看学生是否能记住和反刍他们被告知的内容。尺子问题就是其中之一,BODMAS和臭名昭著的前置状语也是其中之一。前置状语是一个没有作家或语法家使用过的语法术语,因为它仅仅是为了教学而发明的。

教育工作者说,课堂上需要特殊的工具,这当然是正确的,而这些工具有时必然是生硬的。但是,当这些工具不仅简化,而且实际上与专业实践相冲突,使更有知识的学生感到困惑时,一定是出了问题。