问题描述
这两天,有关国内大学教材问题的讨论在观网非常火,源起自作者@Snorri 这篇《法国的“填鸭式”理工教育,培养了两个世纪的社会精英》的文章。
从法国的“填鸭式”教育,读者们聊着聊着就说到了国内的教育,国内的老师和学生以及国内的教材。
一位读者表示,国内的教材没有一个循序渐进的过程,而国外同门教科书的厚度,是国内的3倍。
这让许多读者谈到了自己上学时的切身感受。有的读者总结了两点原因,1是翻译问题,2是国内教材重视理论。
有的读者表示,中国的教材中厚书也有,但不普及。
有读者认为,除了课本,老师的授课方式也很有讲究。
一位读者表示,有些专业就是实践出真知。
有为人父母的读者表示,其实不仅仅是大学,自己孩子初中的课本,也有类似问题。
另一些读者认为课时不够也是一个原因。他们也给学生们提了一点建议。
针对教材问题和教育问题,你有什么看法呢?
并非如此,国外也有很多晦涩难懂的教材。
实际上国内外对如何编写更易懂的教材,并没有形成一套科学的方法。下面这篇文章解释了我们应该如何将「编写教材」作为一门科学。
以下内容摘自 @Thoughts Memo 汉化组的译文《为什么垃圾教材遍地走?关于解释的科学。》
将解释作为科学:一些关于发展解释学的想法
在前一篇帖子[1]中,我认为,把解释当作一个科学领域对待,是促进大众创建更多优质解释的最佳策略。然而,我尚未详细说明「把解释当作科学」是什么意思。所以在这篇帖子中,我会解释更多细节,主要是举例说明什么是促进优质解释的进步,以及一些进一步发展的想法。
这个列表没什么条理,可能要怪到我自己的想法也没什么条理。列表里有些条目,甚至和其他的条目都不属于同一「类别」。我希望在未来,我(或者其他人)能够为这个领域设计更好的分类法/分类/路线图。
(这篇文章的大部分章节可以独立阅读。有几处我提到了其他章节。)
选择一种解释类型(比如练习册的「参考答案」),尝试为其制作最佳版本,看看你可以发现什么技巧或学到什么教训
在 2020 年 3 月,我建了一个博客,为《陶哲轩实分析》写习题解答,这本书是面向本科生的实分析教材。开展这个项目的动机有很多,其中有一项是「为什么参考答案都这么烂?难道以目前最先进的技术,创作出『史上最佳的参考答案』不是应该很容易吗?」我为这本书中三分之一的练习写了参考答案,之后便搁置了这个项目,所以我并没有创作出「史上最佳的参考答案」。不过我觉得至少有 50 道题目的解答的平均水准是很高的。在数学解释的质量上,我觉得这些文章的水平挺不错的,但还没有达到无可匹敌的地步。
我想出了一系列「技巧」来写出更好的习题解答材料,包括:
- 将习题解答组织为博客,这样就可以通过网络搜索找到每道练习
- 给每道练习开评论区,这样读者可以提问或提交其他证明
- 如果练习可以有多种解法,那就给出各种不同的证明
- 规范化一些章节,最重要的是,我设置了「如何思考练习」这一小节,来谈谈我是如何想出解法的,而不是仅仅写出证明
- 付费获得独立评议,让读者了解解法的质量
上述想法的构想和实现都很容易,但参考答案这类材料尚未采纳过任何一条。(对于其中的某些想法,我甚至觉得无可替代。)
通过开展这个项目,我发现没什么人很在意怎样写好参考答案。(参考答案主要是为方便教授或助教给作业评分而写的,甚至没有惠及最能从中受益的受众。)
参考答案只是我选择的一种类型。我认为还有很多其他类型值得精进(比如教科书、录制课程、数学解释视频、概念发现故事(参见下文详细列表)、选择题、间隔重复卡片[2]、个人思考问题的过程记录)。我觉得,探索这些材料的过程中,可以发现很多技巧,并提升创作一般解释材料的能力。
发现能够提升特定解释环节的技巧(比如:如何在解释数学时更好地举例)
在 Learning Subwiki 上,我写了一篇关于数学中的例子的页面,在那里我将例子划分为四类:显然正例、意外反例(译注:例如黑天鹅)、意外正例、显然反例。(我不会重复那篇文章的内容,但理解那些内容对下文很重要。)
就我的经验而言,大部分数学教科书在举例子时都不会给全四种例子,而是基本上只给出最显然的例子,偶尔会给出意外反例。我觉得,大部分教科书作者在写教科书举例子时,并没有这四种概念的意识。换句话说,他们不会想「我应该给全四种例子吗?我不会给出显然反例,因为我知道我的受众数学水平比较高,但我会给其他三种例子。」相反,他们只会这样想「啊对了,我应该给个例子。」然后就开干了。我觉得由于这种缺乏反思/缺乏正确概念,以及四种例子的做法没有更广泛地执行,导致数学材料对学生来说特别难以理解。
我刚刚就改善数学中的举例给了一个例子。有其他改善举例的办法吗?有更好描述定理的方法吗?证明呢?非数学解释材料里有类似的组成部分吗,我们如何改善这些组分呢?我觉得改善唾手可得,只要有心问问这些简单的问题。
有人可能会反驳,找出各种例子这个方法,本来就是好学生会做的事情,而且举例子应该是学生做的事,而不是解释者。我喜欢换个角度问一问:我们能不能找出好的学习者的做法,使其自动化,或者清晰地表述出来,这样即使是不太会学习的人也能完成?在这种角度下,这四种数学例子只是我发现的一种原则而已。还有什么原则?
可以与各种写作做类比,比如数学证明写作,程序写作,以及文学写作。数学证明有分类讨论和「不失一般性(译注:Without loss of generality,缩写:WLOG、WOLOG 或 w.l.o.g.)」;编程有各种循环结构,还有诸如模块化的各种思想,不同的编程范式等等;文学的技巧众多 [1]。那么,对于解释又有什么类似的技巧?
找出领域中的视角变换
有时候,人们会提出看待同一学科的不同视角,从而创作出前所未有的解释。我比较熟悉两个例子:
- Sheldon Axler 的《线性代数应该这样学》在解释线性代数时,尽可能推迟了行列式的引入。很多证明都要重写以避免提及行列式。
- Noson Yanofsky 的论文《A Universal Approach to Self-Referential Paradoxes, Incompleteness and Fixed Points》(以及 Lawvere 的先前作品,不过不容易获取)将很多计算理论和逻辑学中出现的对角化/自我指代结论结合在了一起,并说明「这些都是一回事」。
还有第三个例子值得提及:
- Tristan Needham 的《复分析可视化方法》一书,在解释复分析时使用了很多高质量的插图。我只读了一点点,但看起来很不错。
我觉得在数学和其他领域,肯定还有很多例子。找出这些例子当然很有帮助,但目前而言,更重要的的任务是制造出这样的例子。有哪些主题是太过难以理解的?有什么证明是容易忘记的?也许有一些子领域,通过一些截然不同的视角审视,理解和记忆会更加「自然」?
有一个有趣的问题,这项任务是解释者应该做的,还是「这个领域的研究者」应该做的?也许是两者都应该做的?也许应该合作?也许解释和研究之间没有什么差别?我目前只想出了这些容易想到的问题。
某种意义上,解释文章的最高境界就是视角变换:可能你用了每一项小「技巧」,但有件重要的事没做到,结果文章仍然难以理解。
有一种视角变换是创造新的符号系统。Adam Shimi 跟我分享了这个页面,上面分类了符号系统如何影响学科的思考方式。
发明新的解释类型或者解释风格(比如「概念发现故事」)
概念发现故事[3]是一种解释风格,其中解释者要虚构一个故事,描述一个概念可能是如何被发现的。做得好的话,读者能清晰地了解概念的起源,为什么概念的原理是这样的等等。概念发现故事也能教授一点如何发现新概念的心理习惯。
多创作一些概念发现故事,弄清楚如何写出很好的概念发现故事是不错的做法。参见「考虑一类解释」一节。而本小节是关于创建一种新的类别,相当于「概念发现故事」,或者「习题答案手册」,或者「教科书」或者「可互动视频」,或者「嵌入了间隔重复卡片的文章」。我不指导怎么创建类别。我应该只做过一次。[2] 我觉得没有人知道如何可靠地创造新类别。但似乎有弄清楚的价值。
发明心理技巧来辅助解释写作(比如「像写儿童绘本一样解释这个话题」)
Jessica Taylor 写过《创作儿童插画书》,而 Eliezer Yudkowsky 之前写过《解释者要心怀高远,脚踏实地》,两篇文章都描述了一种用于提高解释材料质量的技术:想象自己解释的对象,是比实际受众背景知识更少的人。我怀疑有其他类似的「心理」技巧可以派上用场。这里「心理」技巧指的不是检查清单或者局部动作(比如我前文说过的四种数学例子),而是全局的「思维模式」或者「心境切换」,这会引起解释者行为的一系列变化。
将教学工具移植到其他领域,看看会有什么效果
编程这个领域有很多有意思的学习工具,比如 LeetCode,Exercism,Scrimba 等等。电子游戏社区有「直播实况」类视频,速通等等。如果将这些工具移植到其他领域会有什么?数学版 LeetCode 会是什么样?钢琴版 Scrimba 又会是什么样呢?诸如此类。
别急着把教科书塞满,而是写出更多解释材料的「攻略手册」或者「大纲」
我认为,解释主题的「攻略手册」或者草稿大纲,和完善的解释材料,是同等重要的。大部分实分析教材的作者会采取稍微不同的策略。但对于一些部分,他们的解释方法都应该是相同的。这里面有很多重复劳动。我觉得,如果能先讨论一下教科书解释,或者完成一些对立统一的合作,写出书的「大纲」,然后基于大纲进一步讨论,在课上教学,之后再写教科书,会好很多。
考察教科书,找出作者(或许是下意识)使用的模式和技巧
不同教科书的质量参差不齐。我们最终的目标是制作出不世出的高质量解释。但这个目标很难实现,所以有个办法是考察优质的教科书和劣质的教科书,看看什么办法有用,什么办法不行。我对《陶哲轩实分析》做了这样的考察。
更多小规模实验与原型
有人容易陷入这样的误区。他们认为,既然解释学的最终目的,是出品容易理解的解释材料,那么所有解释学的相关作品,都应该是通俗易懂的。然而,正如其他领域的一些材料,是其他领域的专家为彼此而撰写的一样,我认为,在「解释学」里,应该有一些原型,是面向熟悉解释学的人制作的。
创造更多像 X 的东西,然后看看会有什么效果
我比较感兴趣的 X:
- 非常细致的学习指导,比如 Teach Yourself Logic 指南。很多学习指南都比较简略。我想看到更多像 Teach Yourself Logic 这样的指南,而不是教科书。
- Youtube 的 HaskellRank 频道。
- 关于 Tricki 的文章。
- Tricki 网站本身。
- 量子国度。
- Tim Gowers 的 博客和上面的文章,还有一些老网页。
- Subwiki.
对读者的理解建立具体的模型,写作时努力让读者的理解达到理想状态
我觉得,很多解释不奏效的原因,是作者没有针对读者的理解建立足够细致的模型(比如他们没有考虑到读者的工作记忆容量有限[4],或者没发现有个地方很容易误解,或者没想到读者的参与度不够,或者读者会忽略某个地方的解释)。优秀的作者对读者的思考有不错的把握,并会由此预测读者会产生什么问题,并积极解决读者的误解。但是我觉得这些优秀的作者是靠直觉行事的,没有正式的模型。显式地考虑读者理解会更好吗?换句话说,我们能显式地建立读者阅读时的思想状态的模型,并利用这个模型写出更好的解释吗?能不能从「读者充分理解材料」的理想状态反推,让写解释像按图索骥一样容易呢?这里面很多问题的答案我都不知道,但我很好奇,想试着一一解答。
致谢
感谢 Adam Shimi 对本文草稿的有益讨论和评论。也感谢 Vipul Naik 阅读本文草稿并提醒我加了一段内容。
尾注
[1] 感谢 Adam Shimi,他点出了修辞技巧这一项。
[2] 我想出了「数学直播视频」的主意,但并没有自己真去开直播。在那之后,Tim Gowers 得出了相同的想法(几乎可以肯定是独立想出的),并真的做了不少视频)。(译注:国内有皮套人讲数学呢)
Thoughts Memo 汉化组译制
感谢主要译者 Shom,校对 panda、Jarrett Ye
原文:Exposition as science: some ideas for how to make progress - LessWrong
参考
1. 如何促使人们创作更多优秀的解释文章?一些策略及其背后的假设 ./598758768.html2. 如何写出好卡片:利用间隔重复创造理解 ./434074509.html
3. 概念发现故事 ./557148086.html
4. 解释材料中假设了工作记忆容量是无限的 ./591675068.html