探索发现破解教育迷局的数学密码

导读：人们普遍关注教育，各国探索教改，但效果不好。马克思认为，一门科学只有在成功地运用数学时，才算达到了真正完善的地步。2003年我发现了一个奇妙的数学模型，使复杂教育难题“大道至简”！15年来我卧薪尝胆，编撰了一部26万字的教育顶层设计方案《教育哲学的数学原理》，解决了教育领域几乎所有难题！问卷调查显示：本方案支持率高达90%以上，颠覆、秒杀、碾压了其他方案，只可惜被长期埋没和冷遇！我们要象《最强大脑》那样：“科学是评判的唯一标准”，真理至上，无问西东，才能“让科学流行起来”！在此节选精华，公布这震撼中国和世界的重大发现，揭秘新时代人民满意的教育模式！

关键词： 数学模型；大道至简；顶层设计；经世致用

【中图分类号】 G420 【文献标识码】 A【文章编号】 2236-1879（2018）04-0037-03

正文：教育太重要了，教育具有基础性、全局性、战略性，小到家庭个人，到大国家民族，包括各行各业都与教育都息息相关。如果把国家和社会比作大树，那么教育就是这棵大树的根，什么样的教育，就会孕育什么样的国民和什么样的社会。而教育迷局始终无法破解，更是中国改革中最难啃的硬骨头，成为党和人民关注的焦点、难点和痛点！“国家兴亡，匹夫有责”，早在2003年，我就发现和设计了一个神奇的数学公式（数学模型），我深信这是破解教育迷局的科学密码！此后十几年除了工作，我把全部精力都用于编写教改顶层设计方案，编撰了一部26万字的书《教育哲学的数学原理》，书中以问题为导向，囊括和解决了教育的几乎所有问题，核心就是这个神奇的数学公式。在此我着重讲解这个数学公式到底神奇在哪里？有什么样的内涵及价值？

中国已经进入新时代，新时代教育要有新思想、新战略、新作为。高考是教育的指挥棒和牛鼻子，现在就高考问题出两道题，请大家思考解答。一道是文理分科高考模式，语数外必考，剩下的文科考文综，理科考理综，请问有几种选择？另一道是浙江和上海高考改革，语数外必考，剩下的6门功课6选3，请问有几种选择？大家会普遍认为高考要是文理分科，那就是2种选择呗，要么选文科，要么选理科；浙沪高考有6选3，那就是C63=20种选择呗。事实是这样吗？不是，我们被高考忽悠迷惑了，因为语数外都是必考，不管怎么考，语数外都躲不过去，必考就是只有1种选择，后面无论2选1，还是6选3，都是1后面的零点几。根据数学排列组合和二项式定理，文理分科高考和浙沪高考都是不完全的，或者说只是部分的排列组合。因此说文理分科高考不是2种选择，浙沪高考也不是20种选择，只有1点几个选择，没有自主选择权。大家想想是不是这个道理？高考模式对比如下：

我再提个问题：在自然科学领域中数学模型特别重要，当年中国“两弹一星”成功的关键环节，在于钱学森、邓稼先、于敏等科学家先从理论上设计出了数学模型。数学模型能揭示某个领域普遍规律，比如牛顿定律、帕斯卡定律、欧姆定律等等科学定律都是数学模型。但在社会科学领域中，比如马列主义、毛泽东思想、邓小平理论、“三个代表”重要思想、科学发展观、习近平新时代中国特色社会主义思想等科学理论，却很难用数学模型表达。我的问题是：为什么自然科学能用数学模型表达，而社会科学很难用数学模型表达呢？答案二个字“量化”，自然科学容易量化，而社会科学很难量化，比如毛泽东思想是指引中国革命的伟大理论，但毛泽东思想很难量化成几分党的领导、几分武装斗争、几分统一战线这样的数学模型。教育属于社会科学范畴，受各种因素影响很大，也很难被量化，但统计分数时就是数学模型，比如文理分科高考和浙沪高考都是数学模型，但表达得不科学不合理，很僵化、专横、粗放，导致只有1点几个选择，没有自主选择权。那么好了，既然这样的数学模型不科学不合理，那么能否把统计分数的数学模型设计得科学合理呢？既然牛顿定律解决力学问题、帕斯卡定律解決压强问题、欧姆定律解决电学问题，那么能否用自然科学的思维来解决社会科学的难题呢？也就是说教育领域是否也存在着用数学模型来表达的教育定律，以此来解决复杂的教育难题呢？我非常欣喜地告诉大家，破解教育迷局的科学密码我找到了，现在我们就来揭开她的神秘面纱。

解释一：X和Y分别表示什么含义呢？长期以来高考是语数外必考，其他科目选考，人为把各科设置了尊卑等级。长期形成的制度模式，大家习以为常，却没有意识到这是个集体性的认识误区。难道只有语数外重要，其他科目不重要吗？当然不是，英国哲学家培根讲过类似的话，他说：历史让人明智，语文让人灵秀，数学让人周密，哲学让人深刻……，这段话的意思是说各学科对人的素质培养都很重要，不该把各科设置成尊卑等级。也许有人会说，语文、数学、外语是重要的工具科，必考体现了重要性。但逻辑推理应该是：如果你的历史、政治很棒，那么语文也不会差；如果你的物理、化学很棒，那么数学也不会差；如果过分强调外语必考，那么就不能体现文化自信。因此我认为虽然语数外是重要的工具科，但强调必考只是满足心理上安慰，而实际意义不大，也不符合科学逻辑，反而导致了僵化、专横、粗放的教育弊病。事实上，即使取消语数外必考，也不会降低语数外的重要性。所以我主张废除语数外必考，这是一次认识上的思想解放，教改这潭死水就活了，“唯有源头活水来”呀！在废除语数外必考的基础上，重新构建科学合理的教育制度，教改才会成功。在教育史上长期有个争论，就是分科好还是全科好的激烈争论。在物理学史上还有一个类似争论，也就是光是波还是粒子的著名争论，后来爱因斯坦论证了光具有波粒二项性，并获得诺贝尔物理学奖。其实啊，事物具有多面性，不同人站在不同角度，就会得出不同结论，所谓“横看成岭侧成峰，远近高低各不同”，这是哲学问题，也是科学问题。教育也是如此，既是分科的，又是全科的，还有其他各科交叉组合，不同学生会有不同选择，这本来就是“见仁见智”，无所谓对错好坏，不要一刀切，而要具体情况具体分析。综合以上分析，全新方案不再有文理分班，而实行“动态弹性”的全科教育和全科考试，九大主科的地位完全平等，都是高考备考科目，每科满分150分，学生对各科的选择是动态的、弹性的、自主的，以对学生最有利为原则，这将开启自由、民主、精准的教育时代。这样X表示9门功课的具体分数，从高分到低分依次排列为X1、X2、X3、X4、X5、X6、X7、X8、X9，比如张三最高分X1数学145分，最低分X9外语50分，李四最高分X1历史140分，最低分X9数学60分等等；Y表示考生的弱科数量，0≤Y≤4。

解释二：为什么确定0≤Y≤4范围呢？在九大主科中，弱科数量可以从0到9，但作为教育制度不能极端，因为如果允许有弱科数量太多，比如允许有7-8门弱科，那么不利于学生全面发展；如果限制弱科数量只能少，比如只能有1-2门弱科，那么会增加学生负担。所以在0123456789中，不能选两端，只能选中间的4或5，但如果选择5，那么表示弱科数量能有5门，还是偏多。故此选择4比较合理，即0≤Y≤4，也就是Y或为0、或为1、或为2、或为3、或为4，算法是C90+C91+C92+C93+C94=256种选择模块。前面讲过文理分科高考和浙沪高考都是不完全的，或者说只是部分的排列组合，导致只有1点几个选择，没有自主选择权，而这套方案是完全的、彻底的排列组合，共有256种选择模块，因此说文理分科高考和浙沪高考是这套教改方案的“真子集”呀！可见，这套教改方案极具包容性、创新性和颠覆性！

解释三：为什么要减去10%X满分的常数呢？大家知道，华罗庚是数学家，但他的语文不好；钱钟书是文学家，但他的数学不好；司马迁是史学家，但他不懂英语。无数事例都在证明，我们也必须客观地承认，人才是有弱项短板的，正如习近平总书记曾引用《杂诗》中所写的那样：“骏马能历险，犁田不如牛。坚车能载重，渡河不如舟。”意思是说马、牛、车和船各有各的优势和短板，人才也是如此各有各的优势和短板。那么选拔人才的评价标准是什么呢？科学合理的评价标准应该是优胜劣汰、择优录取、扬长避短、取长补短，高考就是选拔人才，因此高考的评价标准也要遵循优胜劣汰、择优录取、扬长避短、取长补短。但长久以来高考各科考多少分加多少分，无法包容弱科短板，这导致两个严重后果，一个后果是弱科短板成为人才成长进步的拦路虎，比如华罗庚的弱项是语文，钱钟书的弱项是数学，司马迁的弱项是英语，按照当前的高考选拔方式，象华罗庚、钱钟书、司马迁那样的偏科生都考不上清华北大，但他们都是优秀人才；另一个后果是弱科短板成为学生负担重的主要原因，哪门差，哪门压力就大，负担就重，这个道理很简单。那么如何解决弱科短板呢？我的解决办法是用强科分数相加，除以强科数量，得到强科平均分， 再减去10%X满分这个常数，用剩下的分数来代替弱科分数，而考得不好的弱科分数就作废不要了，有几门弱科就乘以Y。这样在各科考试中，只取强科，淘汰弱科，这体现了什么？正体现了“优胜劣汰、择优录取”呀；用强科平均分减去常数来取代弱科分数，这体现了什么？正体现了“扬长避短、取长补短”呀。这相当于创建一套“纠错容错”和“兜住底线”的安全保障机制，用完美的制度设计保护考生的不完美，从此考生不再怕弱科短板，不再怕犯错失误，不再有过重压力负担。本方案适用于教育各个阶段，相应X满分各不相同，初中120分，高中150分，大学100分。 设置10%X满分这个常数非常重要和巧妙，既解决了“弱科短板”的棘手问题，又是“赏罚分明”的激励机制，因为每增加一门弱科， 就要减去一次10%X满分，这对于弱科多的考生具有制约和惩戒功能，而对于弱科少甚至没有弱科的考生具有鼓励和奖赏功能。有人会问为什么是10%呢？5%、15%不行吗？9%、11%不行吗？我认为不管多少，总要有个数，但要赏罚有“度”：如果减分太多比如大于15%，那么赏罚过重，学生就不敢有弱科，就会增加学生负担；如果减分太少比如小于5%，那么赏罚过轻，学生就会有惰性懈怠，纵容学生偏科少学，对于弱科少和努力多的学生也不公平。 所以10%不多不少刚刚好，公平合理，方便计算，能普遍接受。 说实话如何解释10%这个常数的由来曾让我困惑，终于在2016年8月4日解决了， 当天我在电视上看到有关“模糊数学研讨会”的报道，眼前一亮即刻上网搜索“模糊数学”，果然找到了答案。网上叙述很多，不好理解，我进行归纳总结。那么模糊数学是什么呢？模糊数学是研究界限模糊问题的数学工具，重点理解“数字集合”，概括地说， 模糊数学是用精确的数学语言去描述或代表一个数字集合。那么此处的10%解释为：用10%这个精确的数学语言，去描述或代表在 10%附近由无数个界限模糊的数字（包括9.9%、10.01%等等这些数字）所组成的数字集合。就好比在一个群体中，选举典型代表来代表这个群体， 而此处的10%就是这个数字集合的“典型代表”，这正是模糊数学呀，终于从理论上解释通了！在现实生活中，涉及10%的事例也不少， 比如股票涨跌幅不超过10%，公募基金管理费不超过10%等等都是模糊数学。

解释四：弱科数量0≤Y≤4，Y可能是0、1、2、3、4，那选几对考生最有利呢？很简单，考试后电脑算出256个模块下的256个总分，以对考生最有利为原则，选取最高分数作为考生最终总分。这样，高考包括强科（9-Y）+弱科（Y）+全科综合（50分），怎么组合都是9科成绩+全科综合，总分1400分，大幅提高准确选拔的区分度。由于篇幅所限，“全科综合”不再讲解。

以上解释了教育密码的科学内涵。教改是世界性难题，很多国家都在探索教改，但恕我直言，各国教改基本都是“四个没有”：没有科学系统的顶层设计，没有突破固有的思维观念，没有普遍认同的科学评估，没有简便易行的可操作性，导致教改要么照搬照抄、要么劳民伤财、要么腐败不公，比如自主招生、素质评价等教改就是“人治”教育，而非“法治”教育，脱离国情和实际。我们国家一直在鼓励创新，我认为创新首先要教育制度创新，只有教育制度创新，才能培育出创新型人才，进而带动整个国家和社会的创新。这部新时代中国教改方案的最大特点就是创新、创新、再创新，是思维创新、理论创新、制度创新，大胆突破固有思维模式，归纳起来有七大突破创新：第一大突破创新是废除了语数外是必考的“霸王科目”，确立了九大主科的地位完全平等；第二大突破创新是化解了文理分科与不分科的对立争论，首创了“动态弹性”的全科教育和全科考试；第三大突破创新是铲除了弱科短板这个拦路虎，开创了用强科平均分减去常数代替弱科分数；第四大突破创新是终结了僵化、专横、粗放的教育弊病，开启了自由、民主、精准的教育时代；第五大突破创新是消除了教改的碎片化、功利化、短期化，统筹了教改的系统性、普惠性、长远性；第六大突破创新是杜绝了弄虚作假和腐败不公的人治教育，实现了阳光透明和廉洁公正的法治教育；第七大突破创新是解决了其他教改操作性差、不接地气、满意度低的诟病，做到了操作简便，民之所望，有超高的支持率。因为其他方案都是本方案的“真子集”，所以从数学理论上讲，本方案支持率会是100%，但实际会和理论有小误差。在新疆和吉林做过问卷调查：把文理分科高考、浙沪高考改革与本方案放在一起做对比民调， 本方案的支持率高达90%以上，展现了无与伦比的绝对优势和光明前景！只需一套方案，就把诸多教育难题“一网打尽”、“标本兼治”，产生了1>1+1+1……的神奇效果，比如文理分科、高中会考、 异地高考、一考定终身、自主招生、减轻负担、教育公平、教育质量、教改执行等众多难题，能在“谈笑间，樯橹灰飞烟灭”，分分钟解决，满足各种愿望诉求，让人民有普遍的“获得感”！新时代教改方案不是照搬照抄的模仿“山寨版”，也不是修修补补的持续“升级版”，而是一劳永逸的制度“定型版”。还可用四个“完美融合”来概括：即应试教育与素质教育的完美融合，统一标准与个性自由的完美融合，通识教育与精准教育的完美融合，自然科学与社会科学的完美融合。新时代中国教改方案颠覆和秒杀了全球各地的教育制度，世界通用，经世致用，为解决人类的教育问题，贡献了中国智慧和中国方案！厉害了，我的国！厉害了，我的新时代教改方案！

最后大胆说点个人感慨和感受。这个数学模型公式看似繁杂，但道理通俗易懂，人民一听就懂。概括地说，就是用刚性制度确保实现“优胜劣汰、择优录取、扬长避短、取长补短”的评价标准，既有“定性分析”，更有“定量把控”，大道至简、内涵丰富、科学系统、严谨细致，这很可能就是人类首次发现的教育定律，其价值和影响力可媲美中国古代的四大发明和西方近代的科学定律。以该数学模型为核心制定的教育顶层设计方案就是解决难题的实招妙招，完美体现了“国家治理体系和治理能力现代化”，相信党中央和全国人民正寻找这个全新方案，只是不知道隐藏在山野草莽之中，被长期埋没和冷遇，如果公布实施，那么其科学性、创新性、颠覆性将震撼中国和世界！教育属于国家意志，执行什么样的教育政策由党中央拍板决定，由我这个普通的边疆军人来推动，确实太难太难了，但难也要铁肩担道义，“道之所在，虽千万人吾往矣”，我的个人梦、强军梦、强国梦在此融为一体，我会用一生来完成这几乎无法完成的使命担当！再说点题外话，电视剧《琅琊榜》大家可能看过，故事主人公追求崇高的理想信仰，意志坚定，排除万难，最终成功逆袭，剧中的经典判词说：江左梅郞，麒麟才子，得之可得天下。剧情好看，也只是虚拟故事，而追逐教育梦想就像现实版的《琅琊榜》，斗胆写个判词：聂氏定律，教育密码，美妙惊艳世界！十几年来，我笃信教育密码一定能破解教育难题，一定能获得党和人民的认可，一定能成功逆襲！信心和力量来自于找到了科学真理，真理至上，祖国至上，“有了金刚钻，敢揽瓷器活”，“今日长缨在手，何时缚住苍龙”？现在要毛遂自荐，更要伯乐赏识与举荐！期待有识之士与我们联系！

作者简介：姓名：聂荣海；工作单位：新疆乌鲁木齐教育研究中心；职称职务：教育研究员；理想夙愿：用新时代教改方案彻底解决教育领域的诸多难题。

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