課改怎樣面對人腦這片藍海

思而思學(xué)網(wǎng)

●教育的原點是育心,育心的本質(zhì)是育腦。如果教育人對腦的運行機制從不思考也不理解,只是感性地端出一碗碗“心靈雞湯”,是很難讓教育走向厚重與深刻的。

●人類具有豐富的情感,思維具有突發(fā)性和飄逸感,而計算機遵循的仍然是程序化的圖靈模式。當(dāng)今考試檢測的都是計算機的強項,而對人類優(yōu)勢方面則無從考查,這也正是教育的悖論。

●無數(shù)經(jīng)典信息的聚集、鏈接與糾纏,孕育產(chǎn)生出新觀念、新思想與新方法。近代教育家無不強調(diào)教育的“現(xiàn)實場景”,如“教育即生活”。

●如果學(xué)生的核心素養(yǎng)是創(chuàng)新,創(chuàng)新的關(guān)鍵是信息聚合,而豐富的信息一定來源于現(xiàn)實場景,通過“走進現(xiàn)實場景、再現(xiàn)現(xiàn)實場景與模擬現(xiàn)實場景”三種方式,最大限度地走近現(xiàn)實、還原生活。

當(dāng)下“繁榮”的教育形態(tài),不斷“翻新”的教學(xué)模式,著實讓人眼花繚亂。未來課堂、智慧課堂、翻轉(zhuǎn)課堂;跑班教學(xué)、分層教學(xué)、混合教學(xué)……教育需要安靜也需要熱鬧,需要自由也需要紀(jì)律,需要創(chuàng)新也需要堅守,需要理性也在呼喚感性;教育需要線上更離不開線下,需要前行還要回歸原點;人工智能要替代教師,虛擬現(xiàn)實與增強現(xiàn)實能還原現(xiàn)場,科學(xué)、技術(shù)、工程、藝術(shù)和數(shù)學(xué)課程(Science,Technology,Egineering,Art,Maths,簡稱“STEAM”)旨在彌合學(xué)科鴻溝,大數(shù)據(jù)畫像讓人無處遁形……

教育的原點是育心,育心的本質(zhì)是育腦。如果教育人對腦的運行機制從不思考也不理解,只是感性地端出一碗碗“心靈雞湯”,是很難讓教育走向厚重與深刻的。

人腦的蒸汽發(fā)動機模型

19世紀(jì),最先進的科技當(dāng)數(shù)蒸汽發(fā)動機,于是科學(xué)家把人腦比喻成蒸汽發(fā)動機?茖W(xué)家認(rèn)為,人的心靈和身體就像是由各種管道、汽缸、閥門與活塞構(gòu)成一樣,能夠積蓄和釋放壓力,從而做出各種運動和行為。

十年寒窗苦,一考定終身,苦行僧的壓抑,緊緊圍繞著最后的“考”來決定“教與學(xué)”的八股文課程,應(yīng)該有“蒸汽機”的影子。

隨著經(jīng)濟發(fā)展、科技進步以及認(rèn)知水平的提高,人們意識到,人不僅僅具有動物的沖動性,更有理性的控制力和約束力。人腦的蒸汽機模型是失之偏頗的。

人腦的圖靈計算機模型

21世紀(jì),最復(fù)雜的科技莫過于圖靈計算機,于是科學(xué)家又把人腦比喻成一臺計算機。計算機的特點是記得多(內(nèi)存)、記得。ū4妫、回憶快(搜索)和寫得快(打。。反觀應(yīng)試教育,不正是在把活生生的人努力塑造成一臺冰冷的“計算機”嗎?堆積如山的作業(yè)(比記得多),晨讀暮念的吟誦(比記得。ㄊ剿季S的范式(拼回憶快),飛速作答的書寫(拼寫得快),這就是人腦計算機模型在教育中的遺跡。課程設(shè)置為此緊緊圍繞著信息儲存與提取展開。事實上,面對綜合性、復(fù)雜多變的高階思維問題,計算機目前還無法與人類抗衡。更重要的是,人類具有豐富的情感,思維具有突發(fā)性和飄逸感,而計算機遵循的仍然是程序化的圖靈模式。當(dāng)今考試檢測的都是計算機的強項,而對人類優(yōu)勢方面則無從考查,這也正是教育的悖論。

人腦與電腦思維存在差異的另一個證據(jù)是,計算機的扇區(qū)壞了,扇區(qū)儲存的信息也就隨之丟失,新扇區(qū)替換進來,不會恢復(fù)出同樣的記憶。而人的大腦細(xì)胞每天工作,在新陳代謝過程中,組成細(xì)胞的氫氧碳原子被不斷替換,而我們的記憶不僅沒有消失,反而日漸增強。計算機以硅為基礎(chǔ),人類神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)以碳為基礎(chǔ),兩者構(gòu)架不同,因此人類意識的特征很可能無法簡單套用計算機模型。

綜上所述,人腦與電腦的思維一定存在著本質(zhì)上的不同。人腦思維既然不是圖靈模式,會不會是量子關(guān)聯(lián)模式?

人腦的量子糾纏關(guān)聯(lián)模型

量子糾纏的突出特點是,兩個單元的糾纏關(guān)聯(lián)不一定發(fā)生在相鄰區(qū)域。如果人腦量子關(guān)聯(lián)模式成立,那么與一個腦細(xì)胞發(fā)生關(guān)聯(lián)的就不僅限于跟它相鄰的幾十個腦細(xì)胞,而是另外的130億個腦細(xì)胞。這樣的非局域性關(guān)聯(lián)作用,將極大程度地提高腦細(xì)胞間的關(guān)聯(lián)速度。在現(xiàn)實生活中,人們會感覺到,人的思維總是那么跳躍不停、飄忽不定,再強大的計算機也無法知道人類提出的下一個問題。

在量子物理中,有一種“量子逾滲”現(xiàn)象!傲孔佑鉂B”是指在復(fù)雜系統(tǒng)中隨著某種形式的密度達到某一程度,系統(tǒng)內(nèi)出現(xiàn)某種長程關(guān)聯(lián)(量子糾纏),系統(tǒng)性質(zhì)發(fā)生突變的現(xiàn)象。這就好比人到一定年齡,積累的素材和信息足夠豐富,在某些偶然因素觸發(fā)下,會融會貫通、頓悟。這里的貫通與頓悟,就是創(chuàng)新思維的形成,豐富的信息則是創(chuàng)新思維的基礎(chǔ)。

量子理論認(rèn)為,任何事物或情景都包含著兩種信息,一種是交互的、非決定性的量子信息,另一種是固定的、決定性的經(jīng)典信息;觀察與記錄會使場景中“飄忽不定”的量子信息“坍縮”成固定的經(jīng)典信息。大量經(jīng)典信息的糾纏、聚合,可以再現(xiàn)場景,實現(xiàn)畫像。

“現(xiàn)實場景”含有豐富的量子信息,人在現(xiàn)實場景中,通過五官的體驗感受,獲取經(jīng)典信息,人們正是通過這樣的方式來接觸世界、認(rèn)識世界。無數(shù)經(jīng)典信息的聚集、鏈接與糾纏,孕育產(chǎn)生出新觀念、新思想與新方法。近代教育家無不強調(diào)教育的“現(xiàn)實場景”,如“教育即生活”“教育是做中學(xué),學(xué)中做”等觀念,其意義也許正在于此。

面對未知世界,人類從來都是“瞎子”。一頭尚未被觸摸的大象,相對于“瞎子”而言,就是一種“飄忽不定”的量子狀態(tài)。瞎子摸象的行為等效于觀測記錄:第一個瞎子摸到象的耳朵,于是整頭大象的“量子信息”瞬間坍縮成一把扇子的“經(jīng)典信息”,他認(rèn)為大象是把扇子;第二個瞎子摸到象的尾巴,他認(rèn)為大象像一條繩子;第三個瞎子摸到象的肚皮,于是大象又成了一垛墻……

瞎子不可能看見一頭完整的大象,他們只能通過這種坍縮后的經(jīng)典信息來認(rèn)識大象、認(rèn)識世界。只要這里的“瞎子”足夠多,就有足夠多的經(jīng)典信息得到收集。把足夠多甚至是冗余的經(jīng)典信息聚合在一起,我們似乎就可以逼近甚至再現(xiàn)現(xiàn)場豐富的量子信息。

教育的現(xiàn)實場景

在教育實踐中,怎樣把教育拽入“現(xiàn)實場景”并讓人“沉浸”其中?筆者以為,大體有以下三種情形。

走進真實生活,沉浸現(xiàn)實場景。

在條件許可的情況下,我們要盡最大努力創(chuàng)設(shè)條件,讓教育活動沉浸入現(xiàn)實場景,為創(chuàng)新思維的形成奠定厚實基礎(chǔ)。

“綜合社會實踐”是一種讓孩子們沉浸入現(xiàn)實場景的有效途徑。在活動中,孩子們主動設(shè)計、探究、體驗、總結(jié)和反思,這個過程將沉淀下豐富的信息,形成記憶單元儲存于大腦。無數(shù)次活動的無限多信息單元儲存,累積到一定程度,就會發(fā)生“量子逾滲”現(xiàn)象,信息單元彼此糾纏、鏈接,創(chuàng)新也就自然而然。成都雙中實驗學(xué)校從2004年開始一直致力于“綜合實踐課程”的落地實踐,其課程的實施集中體現(xiàn)了“三全”特點,即全體師生參與、全體學(xué)科卷入、全時段保證。

選擇多種途徑,再現(xiàn)現(xiàn)實場景。

在人類歷史發(fā)展長河中,沉淀出無數(shù)優(yōu)秀的經(jīng)典文化,我們理應(yīng)加以繼承與發(fā)揚,這是曉通古今中外的便捷之門。一書一世界,一語一思想,我們通過閱讀書籍,實現(xiàn)與古人的對話,通過闡述語義,實現(xiàn)與名家的交流。

然而,任何一本書,必然只是當(dāng)時作者豐富生活環(huán)境感觸下,坍縮出來的有限“經(jīng)典信息”。如果我們的學(xué)習(xí),僅僅停留在坍縮后的文字,其信息的獲取必然是單調(diào)的、平面的,對作者原初的創(chuàng)作背景不甚了解,其解讀往往會偏頗,甚至謬傳千里。譬如,道家的一句話,奸商們常用作“至理名言”??人不為己,天誅地滅。其實“為”應(yīng)讀作“二聲,陽平”。意思是說,人如果不做出人的本樣,人如果像禽獸那樣貪婪攫取,就會失去人的本性,就會遭天誅地滅。要真切了解作者意圖,就是要選擇不同途徑,獲取更多經(jīng)典信息,以此再現(xiàn)“現(xiàn)實場景”。

當(dāng)下教育,紙介盛行,紙筆測試幾乎成為教學(xué)評價的唯一形態(tài)。我們不可能活在過去,也不可能所有生活都必須親歷,因為還有效率與成本的考量與平衡。然而,這并不代表我們只能坐以待斃,固守成規(guī)。教師們可以在紙介文字的基礎(chǔ)上,盡可能地創(chuàng)設(shè)環(huán)境,讓學(xué)生重現(xiàn)過程,倡導(dǎo)“類體驗”。譬如,在《雷雨》教學(xué)中,除了文本基礎(chǔ)解讀外,還可以讓學(xué)生扮演不同角色,開展話劇表演活動,這樣就再現(xiàn)了《雷雨》的“真實場景”,孩子們從中可以獲取豐富信息。

不同的交流方式,坍縮出不同的經(jīng)典信息,我們的目的是盡最大可能還原現(xiàn)場的量子信息,所以需要盡可能多的經(jīng)典信息。面對同一個場景,可以用語言言說,用音樂歌唱,用美術(shù)描繪,用舞蹈來表達等。時下盛行的科學(xué)、技術(shù)、工程、藝術(shù)和數(shù)學(xué)課程,其根本意義在于,面對同一教學(xué)主題,我們可以采用五個維度進行信息觀測。雖然每一次觀測都只是那一個領(lǐng)域的經(jīng)典信息,但當(dāng)五個維度的經(jīng)典信息足夠豐富,也就可以再現(xiàn)主題的“現(xiàn)實場景”。

應(yīng)用虛擬技術(shù),模擬現(xiàn)實場景。

當(dāng)下信息技術(shù)領(lǐng)域,最為風(fēng)光的莫過于虛擬現(xiàn)實技術(shù)(VR)與增強現(xiàn)實技術(shù)(AR)。它們在職業(yè)技能訓(xùn)練、電玩娛樂、遠足旅游、遠程醫(yī)療會診等領(lǐng)域幾乎獨領(lǐng)風(fēng)騷、獨樹一幟。虛擬技術(shù)就是利用計算機圖形系統(tǒng),生成可交互的三維環(huán)境,使用者恍若置身其中,最大限度感受各種信息。

在地球村時代,虛擬技術(shù)真正地實現(xiàn)了天涯若比鄰的夢想。未來教育,眾創(chuàng)共享,也許千里之外的名師,能在你的教室里自由地走動,會在你的家里俯身為你輔導(dǎo);萬里之遙的同學(xué),可以與你一起實驗,共同交流探討;歷史上的名人可以“復(fù)活”,“走進”你的生活,與你自由的交流。

虛擬技術(shù)模擬出沉浸式的現(xiàn)實環(huán)境,人因此感觸無數(shù)信息。無數(shù)信息的逾滲、鏈接,意識的糾纏,自主創(chuàng)新也就自然而然。一觸碰一閃念,一閃念一動念,一動念一觀念,一觀念一行動。這就是創(chuàng)新意識與行動的連鎖反應(yīng)。

由此觀之,如果學(xué)生的核心素養(yǎng)是創(chuàng)新,創(chuàng)新的關(guān)鍵是信息聚合,而豐富的信息一定來源于現(xiàn)實場景。為此,在教育環(huán)境打造與教學(xué)過程的設(shè)計中,就要通過“走進現(xiàn)實場景、再現(xiàn)現(xiàn)實場景與模擬現(xiàn)實場景”三種方式,最大限度地走近現(xiàn)實、還原生活。如此,則抓住了教育的內(nèi)核,讓創(chuàng)新無處不在,真正踐行“創(chuàng)新即核心”理念,走出“核心素養(yǎng)”的莽莽叢林。

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