关于学会学习和思考的对话,如果你是这样的人,请不要犹豫,联系我们

以下是小白和吴金闪之间的一段微信对话。做过一些合并(前后几句话合起来),非常少的删除和其他编辑。小白已确认。括号中的黑体字是整理的时候添加进去的。我们正在寻找有心教学的老师,又有想像力和对所在的学科领域本身的高度的理解,在政策允许范围内培养独立思考者,培养会学习的人,培养学科专家,培养社会公民。如果你是这样的人,请不要犹豫,联系我们。

小白:请教您一个问题呀。

Jinshan:什么问题?

小白:您说我们的大学培养过程中没有教会学生学习的方法,主要教的都是零散的知识,这个会不会跟学生对知识的本质和知识的来源有关系呢?比如,如果学生认为知识是确定的,来自权威的(老师),那么学生就认为自己在学习中的角色是把老师讲的知识都背下来,或者装进脑袋?

Jinshan:是的,和小时候的学习习惯以及批判性思维有关。这也是为什么数学物理的学生会好一些。我们这里没有权威,没有主流。

小白:那你觉得学习习惯到了大学还可以改变嘛?或者说我们的大学有对这种习惯改变嘛?

Jinshan:还有点可能,不过不大。我们能够改变那些对这个方法敏感的,已经对记忆性学习不满的。不能改变那些完全没觉得不好的人。

小白:可是你不觉得启发那些从未意识到这个问题存在的学生嘛?也许他们会突然顿悟啊。

Jinshan:那个只能触动一下,改变不过来的。顿悟都是痛苦以后形成的。

小白:为什么数学和物理反倒会好呐,我觉得这两个学科有很多定律,不应该都是确定的嘛?(思辨和理解的余地的大小不在于结论是否就是确定的,而是在于是否允许和鼓励思辨和理解,是否有权威

Jinshan:因为我们的学习方法和世界观——世界是可以通过一般的(不一定要是权威的)人类的理智被认知的——的问题。我们的知识都是有道理的,可以理解的,不需要记住的。

小白:也就是批判性思维的问题。那你觉得批判性思维能教会嘛?

Jinshan:可以的,潜移默化。认识世界不是少数“神”一样人的事情(尽管实际上很多时候是那些人做出来的突破),而是“我”的事情。

小白:你说为什么我们那么信权威呐?物理学没权威?牛顿不是权威?

Jinshan:牛顿不是权威,只不过是一个做出了很大贡献的物理学家。任何人的东西都可能是对的或者错的。权威的方式简单啊:老师教你,你记住就行了不要问为什么。

小白:你们物理学对权威的界定是什么?

Jinshan:说的基本是对的人,不用考虑理由。

小白:可以有些定律之类的,不能算一种权威嘛?

Jinshan:不是,第一,只要有新的实验,都可以改。第二,他们怎么来的,我们都清楚。不是没理由就成立的。不是不可改变的(我们讲道理,这个道理包含逻辑、数学和实验。这是最根本的原因)。物理学的”权威”是实验。一切理论通过实验和实践来检验。这就完全没有是谁说的问题。实验是物理学的一切的来源和准则。物理学就是实验加上物理学家的想象力,以及想象力构造出来的理论体系。(没有客观标准的时候才会用权威代替标准,害怕大家思考

小白:哦,我明白了。那物理学科很特殊啊,我原来以为哲学会比较好一些,因为他们的学科本质就是质疑嘛。你说为什么我们会在教学中变成老师教你,你记住就行了不要问为什么?

Jinshan:就是偷懒,老师偷懒,学生也偷懒。一直问为什么,我喜欢吗,是一件不轻松的事情。

小白:我觉得不光是懒啊,你看了BBC纪录片“Are our kids tough enough?”了嘛,我特别惊讶的是现在的高中生仍然上课时老师不给动,让做笔记记下来,学生从不表达自己的想法。

Jinshan:本质上就是懒和缺乏想象力创造力。不想思考或者想不到不一样的鼓励思考的教学的方式。教学不是一份工(例如生产线上的按钮)而已,而是产生思想上的不同的一种行为。大部分老师都达不到。只有这个世界上最聪明和勤奋的人才能来当老师。芬兰就这样。

小白:你这么说有点道理哦,一般有能力的本科毕业就去社会上发展了,没什么想法和特长的才会去当老师。可是你觉得中国的教育要改革应该先改革教师队伍嘛?

Jinshan:当然,最好的办法就是推倒了重新来。可是代价太大。

小白:怎么可能推的倒嘛,那么多利益相关者。

Jinshan:芬兰就做了啊,给最好的待遇,招最好的学生。所有的教师都是当年5%的学生。这个重来做不到的话,就只有把合适的老师挑出来,培养出来,然后发挥更大的作用。

小白:我想再问问,你觉得改变了学生的世界观,然后再让老师们意识到批判性思维的重要性,在教学中慢慢改善,可行嘛?

Jinshan:可以的,好几代老师的努力,就可以。Patrick Awuah: How to educate leaders? Liberal arts。这个非洲哥们在跟我做一样的事情。你可以看看。

小白:好。虽然我研究的是高等教育,但是我觉得很多问题的根源在基础教育。但是,目前国内的高等教育是唯一相对灵活的地方,老师们可以做一些尝试,而不需要指挥棒的检验。

Jinshan:哈哈,第一个要推倒了的就是教育学的学院们和专家们。让所有的教育学研究者自己成为好老师先。还要有自己的专业修养,例如理解什么是物理学等等,而不是单纯研究教育的。(教育是研究何如提高大学生的学习效率提高老师的教学的效率的学科,自己不是一个东西,让自己为别的学科和人服务才是个东西

小白:我现在博士论文做的就是,同时调查学生的认识论信念(知识的本质、知识的来源),并测学生的批判性思维,来看看当前大学生到底发展如何,你觉得有意义嘛?

Jinshan:有意义。不过拿到数据以后如果仅仅做个统计意义不大。

小白:那应该怎么做?

Jinshan:最好能够做深入的分析和调研。例如做一轮调查然后总结,设计新问卷,再做调查。然后,最好还有检验方式。例如好的怎样,差的怎样。就是不仅仅是统计数据,而是一个关系性的命题,一个有待于你的数据检验的观点。

小白:我想这么做呢。

小白:我是打算做个象限:认识论信念和批判性思维,看看学生都处在什么象限。然后去分析不同象限的学生的影响因素。嗯,去看看到底哪些因素影响了他们的不同发展阶段,家庭因素、学校因素等。

Jinshan:呵呵,你的坐标轴的选取要考虑好。基本上无关的因素才行。

小白:什么叫无关的因素?

Jinshan:坐标轴本身需要不相关。

小白:坐标轴不能相关嘛?

Jinshan:就好像一个东西方向一个南北方向。改变东西,不带来南北的改变。反之亦然。

小白:可是如果我就是想要研究二者的关联性,那就不能做象限了是嘛?

Jinshan:那就不是象限这样的描述性研究,而是相关分析,回归分析。

Jinshan:你看,不好好学数学的结果。数学不是技术而是语言和思想。

小白:我想重新回去学。

Jinshan:任何一个学科都不应该被当做技术来学习,都需要体会其思想。

小白:这点我赞同。其实大学应该让所有的学生学习数学和语文。

Jinshan:当然,教育学除外:思想和技术两者都不知道是什么。哈哈。

小白:高端黑啊,哈哈哈。

Jinshan:哈哈。关键是把学科当做思想和语言来学,不在于学不学。

小白:数学的思想是什么?用一句话说明物理,物理是什么?

Jinshan:数学是把思考形式化,同时为人类思考和描述自然界提供一些结构。物理就是为这个世界寻找数学结构,或者为数学结构寻找现实世界的对应。两者合起来,用来描述和解释世界的运行。(理解好数学是什么,才能用好,而不是仅仅当作一个计算器)社会科学也一样的:就是给这个世界的社会的部分寻找数学结构,从而解释和描述社会现象。就是艺术不一样。

小白:这个解释有意思啊。好吧,学文科的只能膜拜了。所以才要急切的改变我们啊,要知道很多教育的政策都是出自教育学专家之手,学科专家并没有太多话语权。改变了我们就改变了世界。不比推到重来更有效啊。

Jinshan:你们的屁股坐在那里,改不动啊。教育学原则上是社会科学。只不过你们的专家们把它做成了文科。

小白:那现在还划分大文科和大理科呢。

Jinshan:实际上应该是,自然科学、社会科学、艺术三个大分类。

小白:你开门课,专门讲学科的本质。

Jinshan:按照我的说法,完全打通,取消专业。(只要学生明白每一个学科是什么,然后自己做出选择,就是合适的培养方向和培养方式

小白:但是这个东西会涉及招生、管理等多方面,所以现在通识教育仍然推的很慢。就是感觉教育的问题都是一发而动全身。

Jinshan:现在的通识教育也是假的。看看我的系统科学人之吴金闪博客。上面有通识教育的帖子:通识教育不是肤浅教育。(对学科的理解的要求一点也不能少,仅仅具体知识了解得少一点。绝对不是记住了浏览了很多的知识,而是体验了思考了很多个学科的基本问题和典型思考方式

小白:为什么文科的学生,从很早就开始习惯了了解是什么,被告知是什么,怎么做,而不是去思考为什么,更少地思考为什么的为什么?不要说懒啊。这个理由太敷衍了。

Jinshan:懒(不用心)是主要的。其次就是思想控制。接着是能力不足。但是,只要老师用心,又有想象力,就能做得好。在政策允许范围内教育独立思考者。

小白:我觉得一方面是因为大学之前的学习主要都是为了高考,所以当时大家的感觉就是背书,背会了就会考。

Jinshan:我从小没有被这么教过:靠背东西来学习。理解,想明白了,喜欢了,自然学会了,而且内化成自己的了。

小白:你是从小就开始思考这些事实之间的联系是嘛?这个厉害。是有人教你这么做吗?

Jinshan:是的。没有。在没有瞎捣乱的前提下,我认为,理解型学习,是自然的。所以,教育首先要不干坏事。(不要妨碍了老师的教学,创造性的教学;不要妨碍了学生的学习,有想像力的学习,理解型的学习——尽管一开始可能慢点问题多点

小白:嗯,现在的教育干了不少坏事。

Jinsha:我定位的教育科学:力图促进学习和教学,至少不能妨碍学习和教学。就像医学,旨在为病人谋福利,至少不能损害。

小白:很多老师大把精力用于科研,教学就在PPT上教一些事实性的知识。

Jinshan:我称之为“无脑教学”,都应该回家卖红薯。教学的事情,需要的是有心,有时间,还要自己对学科的理解深刻。你是有心人。去学点具体学科。将来可以成为改造教育的力量。

小白:你建议学什么学科?

Jinshan:按照这个顺序试试:高中数学、概率论、微积分(可选)、统计学、python或者R。学习材料我的博客上面有。

小白:我最怕数学了,为什么要从数学开始呢?让思考更有逻辑?

Jinshan:思维的形式化和精确化(数学做位思考的语言,学习数学做为思考的体操)。如果实在太久了,建议学点平面几何。

小白:原来平面几何也对思维有帮助?天啊,我高中的时候就只觉的数学难了,根本没有思考这些问题。

Jinshan:是的。平面几何本身的知识一点也不重要。

小白:不学习知识,只是学习思维方式是嘛?

Jinshan:但是,思维又一定依靠具体知识来学的。

Jinshan:理解公理(假设)、定理的系统,还要明白充分条件和必要条件,就可以了。(忘了说通过练习证明来体会到思考的严密性

小白:好,听你的,我试试,数学一直是我的短板,甚至是我不愿意提及的羞处,我一直认为我是不可能学会数学的。

Jinshan:很简单的。数学是已经在你的脑子里面的东西。

小白:真的嘛?我是觉得我之前被数学折磨的够惨,所以考大学时坚决不选任何要学数学的专业。

Jinshan:等过几年我来建设一个学会学习和思考的数学模块。

小白:你现在建立了学会学习和思考的其他模块了嘛?

Jinshan:物理和科学的模块。地球科学的模块是Kip。生命科学是Joel。教育学本来是Ian。化学今年也请了一个。(这些课程的根本目的是让学生体会或者学会像那个领域的专家一样来思考,关注这个领域所研究的基本问题、典型思考方式。引导学生思考和理解。同时注重学习方法和提升对这个学科的情感。当然,这些都要通过具体例子来学习。有一个学生反馈说:现在我看到物理书,已经不再害怕或者厌烦,竟然有温情的感觉。这是非常高的评价

小白:修课的学生都不是原来这个学科的对吗?

Jinshan:基本上都不是。没有学科限制。

小白:我觉得你在做一件非常有意义的事情,这门课应该给所有的大学新生必修。

Jinshan:做帝师啊,培养下一代的领导人。跟那个非洲哥们一个想法。(这个帝不是说就直接是最高领导,而是指在各行各业和政府处于引领大家的地位的人。培养独立思考者,能发现和解决问题,会系联性思考方式,有社会和个人的责任感

小白:嗯,培养他们的领导力。

Jinshan:没有批判性思考,联系性思考,不明白领域专家的思考方式和基本问题,就不可能有领导力。所以,抽象地培养领导力,是扯淡。必须依靠通识教育,而且是关注基本问题和思考方式的通识教育。不能靠记住,而是靠理解和批判来学习和理解。

小白:对,我觉得思维方式非常重要。Ways of knowing。我觉得是改变禁锢你思维的枷锁。

Jinshan:Leadership翻译成领导力这个词不好。容易联系到领导。就像管理学不好,容易联系到管理。(在这里,就一般人从字面上看到的意义来说,领导和管理指的是驾驭人的艺术。这个在我们的课程里面不关心如何培养

小白:那翻译成什么?

Jinshan:引领力?

小白:那照你这么说critical thinking最好也别翻译成批判性思维。因为大家会光关注批判,但是批判性思维是基于知识基础上的对事实和结论的判断和分析。(确实反思、怀疑更合适一些)

Jinshan:提出发现问题或者问题的方向,找到合适的能够解决问题的人,就是领导力。怎么解决是专家的事情。当然,有的时候专家也发现问题,领导者也解决问题。有专业素养的领导者也是有的。

小白:吴老师,你这是在研究社会学科啦。欢迎加入我们大队伍,我们太需要你了。

Jinshan:呵呵,没空啊。需要找到能够实现我这些想法的人。一起来做。

小白:我跟你一起做!

Jinshan:好。我打算把这些想法都整理和公布出来,找到志同道合的,一起做。

小白:好啊,我觉得肯定会有跟我们有共同想法的人。

Jinshan:改变教学和学习的意义非常大,改变思考更大。多留心。一起来做。

小白:好!我特别想研究如何改变思考。

我们正在寻找有心教学的老师,又有想像力和对所在的学科领域本身的高度的理解,在政策允许范围内培养独立思考者,培养会学习的人,培养学科专家,培养社会公民。如果你是这样的人,请不要犹豫,联系我们。

Jinshan's TED Talk Playlist on Education

To educate independent thinkers, we need

  • Critical Thinking: keep asking why, never just accept/absorb knowledge.
  • Relational Thinking: try to connect concepts (explicitly, give the connections names) and also connect concepts to reality.
  • Meaningful Learning: what is it, why is it so and why is it organized/presented in this way, do I like it.
  • Big Pictures of disciplines under study : why do we want to learn this and that, what is the basic questions/typical ways of thinking of the discipline, to be able to think like/as experts in the disciplines.
  • Imagination and Creativity: to go beyond the limits, which, of course, one might needs to identify and be unsatisfied with first.

How to do it?

Our own work here at BNU: concept-mapping-/projector- based meaningful learning on learning how to learn and think

  1. Jinshan Wu: Think like a physicist (videos to be provided)
  2. Kip Ault: Geologic Reasoning (videos to be provided)
  3. Joe Novak, Alberto Canas and Jinshan Wu: What is education about and how to make it work (videos to be provided)

电梯池塘十字路口等图像识别和自动报警软件

有人在电梯里面困住,有人从桥上落下去,有人在路上出事故。现在,基本上是监控摄像全覆盖的。能不能做一个图像识别系统,把危险的事情都识别出来,并自动报警?

识别的方法可以基于规则,也可以基于大数据和算法(例如先收集一大堆危险的事情的视频,然后人工分类,接着训练)。

这样,妈妈再也不用担心我在小池塘玩耍了。

借贴:食堂菜品点评系统。给食堂的菜按照内容、位置和师傅编码,然后,可以让学生来点评。对于好评的菜给相应的师傅和食堂奖励。这个应该可以提高食堂的菜品的质量。

利用就餐卡数据实时显示每个食堂的现有人数,平均用餐时间,下一个时间段之内可以用餐完毕的人数。同理,用在澡堂等其他公共服务设施上。还可以进一步用来做科学管理,例如按照在校生数量(门卡)来决定开食堂澡堂等。

甚至可以给每一个教室(或者至少教学楼)安装上刷卡进入的设备,实时统计。用这个甚至可以考虑做学习时间的分配和管理的参考甚至研究。

广义投入产出分析用于科学学的文章出来了

http://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S1751157715300717
Interrelations among scientific fields and their relative influences revealed by an input–output analysis
Zhesi Shen, Liying Yang, Jiansuo Pei, Menghui Li, Chensheng Wu, Jianzhang Bao, Tian Wei, Zengru Di, Ronald Rousseau, Jinshan Wu

科学领域间相互关系及相对影响的投入产出分析

这是一篇原创性比较高的文章。Journal of Informetrics也是信息科学领域有影响力的期刊。

通常一个学科领域内有很多个子领域。我们的工作试图回答以下两个问题:第一、这些子领域哪一个最有影响力?第二、给定某一个子领域,其对其他的子领域有什么样的影响或者其最受哪个领域的影响?他们把经济系统中的Leontief投入产出方法改造成为一个封闭系统的方法。然后用这个封闭系统投入产出方法回答了以上的两个问题。这个封闭系统的投入产出方法具有广泛的适用性。

经济系统可以看作包含N各部门,如农业、纺织、矿业等。Leontief 投入产出分析的做法是构造一个线性方程,把最终需求部分独立从投入产出网络中出来当作已知量,把各个生产部门的总产出当作未知量。这样可以回答,当最终需求产生一定的变化时,各个生产部门的总产出需要做怎样的相应变化。投入产出分析里面最重要的思想是:直接影响(最终需求本身)和间接影响(生产最终需求直接所需要的各部门投入,生产这些投入的投入,……)必须同时得到考虑。

同样,在科学领域的关系中,也必须考虑一个领域对另外一个领域的直接引用,这些引用的引用,这些引用的引用的引用,等等。于是,问题就成了一个如何综合考虑直接和间接引用的数学问题。

在科学领域的关系中,由于没有最终消费部门,我们提出封闭系统的投入产出分析方法:放弃线性方程的描述而采用本征向量的方式来分析,同时我们通过研究去掉一个部门的结果来看一个部门的影响。对于我们的封闭系统矩阵,去掉第k行和第k列,计算这个矩阵的本征值和本征向量,计算这个矩阵的最大本征值与1的差,这个差就是产业部门k的影响力,相应的本征向量就可以作为产业部门k对其他部门的影响的度量的基础。

用上述方法分析了美国物理学会(APS)杂志上发表文章的数据。把每个一级分类号(PACS)看作一个部门(子领域),把子领域i中文章对子领域j中文章的引用数量作为j领域对i领域的投入,经过归一化建立子领域间的投入产出关系。

首先研究了不同时期子领域的相对重要性,以及重要性的演化。通过分析投入产出分析方法得到的子领域相对重要性与子领域总被引用次数的相关性,发现两者具有正相关性。但也有一些特例,如统计物理(05)的在投入产出分析中得到的排名高于利用引用数所得到的排名,说明统计物理在对其他领域具有重要的间接影响。


图1 投入产出重要性排名与引用次数排名的相关关系。

另外给出了子领域相对重要性的演化过程,随着总引用次数的增加,发现某些领域的重要性(IOF-Z Score)在增加,如03量子力学,而某些领域对其他领域的影响力在降低,如74 (超导,这不表示其自身的重要性在降低,仅仅是对其他子领域而言)(图2)。


图2:1991至2011年间相对重要性(IOF-Z Score)与引用次数(Total Citation)的关系。点击图片会显示动画

另外,发现03量子力学的重要性排名在随时间增长,在2011年成为了影响力最强的子领域,而有的领域在一直下降。


图3 :20个最有影响的子领域影响力排名变化图。

这个工作提出了封闭系统的投入产出分析方法,并应用在美国物理学会杂志发表的文章记录上。发现通过考虑直接连接和间接连接,这个分析方法可以比通过引用次数和文章数挖掘出子领域间深层次的相互关系。这个方法还可以用来分析所有具有投入产出关系的系统中各个元素的影响力和相互影响。

除了科学领域(其他的领域的也可以做了),后续的这个方法用于其他研究主体:科学家、学校、城市、国家、基金单位,都可以开始做了。

顺便,借个贴:今天再看了一遍Susskind的关于Feynman的Ted talk,https://www.ted.com/talks/leonard_susskind_my_friend_richard_feynman。在怎么做研究,怎么讲课,怎么思考上还是很有感触。推荐大家都看看。也推荐都看看Feynman的讲义和小册子们。

课程名称《学会学习和思考》的解读

我们建设的新课的名称《学会学习和思考》,指的是,学会做理解型学习和学会做深入思考。

理解型学习指的是,一定要搞清楚一个东西对你意味着什么,要问“是什么”,“为什么这样”,“我喜欢吗”。实现这个目标的方法是关注概念之间的关系,用关系来组织概念,形成整体组织结构。

在学会这个问这样三个问题和思考联系建立组织结构的方法的基础上,学习的时候主要内容放在一个学科的大图景上。所谓大图景就是指一个学科的基本任务、核心问题、典型思考方式、少量的基础的核心的概念的理解。这样就能做到“Teach Less, Learn More”, “Study Less, Learn More”。这样还能更加具有创造性——关注联系、关注基本问题,不迷失在大量的细节之中而看不见大图景。

深入思考就是要”知其然,知其所以然,知其所以所以然”。也就是是什么,为什么是这样的,为什么选择这个东西来思考(学习、教学)和为什么这样想(学习、教学)。

希望所有的学生学习完本课程之后可以学会上面的学习方法和思考方式。