“教人如何思考,而非思考什么”
《几何原本》“教人如何思考,而非思考什么”是奥利弗·伯恩呈现欧几里得《几何原本》文献时所提出的决定性教育格言。它将教学目的从传递一套固定答案,转向发展学习者据以自行探究、推理并确立真理的能力。在本书中,这一原则与更广泛的主张不可分割——几何学既可以成为心智训练的学科,也可以成为广泛可及的实用知识基础。
教育原则
这一表达出现在导言结尾处。作者认为,无论教育对象是一人还是一百万人,视觉与听觉都能受到同等有力的作用。因此,几何学和数学的其他分支可以广泛而容易地传授。导言坚持认为,这种传播的社会意义将超越任何单纯数量上的学校教育扩张——教育应当教人如何思考,而非教人思考什么。
这一表述把学习界定为一种能力,而不是一个集合。它并不否定数学内容;相反,它赋予内容以恰当的功能。定义、公设、公理、问题和定理之所以有价值,是因为它们训练学习者把握关系及其后果,而不是因为它们提供了未经审查地反复背诵的材料。因此,这一格言把教育呈现为通过有纪律的探究形成判断力的过程。
对机械式教学的反对
这一格言回应了对传统教学的一项具体批评。学生可能拥有足够的理解力,却会在科学门槛前因过多的形式主义、炫耀性的严谨展示、无休止的重复,以及被不必要的复杂化弄得晦涩难明的证明而受到阻碍。这种教学掩盖了证据的连续次序,把一门能够强化缜密思考的学科变成枯燥的记忆练习。
两者的差别在于——一种推理被呈现得清晰可见,另一种推理则隐藏在程序之下。本书将几何学描述为对图形性质的阐述与解释,并把几何证明定义为关于各部分相对量的推理过程。因此,学习者应当看见结论如何推出,而不是仅仅把结论作为权威性陈述接受下来。这一格言以最简洁的言语形式概括了这种教学对比。
彩色几何作为思维方法
本书的彩色图示被呈现为实践这一教育理想的手段。引入色彩并非仅仅为了娱乐,或为了取得令人愉悦的色调与形状组合。彩色符号、标记和图示旨在帮助心灵寻求真理,增进教学便利,并传播持久的知识。
在几何学的通常呈现方式中,附着于点、直线和图示其他部分的字母,在证明过程中充当任意的名称。在彩色体系下,不同颜色的部分被设计为自行表明身份——它们的形状连同相应的颜色,在推理中代表它们自身。书中声称,欧几里得《几何原本》文献因此可以用通常所需时间不到三分之一的时间学会,同时记忆保持得更加长久;导言将这些说法归因于发明者及其他采用这一方法者所进行的大量实验。
这一方法通过彩色角与正方形之间的关系加以说明。一项证明记录道——一个红角加上一个黄角和一个蓝角,等于两个黄角,因而等于两个直角;同一关系随后可以更直接地表达为红角加上蓝角等于黄角。其要点并不是用颜色取代证明。彩色部分使证明对象更加直接可见,而证明仍然是确立它们关系的推理过程。
从基础到独立推理
这一格言得到初等几何学结构的支持。定义确立了诸如点这样的对象——点没有部分;定义也确立了平行直线——它们位于同一平面内,沿两个方向无限延长时永不相交。公设授予获准的作图,包括从任意一点向另一任意点画一条直线,以及以任意一点为圆心、以从该圆心量取的任意距离作圆。公理陈述一般命题,其真理被视为自明且不可证明。
在这一框架内,问题提出需要完成的事项,例如在给定条件下作一条直线或构造一个图形。其解答展示如何使用直尺和圆规完成所要求的构造;其证明则证明所指出的过程确实达到了要求的结果。相比之下,定理断言某一原则的真理,而这一真理必须从定义、公设、公理或已经确立的真理中推导出来。由此,学习者被引入假设、构造与证明之间的区别——独立思考正是通过这些区别得到锻炼的。
本书还将叠合法定义为设想一个量置于另一个量之上,使每一部分都完全重合,从而使比较成为可以理解的操作,而不是空泛的言语断言。它把普通几何学限制在直尺和圆规之内,也进一步澄清了获准行动与经证明后果之间的关系。这些程序训练学习者检验从既定条件中能够推出什么,而不是简单记忆彼此孤立的结果。
社会与思想意义
这一表达把几何学的意义扩展到课堂之外。本书把欧几里得《几何原本》文献呈现为整个文明世界数学科学的基础,并认为几何学能够激发探究、提升心智、强化推理能力。它也构成实用职业与学科的入门,包括算术、土地测量、测量学、工程学、航海学、力学、流体静力学、流体力学、光学和物理天文学。
这一教育计划明确具有广泛的规模。导言注意到数学在健全女性教育中的地位,并向关心女性教育的人推荐这种富有吸引力的方法。它还设想教学能够惠及一百万人。因此,这一短语把认识论与公共教育结合起来——教人如何思考,意味着使有纪律的推理条件能够超越狭窄的专业阶层而得到提供。
它最终的力量在于可及性与自主性之间的关系。视觉教学旨在使几何学更快被掌握,并使知识更持久地保留在记忆中,但它更大的承诺是思想独立。通过展示从定义、公设到构造和证明的连续过程,本书力图培养能够跟随、检查并拓展论证的学习者。因此,这一格言并非装饰性的结语;它是统摄性的主张,使彩色方法、欧几里得结构以及普及数学教育的呼吁具有共同目的。


