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        摭談數(shù)據(jù)科學(xué)在中學(xué)通識(shí)教育中的作用

        2019-01-29 09:11:46華東師范大學(xué)數(shù)據(jù)科學(xué)與工程學(xué)院
        中學(xué)數(shù)學(xué)雜志 2019年3期
        關(guān)鍵詞:通識(shí)科學(xué)思維

        ☉華東師范大學(xué)數(shù)據(jù)科學(xué)與工程學(xué)院 王 偉

        近幾年,國內(nèi)教育界興起了“通識(shí)教育熱”.譬如讓理工科學(xué)生選修文科類課程,文科學(xué)生選修理工類課程,強(qiáng)化數(shù)理化等基礎(chǔ)課程的學(xué)習(xí)等.事實(shí)上,無論是在高等教育還是基礎(chǔ)教育中,通識(shí)教育都受到了越來越多的關(guān)注.很多教育界專家直接指出:“通識(shí)教育最好從中小學(xué)開始.”

        在歐美等發(fā)達(dá)國家,除了完成必修的文化課以外,很多中學(xué)都給學(xué)生提供了豐富的通識(shí)選修課,以幫助學(xué)生全面發(fā)展,構(gòu)建學(xué)生豐富多彩的知識(shí)空間.美國從幼兒園就開始了人文通識(shí)教育,香港也廣泛地開設(shè)了通識(shí)課程,主要包括:社會(huì)與文化、自我與個(gè)人成長、科學(xué)技術(shù)與環(huán)境等,而國內(nèi)越來越多類似于國學(xué)、哲學(xué)、信息技術(shù)、公共衛(wèi)生、環(huán)境等通識(shí)課程也開始進(jìn)入中學(xué)課堂.

        那么,通識(shí)課程對(duì)學(xué)生的校園生活意味著什么呢?什么樣的課才算是好的通識(shí)課?廣度與深度可以兼得嗎?高考必修課壓力很大,通識(shí)課該不該受到重視?值不值得投入時(shí)間?理工科背景的通識(shí)教育怎么做?現(xiàn)在流行的數(shù)據(jù)科學(xué)與人工智能可以作為一門好的通識(shí)課嗎?

        一、什么是通識(shí)教育?

        我們先從高等教育說起.目前國內(nèi)外許多著名院校都非常重視本科階段的通識(shí)教育.

        通識(shí)教育是通過給學(xué)生帶來完整的知識(shí)結(jié)構(gòu),以達(dá)到觸類旁通的目的.除了高等教育,通識(shí)教育在中小學(xué)基礎(chǔ)教育中也受到了越來越多的重視.基礎(chǔ)教育需要把更多的關(guān)注放在拓寬學(xué)生的視野、啟迪學(xué)生的責(zé)任上,從而激發(fā)學(xué)生的潛力,讓學(xué)生了解自我、探索自己生活的遠(yuǎn)大目標(biāo),而不是職業(yè)培養(yǎng).在基礎(chǔ)教育學(xué)習(xí)階段就應(yīng)該有意識(shí)地開展通識(shí)教育的學(xué)習(xí)和培訓(xùn)來作為大學(xué)通識(shí)教育之前的預(yù)熱,這一點(diǎn)已經(jīng)開始成為一種共識(shí).

        在古希臘出現(xiàn)了最早的所謂通識(shí)教育,指公民所應(yīng)當(dāng)具備的知識(shí)與能力,同時(shí)參與到公共生活,普通公民需要掌握哲學(xué)、邏輯學(xué)、語言、演講術(shù)、音樂、天文、數(shù)學(xué)等等.而現(xiàn)代社會(huì)繼承了這種通識(shí)教育的精神,參加過通識(shí)教育的公民在大學(xué)畢業(yè)后,除了具備自己的專業(yè)技能外,還具備完整的智慧能力.

        從基礎(chǔ)教育到高等教育,它們的初衷都不是將各類學(xué)科專業(yè)化以及找一份合適的工作,而是首先培養(yǎng)一個(gè)人,包括完整的人格和獨(dú)特的個(gè)性、開闊的視野、高遠(yuǎn)的志向、創(chuàng)新的實(shí)踐,這些都是需要后天培養(yǎng)的,而通識(shí)教育的很大一部分作用正在于此.

        二、通識(shí)教育的價(jià)值

        相比于“知識(shí)點(diǎn)”,通識(shí)課更側(cè)重于“思考點(diǎn)”和“實(shí)踐點(diǎn)”,這三者之間是一個(gè)辯證統(tǒng)一的關(guān)系.思考和實(shí)踐是要以知識(shí)為載體的,把握其中的分寸是關(guān)鍵所在.例如,教師講足了知識(shí)點(diǎn),學(xué)生則沒了思考的空間;或者知識(shí)點(diǎn)不足,卻直接上手實(shí)踐,走了許多不必要的彎路.

        通識(shí)教育強(qiáng)調(diào)以學(xué)為主導(dǎo),老師負(fù)責(zé)努力激發(fā)學(xué)生的自學(xué)能力,幫助學(xué)生自覺地完成一系列與學(xué)習(xí)有關(guān)的活動(dòng),包括查找資料、獨(dú)立思考、表達(dá)觀點(diǎn)及辯護(hù)、開展實(shí)踐等.同時(shí)在實(shí)踐中培養(yǎng)學(xué)生的思考能力、語言能力,以及動(dòng)手能力.而這需要老師有能力去調(diào)動(dòng)學(xué)生全部的動(dòng)力,讓學(xué)生自主學(xué)習(xí)與實(shí)踐.

        復(fù)旦大學(xué)哲學(xué)學(xué)院的孫向晨教授說過,通識(shí)踐行在理想層面上可分為三個(gè)層次.

        1.培養(yǎng)健全的人

        無論是中國傳統(tǒng)文化,還是古羅馬的自由公民培養(yǎng)體系,都強(qiáng)調(diào)“學(xué)以成人”,成人并非能夠完全靠個(gè)人的發(fā)展,教育在其中有著舉足輕重的作用,因此,我們應(yīng)該回歸教育的本原.

        相比于古時(shí)候以成人為目的的教育,現(xiàn)代大學(xué)教育更加重視研究,強(qiáng)化知識(shí)的探索,追求科學(xué)的發(fā)展.這使得現(xiàn)代大學(xué)在培養(yǎng)成人的層面上是不足的.將二者劃為同等重要的程度,是通識(shí)教育可以達(dá)到的.

        2.終身學(xué)習(xí)能力的養(yǎng)成以及跨學(xué)科思考能力的培養(yǎng)

        工作不僅僅需要學(xué)生的專業(yè)技能,同時(shí)還需要更全面的綜合能力,其實(shí)這需要在高等教育中就被很好地培養(yǎng).在現(xiàn)有的成熟的通識(shí)教育模塊中,通識(shí)教育不僅著眼于文學(xué)、歷史、哲學(xué)、藝術(shù)這幾類人文社科,通過對(duì)歷史的了解,利用哲學(xué)培養(yǎng)反思和批判能力,使學(xué)生更好地理解世界及社會(huì)的運(yùn)行規(guī)律,而且還努力拓展學(xué)生對(duì)于數(shù)、理、化、生以及信息世界的認(rèn)識(shí).廣闊的視野與培養(yǎng)完整的人格也是相互關(guān)聯(lián)的.從知識(shí)的角度與學(xué)術(shù)視野的層面來看,全面培養(yǎng)一個(gè)人的未來和一種終身學(xué)習(xí)的能力,都不一定是專業(yè)學(xué)習(xí)所能做到的,這就需要通識(shí)教育的存在.

        3.培養(yǎng)公民表達(dá)自我所必備的技能

        其除了包括本國以及外國語言的聽說讀寫,還包括計(jì)算(Computing)等現(xiàn)代基本技能,這是一種更為基礎(chǔ)的公民技藝.通識(shí)教育要緊緊抓住“對(duì)人培養(yǎng)”的核心,開闊學(xué)生的知識(shí)視野、培養(yǎng)學(xué)生終身學(xué)習(xí)的能力,同時(shí)教會(huì)學(xué)生掌握基本的公民表達(dá)技藝.而只有通識(shí)教育才可以達(dá)到這些目的.

        三、數(shù)據(jù)科學(xué)作為一門通識(shí)課程

        現(xiàn)如今,在義務(wù)教育階段以及普通高等教育中通識(shí)課程都以人文社科為主,和科技相關(guān)的,尤其以信息技術(shù)為背景的好的通識(shí)課并不常見.然而,隨著大數(shù)據(jù)與人工智能時(shí)代的到來,作為信息文明的集大成者,數(shù)據(jù)科學(xué)是非常適合進(jìn)行通識(shí)教育實(shí)踐的.

        繼云計(jì)算、物聯(lián)網(wǎng)之后,大數(shù)據(jù)成為IT行業(yè)中又一顛覆性的技術(shù),其既是一類數(shù)據(jù),還是一項(xiàng)技術(shù),更是一種理念,每個(gè)人都應(yīng)該或多或少地掌握.大數(shù)據(jù)背后的學(xué)科就是數(shù)據(jù)科學(xué),而今天備受追捧的人工智能也正是建立在數(shù)據(jù)科學(xué)的基礎(chǔ)之上.因此可以認(rèn)為,數(shù)據(jù)科學(xué)的理念與數(shù)據(jù)思維的方式已經(jīng)成為人工智能時(shí)代人人都應(yīng)該具備的基本常識(shí).

        目前數(shù)據(jù)科學(xué)已經(jīng)觸及到全部可以想到的學(xué)科和行業(yè),除去互聯(lián)網(wǎng)、金融、醫(yī)療,所有的理學(xué),甚至連心理學(xué)、哲學(xué)都已經(jīng)開始使用數(shù)據(jù)科學(xué)作為工具來進(jìn)行深入研究.正因?yàn)檫@種思想,數(shù)據(jù)科學(xué)可以作為一門很好的通識(shí)實(shí)踐課程.對(duì)照上面提到的通識(shí)踐行的三個(gè)層次,我們可以看到:

        首先,數(shù)據(jù)思維有利于培養(yǎng)一個(gè)健全的人.

        一個(gè)健全的人,不僅需要重視傳統(tǒng),更需要與時(shí)俱進(jìn).信息時(shí)代中最為重要的兩個(gè)“藝”——“計(jì)算思維”和“數(shù)據(jù)思維”已經(jīng)成為大家的共識(shí).《巴黎圣母院》《戰(zhàn)爭與和平》之類的小說和故事在全社會(huì)激起的是強(qiáng)烈的“情感”共鳴,和故事相比,數(shù)據(jù)僅代表客觀事實(shí),且數(shù)據(jù)更多激發(fā)的是理性思考,就作為人類來講,實(shí)際上理性思考同感情的宣泄一樣重要,二者共同構(gòu)建成一個(gè)健全的人.

        第二,數(shù)據(jù)科學(xué)通識(shí)教育有利于培養(yǎng)跨學(xué)科視野以及終身學(xué)習(xí)能力.

        在目前這個(gè)愈來愈數(shù)字化的世界中,信息世界作為同樣重要的認(rèn)知領(lǐng)域,從知識(shí)的角度來看,數(shù)據(jù)思維和數(shù)據(jù)實(shí)踐能力能夠很好地培養(yǎng)一個(gè)人的未來和一種終身學(xué)習(xí)的能力.而數(shù)據(jù)科學(xué)通識(shí)課程則可以很好地拓展學(xué)生對(duì)數(shù)字世界的認(rèn)知.

        第三,數(shù)據(jù)思維有利于培養(yǎng)一個(gè)公民在社會(huì)上用來表達(dá)自我所必備的技能.

        數(shù)據(jù)驅(qū)動(dòng)的思維方式,不應(yīng)該僅限于計(jì)算科學(xué)家,更應(yīng)該作為一項(xiàng)全人類應(yīng)掌握和應(yīng)用的基本技能,因此每一個(gè)人都應(yīng)熱衷于數(shù)據(jù)思維的學(xué)習(xí)和應(yīng)用.相對(duì)于將大數(shù)據(jù)看作是工具或是技術(shù),它更可以被抽象的當(dāng)作關(guān)于現(xiàn)實(shí)的新型的觀點(diǎn)或觀察方式,從而利用它來重新理解世界以及世界的發(fā)展方向.

        數(shù)據(jù)科學(xué)是重新思考世界的一種思維方式.

        舉一個(gè)例子,比如汽車的使用.在現(xiàn)實(shí)廣告商的引導(dǎo)下,人們只能感性地認(rèn)識(shí)到汽車是一個(gè)生活必需品.然而當(dāng)拿出它的利用率只有4%這個(gè)數(shù)據(jù)時(shí),你才能夠直觀的感受到它的“不必需”.可以理解的是,其實(shí)汽車買來大部分被停在地下車庫,而人們完全可以通過租車或共享汽車來完成這方面的需求,從而達(dá)到可持續(xù)發(fā)展的目的.

        除此之外,還有教育資源的浪費(fèi).如何優(yōu)化學(xué)習(xí),使得所有學(xué)生得到公平的教育,這一直是教育工作者所研究的問題.然而,如果我們通過收集數(shù)據(jù)、進(jìn)行分析,然后互相對(duì)比得到最優(yōu)的教學(xué)方式、教學(xué)模式,那么學(xué)習(xí)的效率就會(huì)大大提高.“對(duì)于每一個(gè)課堂的每一個(gè)孩子,如果能夠?qū)崿F(xiàn)大數(shù)據(jù)的分析,我們就可以克服這一方面的數(shù)據(jù)資源的浪費(fèi),而且我們還可以通過教育大數(shù)據(jù)來改善學(xué)習(xí)過程.”

        《大數(shù)據(jù)時(shí)代:生活、工作與思維的大變革》中,維克托·爾耶·舍恩伯格明確指出,大數(shù)據(jù)時(shí)代最大的轉(zhuǎn)變就是,將對(duì)因果關(guān)系的研究轉(zhuǎn)向?qū)ο嚓P(guān)關(guān)系的研究.換言之,人們并不需要知道“為什么”,只需要知道“是什么”.這其實(shí)是向人類的認(rèn)知和與世界交流的方式提出了全新的挑戰(zhàn).

        數(shù)據(jù)思維相比于科學(xué)思維形成更早,它向來都是人類的一種思考模式.可以這樣說,數(shù)據(jù)思維在經(jīng)過一定的鍛煉和演化后形成了科學(xué)思維,并出現(xiàn)了統(tǒng)計(jì)學(xué)這樣的應(yīng)用學(xué)科.

        大數(shù)據(jù)背后的數(shù)據(jù)科學(xué)還是一個(gè)新的學(xué)科,是基于計(jì)算機(jī)科學(xué)、統(tǒng)計(jì)學(xué)、信息系統(tǒng)等學(xué)科對(duì)大數(shù)據(jù)世界的本質(zhì)規(guī)律進(jìn)行探索與認(rèn)識(shí)的理論,甚至其還發(fā)展出新的理論,其研究數(shù)據(jù)是從產(chǎn)生與感知到分析與利用整個(gè)生命周期的本質(zhì)規(guī)律而得到的,是一門新興的學(xué)科.

        數(shù)據(jù)科學(xué)是一個(gè)新興的典型的跨學(xué)科,需要融合數(shù)學(xué)、計(jì)算機(jī)科學(xué)與技術(shù)、信息管理以及其他多個(gè)學(xué)科,而對(duì)于中學(xué)基礎(chǔ)教育來說,數(shù)學(xué)與信息技術(shù)兩門課程無疑是非常重要的基礎(chǔ),從2017年教育部新一輪的課標(biāo)更新就可以看得出來.因此,數(shù)據(jù)科學(xué)不僅可以作為一門新的通識(shí)課程,而且也驅(qū)動(dòng)著傳統(tǒng)核心課程的改革.W

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