西安交通大学 马知恩
当前,在教学改革和教材建设当中,值得我们认真思考和着重解决的有两个重要问题。第一个问题是教材建设怎么样适应大众化教育的新形势的需要,第二个问题是怎样培养高素质的创新型人才。这两个问题是相互关联和相互影响的,高素质创新型人才的培养是我们教育的主要的目标。而大众化教育阶段是当中现实情况。我想先谈谈第一个问题——教学改革和教材建设怎么样来适应大众化教育阶段的需要?2006年本科生招生人数已经达到了530万,比1998年的108万增加了将近5倍,这标志着我们国家国力的强盛和教育事业的大发展,也反映了我们国家正在向高层次的学习型社会迈进。然而,这个新形势也带来了一些新的问题,其中一个突出的问题是学生平均入学水平的下移,包括学习基础、学习能力和自觉性。这对教学组织、教学要求,教学方法和教材建设都带来了不小的冲击。在这种情况下,教师们普遍关心两个问题,一个是怎么样来保证基本的教学质量,另外一个是怎么样不影响,而且还能够进一步促进优秀学生的成长。我们认为,解决这两个问题的一条出路是推进个性化教育。在入学水平相差悬殊的大众化教育阶段,仍然延用计划时期的教学模式,统一要求、统一规格来培养人才,显然是不现实的,也是不合理的。应该发展不同学生的长项,培养不同类型、不同层次的优秀人才。例如,有的学生适合于搞研究、搞设计;有的擅长于动手做实验,从事工艺;有的适合于经营管理。而这种差异可以使他们的学习基础、知识结构、能力培养等方面有不同的侧重,要推进个性化教育就必须给学生留够足够的自主选择的时间和环节。
为了使学生在时间和精力上有可能根据自己的特点来发展自己,我觉得应该进行下面两方面的改革。第一,调整并且适当降低教学基本要求。现在,许多课的教学基本要求是在20世纪90年代初基于精英教育阶段制订的。一方面未能反映近十年来教学改革的很多重大的成果。另一方面,在大众化教育阶段某些要求对一些学生来讲是难以达到的。例如,80年代以来高等数学课程教学使用最普遍的教材是同济大学所编的教材,但是现在有些地方院校反映,按照教育部90年代颁布的基本教学要求,使用这套教材,尽管一再降低考题的水平,仍然有30%,甚至更多的学生不及格,需要加一些换算。在这种要求下,有些学生耗尽了自己的精力和时间,仍然达不到要求,不仅没有时间和精力去发挥、发展自己的长项,而且把自己学习的信心和兴趣也都给毁掉了。与其这样,何不把要求降低一些,让他们能够达到学习后期课程和今后从事某类工作必须的最低要求,而把时间和精力腾出来,用于发展自己的长项呢。所以,适当降低教学基本要求表面上看来似乎是消极的,但是从培养不同类型、不同层次的人才,甚至是优秀人才来说是积极的。上一届教学指导委员会正是基于这种观点调整了工科数学、高等数学的基本教学要求。
第二,按层次分流培养。个性化教育对专业课来讲更多的是表现在选择不同方向和课程,而对于基础课而言,我认为主要应该体现在选择课程的不同层次。基本要求是各类学校学生所必须达到的最低要求,下面保底,上面不封顶。应该针对不同类型和不同层次的学生,制订本校的、适合各类层次学生的不同的教学要求和教学大纲。为不同层次的学生,特别是优秀学生的成长提供宽阔的发展空间和环节。比较理想的做法应该是实行完全的学分制,让学生能够根据自己的基础、特点、志趣、兴趣和志向来发展自己。在条件尚不成熟的情况下,我们认为对于基础课来讲,打破专业的界限,按照学生层次进行分流培养,是一种比较可行的方案。那种拘泥于按专业类型,分班授课的传统教学模式,在学生水平相差较大的情况下,势必束缚优秀学生的成长,同时也不利于差生的学习。西安交通大学对高等数学课程在第二专业进行了按层次分流培养的试点。按学生的基础和志向分为A、B两种层次,在一定时期内可以流动,采用不同的教材和要求,效果良好。在期末统考中,无论A类和B类的平均成绩都高于全校的平均分,不及格率明显低于全校的平均数。
适当降低教学基本要求与按层次分流培养,或者说实行完全的学分制,必须同时出台,否则就等于降低教学质量。这样,才能使不同类型,不同层次的学生在时间和精力上有余力,在环境上有可能去发展自己的兴趣和志向。发展他们的长项,为国家培养出不同类型的优秀人才。为了适应这种个性化的、分层次教学的需要,必须改革传统的教学组织和管理模式,也需要使教学建设更加层次化。当前,对高等数学教材来讲,大多是按照90年代的教学基本要求编写的,急需出版一批具有不同特色的、多样化的本科生教材。这是第一个问题。
第二,教学改革与教学建设怎么样适合培养高素质、创新型人才的需要。我着重谈谈教材的问题。这个问题“九五”和“十五”期间在教育部原副部长周远清同志的领导下,广大教师进行了大量的研究和实践,取得了不少富有成效的成果,涉及教育思想、教育理念、课程体系、教学内容、教学方法、考试改革、教材建设等一系列问题。上面所讲的个性化教育和分层次教学也是在进入大众化教育时期后,培养高素质、创新型人才的一个重要的理念和途径。教材是教学改革成果的结晶,是知识和能力的载体。教材建设应该层次化,以适应大众化教育的需要。但是我们认为,无论哪一个层次的教材都应该在传授知识的同时,致力于学生科学素养和能力的培养。有助于各种不同层次、不同类型的创新型人才的成长。只不过在运用深广度上、要求上、分寸的把握上,以及侧重面上要有所控制。下面结合工科数学的教学情况,仅就教材建设问题谈谈我们的一些认识和做法。
(1)基础知识是培养学生素质和能力的最好载体。培养学生良好的素质和能力是需要各个教学环节、各个教育环节进行配合的系统工程。作为大学的基础课程,首先应该通过知识的传授,培养学生与本学科有关的基本科学素养和获取知识,为今后适应社会奠定良好的基础。而本学科的基础部分,是这种素质和能力培养的最好载体。基于这种观点,“九五”期间,我们把工科数学系列课程划分为三个层次,将研究连续量基础的微积分、离散量基础的线性代数、随机量基础的概率统计以及数学应用基础的数学实验列为四大基础,作为第一个层次;数学物理方法等四门现代工程中常用的数学方法作为选修课,作为第二层次;设立现代数学和知识专题讲座,作为第三个层次。我们主张,在学时数受限制的情况下,优先保证四大基础,以确保学生具有必备的数学素养、知识,还有能力。内容体系的科学性是教材质量的基础。像数学这样的基础课,教学内容是比较经典成熟的,但是仍然应该根据科学和社会发展的需要,与时俱进地改革内容体系。
我们在编写“面向21世纪课程教材”的时候,就以下两个问题做了一些努力。第一,鉴于当今数学发展和应用的综合性,并考虑到高效率的传授知识,加强了代数、几何不同学科内容之间的有机结合和相互渗透。对某些相关课程进行了重组,例如将复变函数、数理方程、积分变换和小波变换等内容进行了重组,形成了数学物理方法新教材。
(2)从当代科学技术发展对数学的要求和培养学生必备的数学素养和能力出发,以现代数学的思想、观点为指导,重新审视教学内容,逐步革新,削枝保杆。例如,用现代的教学观点、术语和符号,统帅经典教学内容,加强实际的应用,淡化运算技巧等。
(3)科学思想性是教材的灵魂。教材应当具有既传授知识,又培养能力的功能。教材既是知识的载体,又是认知能力的载体,高质量的教材不仅能使读者易于获得知识,而且能够通过知识的学习,在本门学科的素养方面受到熏陶,在学习应用乃至发展知识方面受到启示。数学教材不应该是定义、定理、公式、例题等僵死内容的堆积,而应该给它们赋予灵魂,应该通过对概念内涵和本质的揭示,对定理、公式等深刻涵义、应用价值和证明思想方法的剖析,让它们活起来。荷兰一位著名的数学教育家说,没有一种数学思想以其发现格式的样子发表出来,一个问题被解决以后,相应的就发展成为一种形式化的技巧。结果,使得火热的思考变成了冰冷的美丽。我认为,教材不完全等同于教学,教材应该帮助读者去发现隐藏在冰冷的美丽后面的火热思考。而这种火热思考的不断积累,正是学生今后创新思维的源泉。例如,深刻领会和掌握渗透在微积分许多内容和方法当中的,利用均匀量,通过极限去解决非均匀量的微积分的基本思想方法,对于创新思维和分析问题、解决问题能力的培养将产生重要的影响。
(4)提高学生的应用意识、兴趣和能力,是教材革新的重要方向。对于非数学类专业的学生来说,学习数学的主要目的在于应用数学,必须在学习数学的同时注意培养学生应用这些数学知识的意识和兴趣。只有这样,才能通过数学和后继课程的学习来逐步提高他们应用数学的能力。为此,许多革新的数学教材,都从过去数学的应用,从物理、几何领域扩充到了诸如工程、生物、人口、经济、音乐,甚至日常生活里。并且注意加强了应用题的趣味性,以增强对读者的吸引力。大量的实践证明,数学建模与数学实验是培养学生应用数学意识、兴趣和能力的重要途径。不同类型和风格的数学建模和数学实验教材也要陆续出版。但是,至今为止,数学实验和数学建模作为课程来讲,尚未规范化,值得我们进一步研究和总结。此外,如何向数学建模的思想和做法融入正常的数学教学课堂当中去, 固化在不同数学课程的教材中,是更加值得我们探讨的一个新问题。也许这种融入更有利于培养学生的应用兴趣和能力,也更适应于当今教学计划的状况。
(5)适当加强教材内容的弹性,有利于因材施教和优秀学生的成长。即便处于同一层次的学生,他们的程度、兴趣和志向也不尽相同。因此,对同一层次的教材,在内容的深广度方面增加一些弹性,用星号或者是异体字标出,有利于个性化教育,为个性化教育提供一定的空间。适当地为今后进一步学习现代数学知识增设一些参考内容和延伸发展的接口,有利于开拓读者的视野。此外,在内容讲解上,既要考虑到通俗易学,也不要拘泥于过于详尽,以免养成学生依赖的心理和思想懒惰的习惯。有意识地逐步提高阅读的台阶,有助于读者学习能力的逐步提高。
(6)为教材立体化与读者自主学习营造良好的环节。主干教材、辅助教材、电子网络教材的立体化教材建设,不仅能为在校学生的自主学习营造宽阔的空间,也可以为在职人员的继续学习提供更好的条件,适应学习型社会和终身教育的需要,应当加强建设。辅助教材是为了帮助学生深刻理解教材内容,有助于学生创新思维和能力的发展。辅助教材应该为教师和学生提供更加丰富的相关资料,如教材的难点内容的深入剖析、典型例子、解题思路的讲解、某些内容的小结与展望,有助于开展讨论式、研究式教学的思考题、课堂讨论题、大型作业题和学生学习的自测题,以及习题课的内容建议等等。把辅导书变成单纯的例题推解和教材中习题全解的做法,将对学生创新思维和分析问题、解决问题能力的成长造成严重的影响,是应当予以摒弃的。
(7)转变思想,更新观念,破除故步自封是推广革新教材的先导。随着教学改革的不断深入,我们陆续出版了不少新的教材,其中也不乏反映教学改革成果、比较优秀的教材。但是,这些革新教材推广使用的速度比较缓慢,除了“文人相轻”和地方保护等不良因素以外,主要原因是习惯的影响。学校和教师在用惯了一种教材之后,往往不愿意轻易改变;教师形成了一套教学观念和思路以后,也往往不容易接受新的变化。我们学校虽然使用了统一的革新教材,但有些教师仍然是穿新鞋、走老路。即便使用新教材,仍然还是按照自己老一套讲法去讲,对新教材的主要精神和一些内容的处理并未领会,甚至也没有仔细去阅读。究其原因,有的是故步自封,有的是不愿意花费精力和时间。因此,要使改革成果和革新教材真正产生更大的社会效应,加大宣传和培训,转变思想、更新观念显得十分重要。不仅要宣讲革新教材的思想和优点,还需要教师具有为培养优秀人才而乐意付出的敬业精神。当然,适当的政策鼓励也有助于成果的推广实施。
围绕培养高素质创新型人才的教材建设,尚有许多问题等待我们去探索和实践。例如,怎么样将国外教材,特别是北美教材中有利于培养学生创新思维和能力的一些优点与我国的教材优点相结合;怎么样使传统内容的学习与先进的计算机软件相结合,以适应快速发展的形势;怎么样使得教材更有利于研究式、讨论式教学方法的推广;怎么样把国外的让学生通过教材来获取更多知识的做法和我们国家教材的一些优点相结合;如何将数学建模的思想和做法融入教材,以进一步加强应用能力的培养;以及如何使不同层次的教材在内容上有所侧重,以培养不同类型的优秀人才,等等。随着教材改革的不断深入,作为教学改革成果结晶的革新教材将不断前进,层出不穷。