推荐MIT6.034《人工智能》课程

最近,在看了偏技术和技巧的当然同样很不错的Andrew Ng的人工智能课程之后,偶然翻到了推荐MIT的Patrick Henry Winston《人工智能》课程。其中对于,人工智能到底什么的探讨,并且从大量的具体的人工智能系统的背后算法来讨论人工智能是什么的角度,给了我非常深刻的启发:实际上,任何问题的解决,如果我们都明确地找到出来——知识基础、思考方式——是什么,那么,我们都可以找到这些问题、知识和方式的表示,于是,在这个表示的基础上,把问题解决变成一个可操作的问题。这个时候,这个问题的解决,还需要智能吗?那么,哪些问题的解决,是可以这样人工智能化的呢,还是说其实大量现在看起来还不能够人工智能化的问题,实际上仅仅是问题、知识和思考方式还不明确,或者是表示没有找到,而已呢?如果是这样,那么,到底,什么智能是不能人工的那部分智能呢?

这样的思考,甚至给我我在教系统科学导引的时候的一个非常好的例子:任何解决非平庸问题的算法或者说软件系统,其实都是系统——所谓的系统就是一定要找出来尽量少的明确的知识、思考方式的集合,并且明确表示出来问题、知识和方式,于是剩下的事情,只不过是尝试和组合。例如,符号积分算法就是依赖于一个非常有限的知识:20个左右的基本积分公式、12个左右的简单积分变换、12个左右的经验积分变换,加上决策树的思考方式:从起点开始,到终点,每一次都对被积函数做上面的变换或者查公式。仅此而已。实际上,任何一个软件工程的问题,同样需要找到这样的基础知识、基础操作、思考方式,然后构建一个解决某一类问题的完备的系统。

顺便,在讲解目标树决策树的时候Winston强调了,把一个东西明确提出来的威力:“我们给它一个名字,就有了掌控和运用它的力量(When you name it, you have power over it)”。

沿着这个——把问题解决的知识基础(积分公式和变换)和思维方式(决策树)分开并且在知识内部和方式方法内部都找到尽可能少的核心元素来构建一个生成体系的——系统性思考的角度做展开,我发现其深刻的价值远远不止以上这些。我先列出来我扩大了的一张表:

  1. 最好能够成系统的问题。成系统的意思就是其中有少数核心问题,其他的问题可以通过这些核心问题运用系联来生成,或者倒过来其他问题可以通过系联归并到核心的问题。
  2. 成系统的知识基础。成系统的意思就是其中有一些核心知识,其他的知识可以通过这些核心知识,依靠系联来生成。
  3. 运用上面的知识基础来解决上面的问题的思维方式和分析方法,最好也是成系统的,也就是说有联系可生成。
  4. 如何提出这些问题,有没有一般的方法?例如抓住联系来问问题也就是系联性思考,例如批判性思维,例如试验和实践的检验。
  5. 如何得到这些知识?可以通过构设这些知识发现的问题场景来从发现知识的过程中学会这些知识。其中从现实到模型的抽象化过程可能特别的重要。逻辑推理和数学计算可能也是重要的一环。
  6. 如何掌握这些思维方式分析方法?同样从使用这些方式方法来提出和解决问题的过程中来体验和掌握这些方式方法。
  7. 如果以上的问题都有了比较好的回答,是不是存在一个高效率的教和学的方式,例如一个可以性化的学习顺序,以及一个可以个性化的学习问题发现和解决的系统?

在整理了这张表之后,我发现,实际上,前面三条是软件系统或者是问题解决的关键步骤,加上后面的三条则是教和学的关键——教和学不仅要让学习者学会知识和方法,还需要学会创造知识、创造方式方法、创造性地运用知识和方式方法。

实际上,构建学科概念地图,就在梳理和解决前三条,并且最好整理出来一个生成的体系。而从概念地图开始,选择具体的例子来体现学科大图景,实际上,就是关注后面的四条。

这一切的一切,都是为了“教的更少,学得更多”,让学习者建立起来一个生成已有的甚至全新的知识和方式方法的体系,而这样的生成系统的关键就是系统的思想——系统的元素和元素之间的联系,以及具有生成能力的核心的元素。

也就是说,教和学的目标不是知识,知识仅仅是媒介,我们通过这个媒介来习得获取知识的思维方式和分析方法,然后,当我们有了这个学科的研究对象和问题之后,把这些方式方法用到对象和问题上,原则上,可以重新把知识和知识体系发展和构建出来。

这正好就是我所说的,“以学科大图景为目标的”,“以批判性思维和系联性思考为基础的”,“理解型学习”。

后续,继续总结。

2018年《学会学习和思考》结课寄语

课程结束了,大部分同学在技能和理念上的表现都不错。其他技能理念的表现上稍微差一点的那几位,学习努力程度也很不错,而且至少懂得了这个学习方法和思维方式是什么。所以,为大家的表现贺。

经过这个课程的折磨之后,我希望大家看到下面几个词的时候能够想起来一些东西。我把这样的词整理一下。

我们传授的思考方式是:系联性思考、批判性思维、以及各个学科的学科思维方式。我们传授的学习方法是:以学科大图景为目标以系联性思考、批判性思维为基础以概念地图为工具(熟练以后工具可以去掉)的理解型学习

批判性思维表现为:含义不清楚的词意义不明确的句子我不用,没有经过我的理性的考察的东西不能成为我进一步思考的基础,判断论断命题最好都是实验可检验的。

系联性思考表现为:通过思考一个东西和其他的东西的关系来明白这个东西,同时注意分析和综合,也就是需要把一个东西不断地拆分下去来明白这个东西是什么,同时还要注意不断地从拆分出来的下一层回到上面,问整体合起来说明什么。

很多时候,系联性思考和批判性思维合起来,可以体现为WHWM四问:主要说了什么(What),怎么说的(How,例子、逻辑、展开),为什么说这个为什么这样说(Why),我觉得怎么样(Meaningful)。或者,当“我”自己来表达的时候,问:主要想表达什么(What),怎么表达(How),为什么说这个为什么这样说(Why),接收我信息的人会觉得怎么样(Meaningful)。

学科大图景是指:一个学科的典型对象、典型问题、典型思维方式、典型分析方法、和世界以及其他学科的关系。

同时,我还希望你从这门课中学到教的理念和方法:教的更少,学得更多。首先,理念上,我们教的目标是学习和思考的方法、学科大图景、以及对学科的体验欣赏和责任感。为了达到这个目标中的每一条,我们都需要大量的具体知识和具体研究工作的例子。但是,知识和研究工作本身并不是教和学的目标,它们仅仅是达到这个目标所需要的材料。很多时候,只要我们整理清楚了一个学科的大图景,并且把这个学科的概念和概念相互关系搞清楚,例如通过制作概念地图,那么,就可以选择尽量少的具体知识和研究工作的例子,来实现这个教和学的目标。因此,其次,实践上,我们要大概知道如何来设计和实践能够达到这样的目标的课程:学科大图景列出来、概念地图画出来、以大图景为指导精选概念和概念联系,实践过程中注意抓住学生真正困扰的地方(这个时候概念地图做为大脑探测器,也可以发挥作用,就像我上课跟你们的交流一样),然后做好引导,做到忍住——就是不教,但是有作业要完成。顺便,这里也体现另一条教和学的理念:做中学,折腾着学,给学生犯错的机会然后狠狠扒皮。

为什么我们会把学习和思考的方法、学科大图景、以及对学科的体验欣赏和责任感当做教和学的直接目标呢?因为我们相信,人类学习的最终目标是创造知识和创造性地使用知识。而对于这两点来说,没有理解透彻(也就是建立相互联系、概念和生活和实际世界的联系)的没有方向感的知识,仅仅会起到阻碍创新的作用,使得人的脑子更加僵化。为了理解这一部分,请再次阅读一下Whitehead的《教育的目的》以及吴金闪的《教的更少,学得更多》。

希望通过这个课程的学习,大家现在和以后,都能够做到,教的更少,学得更多,学得更累,学得更开心,更具有创造性。

我希望有一天,所有的老师的教学目标所有的学生的学习目标都不再是一个搜索引擎或者一个手机,而是创造者。

这个世界有三种人(见Ken Robinson Ted Talk),不能被改变的人(un-touched),能够被改变的人(touched and moved),和改变者(mover)。具有更多的Mover的希望,就在你们身上了。让我们一起来创造出来更多的创造者,更多的Mover。

再一次分享我的签名档,共勉。
Live to make a difference(活着就是为了搞出点不一样)
Be ambitious, be determined (有野望,持之如初)
World spins on dreamers like you(世界因你的梦想而转)
See through connections(洞澈联系)
Teach Less, Learn More (教的更少,学得更多)
Learning for understanding the world and ourselves(为了理解世界和自己而教和学)
Don’t tell me facts, let me think; Don’t teach me knowledge, let me learn (不要告诉我事实,让我想想;不要教给我知识,让我学习)

《学会学习和思考》开课了,最大的解放是学习力的解放

2018年的《学会学习和思考》课程开始了。这个课程将在一个月的时间内,周一到周五每天晚上三个小时来上课。上课的主要形式就是老师做理念和技术的启发——学生学习和展示——听众批判——老师总结和再次启发——学生学习和展示…。

第一次课主要就是在学什么为什么方面做了一些刺激和铺垫(实际上还起到体现批判性思维的作用),提了提学科大图景,提了提分析和综合,接着也稍微用例子阐述了一下联系可以怎样用于帮助学习,并介绍了一下概念地图。

然后,就让学生自己来选择自己感兴趣的主题,提出问题(不能是自己已经知道答案的问题,必须有学科和探索的过程;必须站在老师的立场回答,我如果要教这些东西给学生,对学生会有点意义或者启发吗?),并自己展开学习,接着作报告(预期周四开始)。

这样的学习就好像把你扔到水里学游泳,甚至连游向哪里我都不管,只告诉你,要用你的手脚和身体啊,自己来琢磨啊,唯一要考虑的就是你的动作和水还有你的状态的关系,然后就希望你可以学会游泳。

这其实就是最根本的学习方法,有人保证你不被淹死的情况下,你自己来摸索。甚至,我们那些少量的方向性指导——这里就是批判性思维、系联性思考、学科大图景、概念地图——都不应该直接给你,而是让你通过探索通过喝水呛水自己来学会。你的哪个动作,水会给你怎样的反应,这些都是你自己要总结的,都是针对那个你自己要学会的“水”的。我们老师们不是那个具体“水”的专家,也不负责教会你那个“水”。

这就是最好的学习方法,通过折腾、探索,自己来找到适合自己适合自己喜欢的“水”的学习方法,找到以后没准还能稍微推广到其他的“水”上。有了理念和大概的方法,就要靠你们自己领悟了。希望你们自己领悟出来。你们先游,快淹死了,然后突破(当然,对我们来说最好中间我们的指导还起到了一点作用,但是没必要),就学会了。

我就是那个教练,时不时地拿棍子杵一下,告诉你哪里游的不好,或者拿个小饼,说哪里游得不错。“水性”必须你们自己去琢磨出来,尽管实际上这样的不教而教对我们这些教练的要求更高了。更简单的方法是按照一个流程或者动作套路教会你这件具体的事情,具体的知识。但是,我们选择了让你自己来,我们只提供思想、方法上的指导,以及小鞭子和小饼干。

想象一下,一旦你们的学习能力提高了,更短的时间学到更多东西了,并且这样的学习方法还能够用于大量你感兴趣的知识的学习,并且还能帮助更多的人做到。这是一件多么大的改变啊,这将会在多大程度上提高生产力啊。想一想节省下来的时间和金钱,还有避免掉的那些学习过程中的无望迷失(当然,学会怎么学的过程中有另一种痛苦——没有套路的痛苦),想一想得到提高的创造性。这将是人类的解放啊。

Free your learning ability, change the world.
社会的下一个变革,就应该是学习力的解放。

工作报告的写作方式

经常需要把ideas、半成品的工作、已经完成的工作整理出来,供后来人使用,就形成了工作报告的一个八股形式。忽然发现,学生没学会,尽管我已经分享过多次这样的报告。所以,整理一下,供学生使用。

  1. 工作报告,首先要交代研究问题。如果有必要也可以对研究问题稍微解释一下,加一点点背景。
  2. 然后,要交代大概研究思路。如果有必要也可以加一点点背景,说一下其他人怎么研究这个问题,做了什么,结论如何。
  3. 接着,在每一个阶段,交代我们做了什么,这个做了的事情能够如何回答一开始的研究问题。
  4. 再接着,要交代下一步做什么,为什么。
  5. 最后,是参考文献和文章草稿。如果有必要也可以附上实验记录和分析程序。

融合学科教育下的大学的形式

上一个帖子融合学科的大学教和学讨论了融合学科教育的必要性和方式。这种教育和通识教育的精神相通,把学科知识围绕着学科大图景分解成各个阶段的普适基础部分、学科基础部分和方向性部分(注意,在更高的阶段后两者可以不断地成为前者,不断推进这个边界),然后,让学习者自己来选择把自己学成一个个的四不像,只要抓住所感兴趣的学科的大图景,也就是典型对象、典型问题、典型分析方法、典型思维方式,以及和其他学科还有世界的关系。绝大多数课程不过就是在各个层次开设的体现大图景的通识课(注意,不是肤浅课,不是知识课,而是只能够用最少的概念和例子来构建的深刻的反映学科大图景的真正的通识课)。

一旦这样的重新梳理和建设完成之后,学校的组织形式是不是就不一样了?我们先来看看学校在功能上的变化。每一门课在全国甚至全世界范围内只要在不同的层次都有几个老师能够讲好,就可以了。需要通过实践和运用来辅助学习的部分,需要讨论和答疑等交互来辅助学习的部分,交给助教老师和学生来完成。当然,这样的话,学生在选择课程的时候,除了多多尝试,也需要一些指导,更需要比较完善的用来了解每一门课程主要介绍什么学科的什么样的大图景的资料。于是,学校大部分时候,就会成为一个提供指导和辅导服务的机构。

除了提供指导和辅导,学校还会承担审批和颁发学位的责任。比如说,物理系可以不管你上了哪些课,只要掌握了和前面提到的学科核心基础课相当的课程,例如四大力学,就可以授予物理学学士的学位。

那么,如果学校仅仅从提供这些功能——指导、辅导、专业学位审批——的角度来说,其组织形式会发生什么变化?

首先,学院不再不负责管理学生,学生直接由学校和学生自己来管理。学院对学生而言,不过就是一个某个特定方向或者学科中提供指导、辅导和学位审批的单位,而不再是一个学生的管理单位。选课、上课等学生的日常行为完全是在和学校打交道,学校只不过刚好选择了或者反过来学院的老师们刚好选择了来开设这样的一门门课程而已。

其次,学院不再负责制定培养方案,仅仅提出来本专业的学位要求(核心课程,而不管学习顺序和学习方式),以及提供一些推荐课程选择模板供学生参考。

接着,学校的层面,也不再区分课程由哪些老师来开设,不管是谁,都可以选择来开设任何一门课程,只要学生有人选,并且教学大纲和质量通过粗糙的审批。例如,物理系的老师也可以来开设《线性代数》而且和数学系老师开设的在满足学位要求和进一步学习要求上,不存在区别对待。反过来,冲着物理专业学位学习的学生也可以去选择数学系开设的相当于《线性代数》的课程,不存在区别对待。只要各个课程的先修课联系和毕业要求规定好。学校甚至可以把大部分的老师,在自由选择的条件下,转成通过审批的网络课程的助教老师,以及指导学生来选课的老师。

最后,全国甚至全球的学校联盟或者专业联盟,可以一起来提炼学科大图景和体现这些大图景的主要概念和例子。当然,每一个教课的老师还会在这个基础上有自己在学科大图景上的侧重点,以及自己的独特的例子。上一个帖子也已经提到,甚至“课程”这个单位也可以去掉,只要能够学习到某个特定的集合的概念和概念之间的关系,学习到这个学科的学科大图景,就行。也就是说,学习的内容和顺序,完全是学生自己选择的结果,受到概念和概念之间的关系的约束,受到这些概念要反映学科大图景的约束而已。

当然,一旦课程这个级别也取消,学校的审批认证就需要更加合理的方式,例如通过在一个学科的概念地图上做高效率的检测和推断——例如,通过考察学生直接关于三个概念的问题来推断学生是否理解好了三十个相关的概念。这个高效的考察方法和高效的反映学科大图景的学习方法一样,都要基于学科的概念地图。这也是我们正在以汉字结构含义网络来当例子开展的研究。如果你想了解一下前期的研究,可以搜索一下BBC的报道“A better way to learn Chinese?”。最近的工作正在缓慢但是持续地开展中。

这个帖子也是长又长,总结一下:在体现和融合学科大图景的教育体系下面,对学生而言,不再有学院有专业的区别,甚至不再有课程这个级别的单位,仅仅受到学科大图景的制约,收到概念和概念之间的关系的制约;从学生的角度来说,学校仅仅起到提供指导、辅导和学位审批的作用;从学校的角度而言,无论开课老师来自于哪里,各个院系甚至网络,只要内容上通过粗糙的审查,则完全没有区别对待的问题。

于是,学校和院系,只不过就是一堆大概来说具有类似的兴趣的研究者的集散地。当然,这些研究者,除了研究,还能够在培养人才上起到指导和辅导的作用(当然,也允许那些主要起到指导和辅导作用,稍微做一点研究的),并且其中的少数还可以成为促进学生理解学科大图景的课程的建设者。

顺便,袁强问,我为什么写这几个帖子。我认为这是能够解决当前的一些问题的思考,尽管有可能有点超前了。并且,我提供这些思考就是为了能够促进其他人思考,至于能不能被实现,那是另一个问题。能够促进思考,就是值得的了。另外,顺便推广一下概念地图和系统科学,也不错。