遍布全世界的电脑网络能把师生们从教科书的桎梏中解放出来,只要他们有此愿望。

去年末,我坐在电脑旁编制孟德尔网络系统时,本着一个简单的前提:当今许多课堂里,师生们对教和学的内容很少有发言权,只能接受教科书强加于他们的东西。我以为,如果有机会,师生们会很乐意抛弃现有的课本,换取各种原文、大量的原始资料,并由自己分析处理。

教育家和电脑程序设计人员为电子课堂的出现欢呼了好几年了。他们认为人机对话的交互多媒体能创建新的学习环境,电脑能适应个别学生的不同需要。然而,这些预言家的热情在于技术,忽视了课程的内容和基本原理。教育软件、教学节目和电子课本常以它们特有的方式带有强制性,就像以往传统的课本那样。其程序提供了几千种的选择,但往往把使用者引入大量的模拟实验中,却很少能真正参与任何高中实验课程。

最近我花费了好几个星期浏览了储存的各种软件并进入国际联网系统找寻一个遗传学方面的教学软件。没有谁能提供针对该课程并跨学科的软件,大多数的软件都是为了替代而不是拓展传统教学的社会环境。

不过分地讲,孟德尔网络是未来电子课本的蓝本。它的基础是格里格 · 孟德尔(Gregor Mendel)1865年的论文“植物杂交实验”,该文是现代遗传学的源头,在某种程度上还与计算机有关。从孟德尔网络上的主要记录中,你可以查询到路德岛的普洛维德思(Providence Rbode Island)那里的各种专门术语、评论和专业论文;捷克共和国的一系列历史文件;澳大利亚或纽约的植物照片;以及以色列的多功能直观教室等等。我仅仅列举了几个方面。总之,此系统提供了比任何教科书更翔实的有关孟德尔著作的资料。与数百个类似的系统联网,就能使电子课堂成为一个理想的现实。

1851年10月,进入位于捷克斯洛伐克布尔诺的奥古斯丁修道院8年之后,修道士格里格 · 孟德尔被送往维也纳大学攻读物理。事实上,孟德尔与人们的通信里也谈到他认为自己是实验物理学家。

上述这段文字,是从孟德尔网络的一个传记提纲中摘录的。这也许会使那些根据传统教科书学习遗传或生物的学生大吃一惊。学生们有幸了解到的孟德尔是个修道士,花许多年单独进行调查研究,且他在世时的工作未得到世人承认。而后,人们把他的名字与豌豆和Punnett平方、十字图表和9:3:3:1的排列组合定律都联系在一起。很少有学者,事实上几乎没有当代的生物学家了解孟德尔在实验物理教育方面的成就,也很少有人读过全套有关豌豆种植方面的著作。说孟德尔太超前于他的时代也好,说你是信息管理不善的受害者也罢,毕竟他的成就被忽视了35年。这一科学发现机会的损失,今天也成为教育机会的一个损失。

在创建孟德尔网络的几年前,我曾试着用传统的方式处理那些我在自然科学的教科书和教学方法中发现的缺陷。“科学的理论和实验”是1981年由哥伦比亚大学的教授赫伯特哥登斯坦(Herbert Goldstein)、乔纳森 · L · 格罗斯(Jonathan L Gross)和罗伯特 · E · 波莱克(Robeit E Pollack)—起设计的课程,我也有幸参加了好几年。此课程是为哥伦比亚大学主修人文科学的一、二年级学生设计的,他们正在完成他们的基础科学课程。这些机动灵活且跨学科的课程开始是教学生足够的数学,以使他们将来阅读原版的科学论文时能一丝不苟。然后把他们引入一个物理教学单元,是围绕如何发现核裂变。包括19世纪迈克尔 · 法拉第(Michael Faraday)的著作及1939年第一次从铀当中认识到裂变的莱斯 · 迈特那(Lise Meitner)和奥托 · R · 弗里斯奇(Otto · R · Frisch)的论文。这个网络还有生物教学单元,追溯DNA结构发现的历史,从1865年孟德尔豌豆种植的论文到1953年詹姆士 · D · 华生(James D Watson)和弗朗西斯 · 克里克(Francis Crick)揭示的DNA的双重螺旋形结构。

回避了教科书,打破了正统的学科分类模式,上述课程培养了学生强烈的求知欲,只有科学家才会产生类似的热望。授课是以研讨会的形式进行,并由相关学科的教授指导并参与一个又一个的研讨。通常害怕自然科学的那些主修英语和历史的学生,发现他们杰出的阅读分析能力有了用武之地。阅读原者,重现某项研究的结果,(不是做常规机械刻板的实验),激励他们应付那些更难的技术资料。

“科学的理论和实践”这一课题无疑是成功的,它甚至改变了哥伦比亚大学自然科学课程的教学方式。这一成果不仅显示了人文科学在自然科学课程中应有一席之地,而且表明人文科学的学生也能理解真正的自然科学。事实上,它还促进了学校行政部门重新编写自然科学课程的要求和提倡使用原版的文章。

1989年,欧洲原子核研究所属位于瑞士日内瓦郊外的欧洲高能物理实验室的蒂姆 · 布纳斯 · 李(Tim Berners Lee)和其他成员首次提出全世界范围的电脑联网是一个发散型超级媒体。说其发散型是因为各种软件设备是安置在遍及全世界的电脑上的;而超级媒体是指文件是用超级文本连在一起的。只要移动“鼠标”或按“回车键”,就能把某台电脑上某个文件中的词句或图像传送到另一台电脑的某个文件或图像上。至少在理论上,网络中所有的文件像同一台电脑磁盘中的文件一样,可以互相传送。

我开始编孟德尔网络系统的同时,世界联网又延伸了数千个终端,且与日俱增。为了解决在“科学的理论和实践”中遇到的问题,我决定设计了一个混合文本:原始资料集和超级课本的混合物,以便利用网络的优势。在最初阶段,孟德尔网就成为了一个有用的补充文本。如果一个生物老师要她的学生在一节课的时间内阅读孟德尔有关传统遗传学的论文,她可从网络中获得德文或英文的课文提供给学生。若他们使用的是即时可视电脑,就会发现这些超级文本是与另11个与此有关的部分相联的,其中包括了讨论题、历史注解和回家作业的设置等。通过鼠标器的操作,学生们能看到术语汇编、传记、文献目录及解释和评价孟德尔所用的术语的辅导材料。例如,约翰 · 霍普金斯大学有关分子遗传学的术语集或时代华纳观赏花园的一张花的照片。

有关孟德尔的文章看得越多,得到的收获也越大。通过此系统,学生不仅可以了解孟德尔关于豌豆的论著,还能学到孟德尔所应用的基本数学和开花植物的基本构造。他们可以借助达尔文的原作研究孟德尔和达尔文的关系,或了解孟德尔的工作与当代分子遗传学的联系。

孟德尔系统最大的优点是学生能通过它向千千万万个也使用此系统的人学习。可以在交互网上出现的孟德尔著作上加上自己的评论,当然上面也有其它世界各地使用者的注释。也可以通过电子邮件交换看法。如果想要得到即时反馈,可进入称为“孟德尔房间”的模拟课堂,对其文章进行实地辩论,就好像在打有声电话。

类似孟德尔这样的网络系统能代替传统的教科书吗?还不能。原因很简单,这样的系统太少了。然而,可以设想拥有一系列的网络追溯从孟德尔到基因放大的历史;也可以设想智能电脑模拟各种实验并借助联网把全世界的学校都联在一起。于是,在各个学校,学生重复着历史上的那些实验,输入各自的数据供网络上的每个人分析研究。

无纸化的办公室是神话,但世界联网能根本上促进传统教科书的变革。大部分教科书将被薄薄的小册子取代。小册子只列有与某个指定课程相关的标题,期望学生掌握的主要技能信信息。除此之外,师生便可用网络来设立自己的课程。学生在各网点学习时,可以完成回家作业和测试,并能由电脑自动评分并自动向老师报告结果。换句话说,像孟德尔这样的网络,能让学生自己教自己。如果我们司空见惯的传统课堂将来继续存在的话,可作为讨论和获取其它社会学习经验的场所。

在上述情形中,教师似乎只是系统的管理者。事实上,他们必须对教育付出更多的智慧和精力。随着网点成倍地增加,教师必须在大量的资料中筛选,为学生寻找新的网络并组织与之联机的客座教授。迟早耶鲁大学、“地平论”协会甚至联邦政府、烟草公司都会参与创建教育网络。到那时,教师就要在家长和专业组织协助下,判断哪些系统提供的信息最准确,而哪些是错误百出、充斥着宣传。作为回报,教师将从单调乏味的工作中解放出来,不再机械地给多项选择打勾,捧着课本鹦鹉学舌或重S那些过时的讲稿。

考虑到最近互联网中充斥着色情内容,读者们可能想学生会不会对色情录像和黄色言论趋之若鹜。这可不是什么新问题了。教师们用以制止学生传纸条,在课桌上乱涂乱刻及在学校图书馆翻阅《花花公子》的办法,也能用来帮助学生把时间花在孟德尔这样的网络而不是色情网上。电脑软件管理和定人定机能使学生远离淫秽软件。不过审查太多不但无好处反而有害。对电子课堂的真正威胁不是无政府主义和道德问题,而是回到“吃大锅饭”、“一刀切”的状态。

只要网络畅通,信息多样,并适当审查,人人都可从中找到喜欢和愿学的内容。然而是什么阻碍了大出版商们像占领教科书市场那样地占领教育网络市场呢?我们在“科学的理论和实践”中得到的经验表明,方便性和协调性要比灵活性和创新更重要。像孟德尔网络就很方便,举手之劳便可传递原文、音乐和各种记录。还可与国会图书馆、麻省理工学院和卢浮宫联网。关键是要让学校乐意使用,这样便会有市场。

[The Sciences,1995年9~10月号]