瞭望丨北美理工科教育衰落原因初探
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◆ 发现式数学标准釜底抽薪，乃美加数学教育衰败的首要原因
◆ 综合科学课程推行半个世纪，颠覆了基础科学教育，也损害了高等科技与工程教育，是教育史上一项重大失误
◆ 自由松散的学分制、走班制和毕业升学日益降低的标准，对理工科造成的冲击最为严重。理工科领域逐渐凋零，人才匮乏
◆ 中国及西方的传统教育均有改进空间，创新是必要的。而创新必须建立在继承的基础之上，不是另起炉灶，否则不过是重复他人走过的弯路甚至回头路
北美理工科教育衰落原因初探
文/沈乾若
作者为加拿大博雅教育学会名誉会长、加拿大西蒙菲沙大学数学博士
当今不少国家热衷于学习美加等西方国家教育的理念与做法。然而有没有实践结果表明，西方国家的做法都更有效、更先进呢？
笔者原在国内中学与大学执教，在加拿大取得数学博士学位后，又从教十数年直至退休，故对中西教育体系均有了解。美国教育是分层的，大众教育有严重弊端，精英教育却不曾放松。西方传统教育的一些理念和做法，如定位于全面发展的人文教育、独立自主的批判思维、珍视与培养创新能力、人才培养的多样化理念与渠道等等，仍然值得发掘与学习。然而，北美及西方的理工科教育早已大幅衰落，风光不再。它们的许多所谓经验，实际上正是造成理工科教育衰落的原因，应仔细甄别。
美国理工科教育的下滑自半个多世纪前即已开始。1957年苏联发射第一颗人造地球卫星，给美国带来极大冲击。美国教育从此开始频繁改革，基础教育伤筋动骨。
若干年前美国提出STEM（科学、技术、工程、数学）的概念，正是由于这些领域已经衰落，需要给予特别的关注和增加投入。整个世界的理工科精英，有相当比例为美国服务。即便如此，其科技人才的短缺也已引起普遍的忧虑。许多美国人因不懂数学和科学，无法承担较高技能的工作。企业和政府都闹人才荒，很多职位招聘不到人选。
数学课标的蜕变
和发现式数学的釜底抽薪
美国和加拿大数学课程的安排，代数、三角、几何等分支内容分散在各个年级穿插讲授，循次递进。这种做法被称为“螺旋式上升”。“螺旋式上升”的安排致知识碎片化，一定程度上影响学生系统、深入和总体性的把握。中学数学内容和难度也无法与中国相比，造成大学学习的困难。很多大学都不得不为新生开设补习课程。
数学改革中危害最甚者为小学的发现式数学。该课程标准是美国在上世纪60年代的新数学运动中制定的。发现式数学将传统数学推倒重来，在内容、结构以及思路与方法上全然不同。
小学数学过去称为“算术”，即核心和主体是算术，辅以初级几何。算术是最早形成的基础学科，含自然数、整数、分数及小数，度量衡，加减乘除四则运算，百分数、比例、比率等等。这些构成人们日常生活与工作中必要且足够的数学知识技能。代数则不同，它是在科学技术的发展中形成的，用来解决比较复杂的问题，日常生活中通常用不到。算术亦是学习代数、三角、物理、化学等学科的前提，而且它简单易懂，贴近生活，适合小学生的兴趣与智力水平。故算术和语文并列，构成一个人的文化基础。
发现式数学的设计者们把算术当成了丑小鸭。他们删减、压缩算术，将中学数学中抽象的数列、变量、方程等概念下放到小学。这种做法等于建造大厦而不打地基。
发现式数学轻忽甚至放弃加、减、乘、除竖式运算等传统算法，编造出一些幼稚荒唐的套路要求学生掌握。譬如，要三年级学生数圆圈做个位数加法；用10×10的数表数格子做两位数加减法；用“加倍再加1”的规则计算6+7；重组方法计算82÷5等等。本来直截了当的四则运算，硬是让已有初步抽象思维能力的小学生退回原始笨拙的方法。教材中甚至屡屡出现错误。
标准算法被其他莫名其妙的方法挤占，结果学生一无所得，离了计算器寸步难行。最困难的是分数，连通分都不会。
笔者认为，发现式数学标准乃美加数学教育衰败的首要原因。近年来美国大多数州已不再实行发现式数学课标，而采用各州核心课程标准。
综合科学课程颠覆科学教育
综合科学课程指的是初中阶段以物理、化学、生物及地球和空间科学组合在一起的课程。以综合科学课程代替理、化、生分科设置，是20世纪中期开始的一项重大改革。
经过半个世纪的推行，这项改革颠覆了基础科学教育，也损害了高等科技与工程教育。
第一是综合课程将理、化、生三门课程合并成一门，减少了科学教育的课时。科学类课程得不到足够投入，无法承载宏大精深的各学科内容。
第二是以中学教师的知识结构和水准，无法承担理、化、生等众多科目的综合教学。现成的师资不能用其所长，不得已讲授自己一知半解的东西。
第三是分科课程均构成具有内在逻辑性的整体，利于学生系统、完整地掌握该科知识，而综合课程讲授的知识碎片化，又多是描述性、常识性的，很少有概念的深入讲解和公式的推导应用，无法承担奠定理工科学业基础的功能。
培养理工科人才，中学是基础。科学主干课程需要足够的时间与投入，为大厦夯实根基。即使文科类和不准备升大学的学生，在当今的高科技时代，通过初中分科课程来掌握基础科学知识，也是必不可少的。非分科课程不能担当奠定理工科基础的重任，综合课程实行以来的半个世纪，北美科学教育江河日下。
低标准低质量的综合中学
上世纪60年代之前世界各国的高中阶段多为双轨制，即普通教育和职业技术教育分别由两类不同的学校承担。北美则将两类学校合二而一，称为综合中学，上世纪60年代起在美国和加拿大推行，成为中等教育的主要结构。
综合中学课程种类很多。除必修课外，还有多种选修课，如绘画、打字、烹饪、木工等。而且同一门课分为多个档次，包括升学类、应用类、简易类，以适应不同类型学生的需求。同时开设职业预备课，让学生了解各种行业与工作岗位。
然而，综合中学目标多且分散，将各类学生混在一起，不可避免地顾此失彼，既拉低了升学类学生的学业水准，也延误了就业类学生的职业培训。
在中国，升学率是衡量中学质量的指标，这使得中学课程加深变难。而在美加，指挥棒却是毕业率。为了多数学生拿到文凭，所谓高中毕业，除英文外，其他科目大多只要求初中水平。因此，低标准低质量，乃综合中学的痼疾。
教育综合化旨在追求教育的平等。但社会人群间的差异乃客观存在，教育平等不意味着给不同人群提供相同的教育，而是为各类人群提供各种适当的教育机会，因材施教，使学生各种潜能均得以成长和发挥。以追求平等为初衷的综合化运动，由于未能提供多种类型的教育，反而阻碍了依赖于公立教育的社会中下层向上攀升，加剧了贫富两极分化，使社会变得更加不平等。
过度自由的课程选择
和毕业升学的低标准
西方国家只有小学实行班级制，中学采用学分制与相应的走班制。
学生没有班级也没有固定的教室，像大学生一样，中学生背着书包到处跑。十几岁的孩子一般缺乏自律能力，在这样一种开放松散的组织模式下，学生得不到严格管教，多数在学业上比较放松、散漫，造成反智倾向、抽烟、吸毒和校园霸凌等不良风气的蔓延。
对于处在青少年时代的中学生，尤其是低年级学生，班级制对其学业和人格成长极为重要。班主任的关怀照顾与管理、班集体的归属感和团队合作、同学间的相处与切磋等，对孩子是宝贵的人生经历与体验，在其心智成长中不可或缺。
学分制为学生提供了自由空间，但它并非万能灵药。除走班制造成的管理松散外，过分自由的选择也是造成社会科技文化素养低下、理工人才匮乏的一大原因。
以加拿大不列颠哥伦比亚省为例，来看一看学分制下的高中毕业标准。学分总数80学分中，必修的STEM课程仅占16学分，区区五分之一。不列颠哥伦比亚省中学毕业原有全省统一考试，实行了一百余年，但在2004年改为选考，至2016年所有省考竟全部取消，改为数学和英文水平测试，而数学测试仅十年级程度。据笔者观察，选读十二年级物理的学生仅约15%。
申请美国大学，本来须提交美国大学入学考试ACT或者学术能力评估测试SAT的成绩。ACT和SATⅠ测试基础文化素养，其中的数学和科学推理大致为十年级程度，为各大学强制要求。SATⅡ为科目测试，选考科目取决于相关院校规定，标准要求为三科。然而近年来，为了保障非裔和拉丁裔等弱势群体有入学机会，美国一些高校取消了对SATⅡ成绩的要求。包括哈佛大学、加州大学在内的很多大学甚至不再要求SAT或者ACT的成绩。
优秀生源选拔有其他一些渠道，如大学先修考试AP和国际文凭课程考试IB，以及英特尔国际科学与工程大奖赛、西门子数学科技大赛、美国数学邀请赛等，为大学提供有价值的参考。
从以上介绍可知，美加自由松散的学分制、走班制和毕业升学日益降低的标准，对于不同的人群结果不同。禀赋优异且自律的学生有自由和渠道通过努力成材。但一般学生中，幸运者得以接受高等教育，大部分却未能获得应有的知识文化教养。就行业而言，对理工科造成的冲击最为严重。不但进入该领域的人数占比极低，而且之后又有三分之一以上的学生因修课困难而转到其他领域。
学校是育人圣地
不是商店或服务行业
传统教育培养目标存在过于模式化、缺少多样性的问题；因材施教，顾及学生的差异和个性是必要的。然而，差异性和相似性，个性和共性，乃一体两面。学校建立的基础是共性。统一课程、统一授课、统一考核的学校是社会发展进步的产物，绝非沙滩上的建筑。可以对其调整、改进，却不应随意推翻。将个性化推向极致，只能是倒退。
学校是育人圣地，不是商店或服务行业。西方中学师生之间缺少中国式的亲密关系，学校确实不无课程超市的味道。这不是我们应当学习的。
教育的目的，既为满足个体的需要，也为社会整体的生存和发展。当今风行的重视前者而轻忽后者的思潮，是严重的偏差。选择应该是双向的。一方面是学生和家庭的选择，另一方面是国家和社会从全局出发，为形成科学合理的人才配置，为持续发展所作的选择。因眼界和水平所限，个人选择通常难以避免盲目跟风、避难趋易和金钱至上。西方以学分制为起点的一系列制度与标准，将个人选择摆在高位，留给国家与社会的选择空间过小，造成今日理工科人才匮乏的局面。
中国在中学坚持学年制和班级制，保证了大范围内基础教育的质量。尽管有必要引入选修课，把一部分选择权交给学生，更有必要给学生留下时间和空间来发展兴趣专长。但若盲目学习西方的一套低标准加过度自由选择的制度，过度缩减统一课程，将学校办成“课程超市”，则西方前车可鉴。
“师者，所以传道受业解惑也。”教育的基本功能乃传承，一代代传承数千年来人类创造的辉煌科学文化。中国及西方的传统教育均有改进空间，创新是必要的。而创新必须建立在继承的基础之上，不是另起炉灶，否则不过是重复他人走过的弯路甚至回头路。再者，技术可以不断地推陈出新，科学的演进则不同，它艰难而缓慢。以传承科学文化为宗旨的教育，更应当持续稳定，而非频繁地创新。
当下的西方教育有其合理及先进之处，然而糟粕亦多。实践是检验真理的唯一标准。学习西方教育经验，必须以其实践结果为依据，去粗取精，去伪存真，而不是顶礼膜拜，盲目照搬。中国教育的优势，亦应得到充分的肯定与坚持。LW
刊于《瞭望》2020年第32期
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