针尖上的天使--亚历山大·卡兰德
不久前,我接到一个教物理的同事的电话,问我是否愿给一考题的打分作一个仲裁。我说可以,但我不明白为什么需要我帮忙。他说他要给一个学生做的物理题答案判零分,而学生认为这不公平,声称如果该评分体制的建立不是与学生作对的话,他就该得满分。导师和学生同意将此争议交给一位无私的裁决者,于是选择了我。
我去了那位同事的办公室,看了那道考题:“说明怎样才能用气压表来测定一栋高层建筑物的高度。”那考生答道:“把气压表拿到此楼顶,在表上系一根长绳,将气压表降至街上,然后提起来,测量绳子的长度。绳子的长度就是该楼房的高度。”
我大笑,告诉同事必须承认这个学生确实有得满分的强有力的证据,因为他完全正确地回答了问题。另一方面,如果给他满分,就可能陷入两难的处境,因为如果给该生满分,这意味着该生在物理课程取得了高分。而高分就应证明该生在物理学习方面的能力,但答案却无法证实这点。“那么,如果您是我,您会怎么做呢?”吉姆问我。
我建议这个学生再次尝试回答这个问题。我的同事同意了我的建议,对此我并不感到意外,令我感到意外的是,那个学生也同意了。
我给了他六分钟的时间回答这个问题,并提醒他必须用一些物理知识。他坐下来,拿起笔。显然在努力思考,但是五分钟过去了,他还一个字没写。我问他是否放弃,他说不。什么都没写是因为:他对这个问题有很多答案,他只是在想最佳答案。我道歉说打扰了他,并请他继续。在最后一分钟里,他匆匆写出了他的答案:把气压表拿到建筑物最顶层,倚着楼扔下表,用跑表计算其降落时间,然后用公式计算建筑高度。
这时,我问我的同事他是否愿放弃。他让步了,我给了那学生几乎一个满分。
在离开同事办公室的时候,我想起那个学生说他还有其它解法,便感到好奇。于是我问他还有哪些解法。“啊,有,”他说,“有很多种方法,都可以利用这只表得出一栋高楼的高度。例如,你可以在一个大晴天把它拿到户外并测量表高和影长,还有该大楼的影长,使用一个简单的比率,就可以测定该楼的高度。这个方法的好处是不用把气压计扔下去而摔碎。”
“好,”我说道“还有其它方法吗?”
“有,”那学生说道,“有一种人们会喜欢的非常基本的测量方法,因为它很简单直接,该方法是,你拿着气压表开始爬楼梯。在你爬楼梯时,你在墙上标出气压表的长度,然后再数这些记号,你会以气压表为单位得到楼高,一种非常直接的方法。这个方法的唯一缺点是用不了太多物理知识。”
“当然,如果你想用一种更复杂的、真正用物理学知识的方法,可以把表系到绳子的一端,让他像个钟摆一样,然后确定街面上和楼顶的摆值。通过两个摆值的差别,原则上可以算出楼高。”
最后,他推断道:“还有很多其它办法来解题。也许,现实生活中最好最实用的办法是把表拿到地下室并敲主管人的房间。等他开门后,你对他说:‘我这儿有一个精致的气压表。如果你告诉我这栋高楼的高度,我就把它送给你!”
这时,我问那个学生是否真不知道这个问题的常规答案。他笑了笑,承认他知道,但是他说他已厌倦了标准问题和标准答案,他不知道为什么总是强调那些固定的规则而不是创造性的思考。因此忍不住对那些对苏联人造卫星惊慌失措的美国课堂开个小玩笑。那一刻,我突然想起了一个问题:一根大头针上可以放几个跳舞的天使?我们老师们总是责备学生回答错误。或许我们应该反问自己,我们是否一直在寻求正确的答案?