批判四大发明就被停课,来我来举报我自己

今天看到有电子科技大学的老师,由于在学生群里面批判四大发明(没有真的形成生产力,也不见得领先),被学校停课,按照师德问题(唯一算得上师德问题的也就是把学生踢出群限制其提出反对意见这一条了。批判四大发明,而且有自己批判的理由,怎么成了师德问题?)处理。

现在,我来举报我自己。不仅对于四大发明我有疑问,对于中国为什么没有科学,我有更加深刻的批判。来吧,来停我的课吧。希望全中国有良知、独立思考能力、懂科学客观讲道理的老师,都来举报一下自己,都被停课吧。

首先,回到具体的四大发明的问题。造纸还比较可靠。直接用植物或者动物的一部分来当做书写的材料,例如羊皮、竹子、木头、石头、金属容器、树叶、压实的草杆,早就有。蔡伦纸不同的地方在于其把原材料中的纤维提取出来,然后重新帮助其凝聚成纸。这是一个很大的进步。不过,如果没有思想和知识来写在纸上,从而提高这个社会的生产力(科学)、思想性(思想解放、自由)、组织方式(社会制度),则纸基本上也就是用来擦屁股的。而非常神奇的是,后面这些在中国基本上都没有配合跟上。于是,我们的造纸术也没有使得我们的科学发展得比别人早。不过,无论如何,我们可以宣称,中国首先发明了纤维先打碎后凝聚这样的方式的造纸术(不一定是蔡伦第一个发明的,不过,算成中国人大概没错)。

火药看起来也还算相对可靠,是我们先从炼丹中偶然得之的。不过,后来我们就用它做了烟花。我不知道后来是不是也是中国人最早改进一下火药然后用来炸山洞(采石头、修桥铺路),但是,真正运用火药的枪炮肯定不是中国人先发明的。中国人也没有从火药发展出来化学纯的配方,以至于元素为基础的化学,更加没有从元素化学走向回答为什么这样的元素和化合物具有这样的性质的物理学。因此,无论从科学、技术、社会生活的角度,中国人对于火药,基本上只能宣称一个最先偶然发现,或者最多偶然发明。

至于活字印刷和指南针,就确实比较有问题了,尤其是指南针。活字印刷这个想法应该不难。有人就认为是受刻印章的启发。难度在于维持所有的活字在一个平面才能印刷,在于保证每一个活字比较牢固耐用。因此,如果想把活字印刷推广开来,其实是一个技术标准的问题(真正让活字印刷打败雕版的是很多年以后的Gutenberg)。也正是由于这个原因,实际上,从这个活字印刷的想法被提出来和初步实现之后很多年,我们中国流行的印刷方式仍然是雕版印刷。因此,我们仅仅能够宣称中国发明了活字印刷的这个想法,做了初步的实验实现。但是,鉴于这个想法相当普通,我们也就能够真的宣称,只不过首先实现了“活字印刷”的实验室原型。当然,这个已经是不错的成就了。指南针一方面没有在中国流行起来,发挥作用,另一方面,甚至实物证据也没有。其可靠性可能都比不上沈括说的那个细线悬挂一个小磁针。我们现在看到的司南的图片从哪里来的呢?有一个叫做王振铎的近代学者按照历史上只言片语的记载复原出来的。后来,现代科学重新再一次来企图复现的时候,发现 ,对于大多数自然磁性材料,地球磁场的作用都不足克服以勺子底部的摩擦力,所以不准。改用人工磁化材料是可以的。因此,对于司南,大概,我们只能宣称,中国人发现了磁性材料。

小结一下,我们发现,造纸确实可以看做中国人发明的,不过没怎么推动中国的文明的发展;火药也可以认为是我们偶然发现的,不过无论技术和社会的的角度,对中国的发展的贡献都非常有限;活字印刷我们基本上就是一个实验室原型机,没有推广开来的条件和技术;司南基本上是意淫,不过可以大概宣称我们先发现了磁性材料。这就是我们一直在自嗨的四大发明的大概的情况。

这四样东西当然对于人类文明的发展非常重要,各个国家也肯定在其发展的过程中做出了不同程度的贡献,但是,你要宣称都是中国人首先发明的,呵呵。其实,第一次提出来这个说法的不过就是一个搞科学史研究的李约瑟。当时,抗战时期确实需要民族自豪感,要不然,都快亡国了。钱穆的中国通史基本上收集和中国历史上的伟人和伟业,而特意忽略很多开倒车的人,也是这个目的和历史背景。可是,在今天,仍然要把我们的民族自豪感建立在这样的东西之上,就是悲哀,就是自欺自人。

当然,我不反对一定程度上,这四大发明进入教材:当做讨论和争论的对象,而不是当做圣经。

另外,你以为只有四大发明是这样吗?勾股定理、地动仪以及很多其他的被认为是中国人第一次提出来的也是如此。中国的数学的典型论著方式是:“勾三股四弦五”,也就是告诉你,如果一条边是3,一条边是4,则直角三角形的斜边是5。不要问我怎么来的,也不要问我万一不是3和4的时候,斜边是多少。当然,以案例为基本论述方式也有其自身的好处(可以看看吴文俊在这方面的论述)。但是,数学是有体系的科学:从一些最基本的假设和定义开始,构建整个数学的概念大厦,构建的主要方式是逻辑论证和计算(其本身也可以看做是逻辑论证)。至于地动仪这东西,现在,我们在地球表面设立了大量的震动记录站都做不到,更何况当时的科技水平(有人说,可能地球上之前有文明,那有相关证据的时候再说,目前,我们假设一代代的研究者是在正面推动科学的发展,而不是藏起来和阻碍)。你想想,国家和民族的自豪感,能够以这样的东西为基础?

当然,我也一定程度上同意把勾股定理的故事放入教材,但是,是供讨论的材料。一方面,确实我们发现了例子,另一方面,证明和系统化确实是另一个问题。

接着,回到我要举报我自己的地方:不仅仅在这些技术发明上,我用批判性思维和我的科学知识来做批判性的思考和认知,甚至对于更加基本的中国人在科学认知上的国民性的问题,我持有更加批判性的意见。来呀,来北京师范大学停我(吴金闪)的课啊。

真正的值得思考的问题或者说悲哀,在于,为什么,在中国历史上,一直没有发展出来数学、科学(支离破碎的一个个的技术不算,有系统的技术、追问为什么并且有模型世界的才算)和哲学(哲理不算、政治伦理经验总结不算,有系统的哲理和有系统的政治伦理才算)。

这个问题很深刻,但是我认为其答案一点也不复杂:由于中国人一直太穷苦了,导致我们的大众和绝大多数精英从来不关心吃饱饭之外的问题,也就是没有抽象思维;同样由于中国人一直太穷苦,中国文化把农业(保证有饭吃)和官僚(原则上,是为了帮助其他人更有饭吃,或者说自己吃更好的饭)当做了最高地位的东西,从而鄙视奇技淫巧,也就抑制了技术和科学的发展;同时,中国文化没有实证性思维,一个模模糊糊说得过去甚至逻辑上同时包含了命题和否命题的阴阳五行学说就统治了中国的世界观和科学

回到现在科学的发展。

首先,古希腊的传统使得对没有实际意义和作用的问题的追问保留了下来。例如,物质到底不断地分下去会是什么,宇宙到底从哪里来,我能够在辩论上战胜你到底是因为我聪明嘴皮子厉害还是逻辑和事实,你如果要学习一个东西到底我是应该灌输给你还是帮你自己认识到,等等等等。这些问题(关于世界本源、批判性思维、逻辑)没有一个是帮助解决吃饭问题的。可是你看,泰勒斯、德谟克利特、苏格拉底、帕拉图、亚里士多德,等等,都是在追问这样的问题。其中,亚里士多德值得单独提一下:其第一次把物理学(自然科学)从哲学(那时候不分家,任何思考都算哲学)分出来,成为关注世界怎么回事的一个学科。顺便,这个批判性思维的传统到了后来的笛卡尔的手上,就被明确地提出来,并且在实际数学研究中运用了。

其次,欧几里得在人类文明史上有特殊的地位,其建立起来的从很少的定义和公理出发,通过逻辑论证,来构建整个几何学(甚至整个科学和数学)的方式,我这里称之为系统性思维,是迄今为止,人类构建科学理论思维典范。

接着,伽利略使得这些科学从这些思辨的层面,走向了实验、实验和思辨对比的层面。说,你想看看是不是不推就不走了,那么,咱们就把你放到冰面以及其他光滑程度不同的面上试试,并且做好时间和距离的测量。在这里,实验主要起到检验的作用。

最后,终于差不多到了第谷、开普勒、牛顿出来转一圈的时候了。在第谷的大量的准确的天体观测数据的基础上,开普勒用数学发现了运动规律,而牛顿呢把天体运动和地面上的运动联系起来从而建立了运动定律(把物体的运动用位置和时间来描述,并且联系着一个叫做力的东西,是一个心智模型)和万有引力定律(把天体看做是靠引力相互联系在一起的,是一个心智模型),并且为了这个目的发展了数学(微积分)。之后,很快基于这些模型得到的进一步结论得到了验证。这才形成了现代科学的体系。在这里,实验数据除了检验模型还起到了启发模型的作用。同时,数学和模型(往往表现为数学结构和物理概念)、数学计算和论证开始成为科学的基本语言。

因此,对于现代科学的发展来说,关注抽象的不解决吃饭问题的问题、依靠数学的证明和计算来思考、运用数学来建立世界如何运转的的模型并且依靠实验数据来启发和检验模型、批判性思维、系统化思维,这是非常重要的。

现在,再一次回到中国的科学、技术、思想,除了当官和为人处世的经验总结,优美的诗词歌赋,少量没有系统性的支离破碎的数学结论、不太少的技术,我们有什么?有对基本问题的追问吗?有批判性思维吗?有系统性的数学吗?有从技术变成模型,变成系统性的模型吗?有用实验来检验一下这些模型的想法吗?

如果不能直面我们的问题,把头埋在沙堆里,我们如何取得真正的进步?

这个帖子在微信公众号“为了理解而教和学”被举报了,说,这是在挖祖坟、灭自己威风(民族自豪感),只要是祖坟和国家民族的自豪感,就不应该挖。这是什么逻辑?只有直面自己的问题,才能取得更大的进步。如果我的祖坟里面藏着汪精卫和汪精卫的精神、吸血鬼或者某种将来可能阻碍社会发展的病毒,请大家帮我一起挖掉它!另外,前半部分关于四大发明的是在目前能够找到的材料上的总结,没有任何东西是我自己的。没有补充参考文献,就多多迁就了。没写成任何论文的打算。我本身是搞科学的,不是科技史,也不是哲学。但是,从对比中,看到为什么中国没有科学,挖一挖自己的祖坟,还是能够完成的。

关于为了维持民族和国家自豪感就不应该挖自己祖坟的评论,我在回复里面举了一个例子,也分享在这里。有一个家出了一个特别能够赚钱的女儿。并且由此全家人在村里的地位和声誉都特别高,甚至这个村也由于这个家在所在的地区地位和声誉特别高。现在,这个家的自己人和其他人都(有证据地)发现,其实是因为这个女儿出卖色相得来的。现在,这个家的其他人和这个村的其他人,都说为了维持家和村的自豪感,不能把这个真想公布出来。你看看,这是什么逻辑?这样能够培养出来真正值得这个家和这个村自豪的人出来吗?中国的国家自豪感如果建立在这样的东西之上,还真的可悲。顺便,我不鄙视靠色相赚钱啊,这里只用来举例。可以改成贩毒、黑社会等等其他没有这个隐藏性这么好的例子。

回到这个帖子的主要结论:在四大发明上,中国人起到了启发性的作用,应该是还算客观的,尤其是火药和造纸。但是,说这启发性作用就表示这四大发明属于中国,或者说,在中国取到了很大的作用,就非常勉强了。既然在已经很早就启发了的地方(发源地)都没有在技术上发扬光大,在科学上促进现代科学的发展,我们如何好意思说,四大发明在世界的发扬光大,也是我们促进的呢?不过,再一次强调,这个结论本身是否认同不是最重要的,最重要的事情是,是否允许质疑和讨论这个结论,质疑可讨论这个结论为什么就成了师德问题!

顺便,这个帖子的关于四大发明的前半部分,基本上是我整理的前人的话,基本没有我自己发明的说法或者提供的证据。至于参考文献,我也不是这个专业的,也没想过写成论文,就暂时允许我不列出来了。要回头去找起来还挺麻烦的。我自己要说的话在关于现代科学的第二部分,没有批判性思维、没有系统性思维、没有实验和测量的启发和检验、没有用数学来计算和建立抽象模型,就没有科学;而且这些东西在中国古代固然没有,现代中国也不见得很多人就有。

你看,我对中国人的批判可不仅仅在古代中国,也不仅仅在四大发明,甚至涉及了现代中国,以及中国对整个人类的科学、数学、哲学的贡献这个层面。我举报我自己,要不要来停我的课啊!

推荐参考文献管理工具Zotero

其实,我自己已经养成了把重要的参考文献整理在网络上的好习惯(见www.bigphysics.org)和相应的研究项目整理在一起。

不过,其他人可能还是会需要一个专门的参考文献管理工具来把自己读过的文献整理好,包含分类、做批注、做成bibtex等方便以后写文章的时候使用的文献格式。甚至,可能需要把阅读完的pdf直接变成bibtex文件

这个时候,Zotero就很管用了:它可以直接从pdf文件得到题录,甚至倒过来从题录直接搜索pdf文件。同时,如果配合ZotFile,还可以把任何时候任何机器上看到的文章都先上传到一个网盘上,网盘同步到电脑上,ZotFile同步到Zotero的方式整理到参考文献列表中。如果安装浏览器插件,则可以直接通过Zotero网上账号来同步(不过存储空间只有300M),直接做到在任何地方任何机器上看文献都能够保存在统一的地方。

试了试其中的pdf到参考文献功能,相当准确。应该是背后检索了相应的数据库,看起来包含了CrossRef和Google。

输出格式方面,可以输出bibtex、APA格式等,也可以导出为Refworks、EndNote等软件的格式。

不过这个软件的Linux版本下载回来是一个预编译文件不需要安装,也不能安装,因此,如果要加入dock里面快捷运行,需要自己做一个快捷方式:

gedit ~/.local/share/applications/zotero.desktop
文件内容如下:

[Desktop Entry]
Name=Zotero
Exec=zotero
Comment=Run Zotero
Terminal=false
Type=Application
Icon=~/software/Zotero_linux-x86_64/icons/zotero.png

对了,刚才我同事提醒我,如果你用Windows,则ReadCube也有类似的功能。是的,也很好用。

转发学生《学会学习和思考》课程总结

《学会学习和思考》课程总结

张一恒

学生课程总结概念地图
学生《学会学习和思考》课程总结概念地图


如何从科学的角度看待学习和教学,是这门课的主题。我作为一名物理系的学生,对于样的问题是抱有天然的兴趣的。一方面,如何学习知识和应用知识的确是学习者非常关注的话题,另一方面,多年的物理学习经历告诉我,学习绝不简单是对知识的记忆或掌握解题技巧。当我打算开始学习一些新的复杂的知识时,要怎样才能快速入门,我学习这些知识时究竟是在学什么,又或者学到哪种程度算是学会了,都是经常出现在我脑海里的问题。而大多数情况下,我并没有从老师或期末考试重点那里得到所有问题的答案。虽然我偶尔可以很成功地把某个学科的知识学得很好,但遇到新的学习困难时,却又不知道怎么借助以前的经验再次解决它们。所以,当吴老师在第一节课就开宗明义告诉我们,理解知识就是理解概念的关系时,我立刻就产生了共鸣:这就是我学会某些东西的时候感受到的事情!而在经过一个月的学习和练习后,我也收获了很多自己的心得体会。

首先,我们需要明确的是学习的目的。今天,我们获取知识的效率和渠道已经远远超越过去,成为百科全书式的学者已经没有意义。知识的学习,最终应该增加我们对世界的理解,而不仅仅是知道知识本身。为了这样的目的,我们在学习知识的时候,应该追求对知识的理解,而不是知识的记忆。理解知识,就是要理解概念之间的关系。对于那些能体现学科主要问题,主要方法和主要思想的知识,应该处于我们要学习知识的核心位置。只有这样学习的知识,才能为我们增加对世界的理解,才能成为我们创造新知识的基础,才能是我们创造性地使用知识探索未知世界的工具。这就是这门课要传递给我们的核心思想。那么,我们要如何才能做到这些呢?

吴老师首先给我们介绍了“概念地图”这个工具。既然我们要学习的是概念之间的联系,那么把概念写下来,再用关系连词按照它们的关系连接起来,就把我们要学习的东西形象地展示出来了,这就是“概念地图”。为了成功画出这样一个地图,我们在学习时要反复地问四个问题:哪些概念是和我们关心的问题紧密相关的(What)?这些概念之间是如何联系的(How)?这些概念为什么要这样联系(Why)?这些知识对我的意义是什么(Meaningful)?这种对概念联系的形象化展示是很有帮助的。在这个过程中,我们可以训练自己对概念的系联性思考和批判性思维,并不断进行更加深入的思考。随着学习的深入,我们也要逐渐删掉一些不重要的联系,增加一些更加深层次的长程联系,并使能体现学科大图景的那些部分处于核心。最终,这个地图的建立过程,也同时体现了我们思考的过程和结果。对于我来说,之前学习物理和数学的经验,让我对这样寻找概念之间联系的思考和学习方式其实并不陌生,所以“概念地图”这个工具的效果令我感受非常深刻。在作业练习中,老师布置给我了一些非常复杂的任务,例如整理出线性代数和统计学基本概念的地图。对于像这样包含很多复杂联系的知识,概念地图可以让我放心地从小的概念集团开始整理,而不担心在完全掌握整体知识框架之前把那些局域的关联忘记。当试图寻找那些局域概念间的关联时,我可以借助地图把概念和它们之间的关系明确定位和分析,使我容易看清导致我不懂的逻辑断层或者概念断层。

课程的第二部分是科学和科学教育,需要利用概念地图对知识进行讲述,这对我提出了更高的要求。老师给我的第一个任务是向两名助教讲述线性代数的基本概念。虽然我已经对相关的知识比较熟稔,但是要把这些抽象的概念向初学者讲明白,仍然是很大的挑战。其中的困难在于,初学者对这些知识涉及到的概念和思维方式是完全陌生的,所以我不可以把我头脑中已经成型概念地图一股脑地展示出来,因为这样未经加工的信息对于他们是不可读取的。对于初学者来说,所需要的一定不是一个完整自洽的概念体系,而是和他们既有的知识结构联系最紧密的那个部分,包括这些新的知识要解决的主要问题以及所体现的主要思想。我需要做的,首先是明确我想向我的听众传递的是什么,然后重新挑选和组织出和听众密切相关的那部分信息。比如线性关系是自然界中极为普遍的一种关系,线性代数就是为了刻画这种关系。当我们用线性代数这种数学工具去处理那些无处不在线性关系时,我们可以轻易把握一些看上去非常复杂的规律,甚至是那些无法被我们的直观经验所理解的量子现象。我所要展示的,就是数学是如何解放出抽象思维中蕴含巨大力量:抽象矢量才是准确刻画线性关系的数学实在,向量数组不过是它向现实中投下的一道影子。在明确了这样的目标后,我就要更加精心地准备能够说明问题,同时又被听众所熟知的例子,减少那些仅仅为了逻辑上的完整而与主题关系不大的细节。

在经过了这样的训练以后,我已经明白在讲述内容中体现方向感的重要性。但是,这却是不容易做到的,尤其是对于一些远离听众日常经验的知识的讲述。在最后一次作业中,我向老师和助教准备了一节狭义相对论的几何语言的课程设计。这是一个需要一定物理背景知识的问题,所以我在挑选讲述重点时,很担心当我跳过某些背景知识的介绍后,会对听众的理解造成障碍。但吴老师最后给了我一个很好的启发:其实讲述者不用太过于追求信息传递的完备,他更重要的任务是告诉学习者山顶在哪里,然后让学习者带着充足的信心去攀登。

这一个月的学习,可以说完全超出了我的预期。吴老师向我展示了一种令人赞叹的学习知识和讲述知识的方式。在我看来,这种方式未必是效率最高的,但可能是收益最大的。感谢老师和助教对我的帮助,这一个月令我受益无穷!
最后,我总结一下我完成我的学习任务花费的时间,给后来的学弟学妹们一个参考。

老师上课的时间很少,严格说只有两次课,分别在每个模块开始前的第一次课,告诉我们主要的理念和方法。所以选课的同学,第一次课一定要来听。第一次作业是练习使用概念地图,选择一个问题用概念地图去展示,我用了三个小时准备了第一稿。然后根据老师的建议修改了第二稿,花了三个小时自习课时间。期间总共做了两次课堂展示。第二次作业是准备读书报告,我花了三天时间读书,然后用了半天时间做了概念地图,最后做了一次课堂展示。第三次作业进入科学与科学教育模块,我花了六个小时自习课和周末的一天时间做了线性代数的概念地图。然后用了三个小时时间,根据老师的建议修改了第二稿。期间总共做了两次课堂展示。第四次作业是观看二十分钟左右的 TED 视频,然后我花了半天时间整理了它的概念地图,做了一次课堂展示。第五次作业是进行一堂科学教育的课程设计,我用了九个小时自习课时间,加上六个小时左右的课余时间,最后进行了一次课堂展示。

做地图 看材料 课堂展示 合计
第一周 练习使用概念地图 6小时 0小时 6小时 12小时
读书报告 3小时 9小时 3小时 15小时
第二周 线性代数基本概念 8.5小时 8.5小时 6小时 23小时
TED 视频复述 3小时 1小时 3小时 7小时
狭义相对论的几何 7.5小时 7.5小时 3小时 18小时
合计 75小时

《学得更多,教得更少》读书报告

张一恒

学生读书报告概念地图
学生《教的更少,学得更多》读书报告概念地图


这本书使我对学习知识的目的和方法有了新的认识。

首先明确一个概念:理解型学习,即为了理解知识而进行的学习,而不是为了机械地记住知识。理解型学习的目的是为了创造知识和创造性地使用知识,进而增加我们对世界的认识,而不是成为维基百科式的学者。对知识的理解是这一切的基础。那么,什么才叫真正的理解了知识呢?理解知识,就是理解知识所包含的概念之间的联系。

费曼说:“我很早就明白知道一个东西的名字和知道一个东西是不一样的。就算你弄懂了一只鸟在意大利文、葡萄牙文、中文、日文里的称呼,你仍然对它一无所知。我们不如来看看这只鸟在做什么,这比较重要。”费曼这段话的意思是,明白一只鸟的名字,是完全无助于增加我们对这个世界的理解的,只有当明白了这种鸟是如何与同类产生联系,如何与周围的环境产生联系,以及它自己有着怎样的行为,才算真正了解了它。概念之间的联系才是最重要的,我在学习数学的时候,就对这点的体会特别深。数学在经历了二十世纪的集合论公理化之后,人们已经认识到,数学概念比如数字、直线、长度,其本身是没有含义的,唯一具有意义的是概念间的关系,正是不同的关系赋予了概念不同的含义。数学于是就成为一种纯粹研究概念间逻辑联系的语言学。这也正是科学只有借助数学才能完整描述和理解自然规律的原因。既然我们关于这个世界的正确知识只不过是概念的联系,那么我们用数学作为表达这些知识的语言就最自然不过了。

我们要理解概念之间的联系,还有另外一层含意,那就是要理解我们已经掌握的知识和新知识之间的联系。而一旦成功建立了这种联系,我们就可以做到从不同角度看待在学习新知识时所遇到的问题。有时候,对同一个问题从不同角度不断复述,可能就会带来全新的思路。比如我之前的一个研究工作,是尝试对轴对称囊泡形状方程进行降阶。从数学上来说,我要处理的方程是一个二阶非线性常微分方程,这是很难从常规数学方法上解决的问题。但从另一个角度来看,一个二阶常微分方程可以看作是一个力学系统的运动方程。一旦我们这样看待,那么问题就变成了寻找方程对应的那个力学系统的一个守恒量。而在物理上,处理这种问题的手段就非常丰富了。这样,一个未知的数学问题就变成了一个已知的物理问题。这种在学习和研究中涌现的“灵光一闪”其实就是新旧知识之间联系的建立,这样的联系可以很好地促进理解型学习的进行。

我们学习一个知识体系最重要的内容,就是它背后的学科大图景。这个大图景包含了学科的主要研究方法,典型思维方式,和所要解决的基本问题。学科大图景之所以处于我们学习知识内容的中心地位,是因为它在知识体系中起到提纲挈领的作用,可以给我们的学习指出大方向,使我们可以用最经济有效的方式,快速进入这个领域。更为重要的是,学科大图景的建立,是培养学习者对学科的兴趣和感情的基础,可以使我们理解学习这门学科对我们的意义和价值。而我们只有搞清楚概念之间的联系,才能从中提取出那个学科大图景。

那么,在我们进行理解型学习的时候,是如何通过概念联系获得概念的含义的呢?一般来说,我们得到一个概念的含义,是通过概念形成和概念同化这两个过程实现的。概念形成的过程,是我们得到概念含义的初步阶段。它实质上是我们对与某个概念联系紧密的一些事物共同属性的提炼总结。比如,对概念形成阶段的小孩子来说,水既是柔软的液体,也可以喝下去解渴,在寒冷的时候还会变成坚硬的固体。水作为一个原本陌生的事物,这些属性逐渐被他所熟悉总结,进而在脑海中形成了水的初步概念。概念同化实际上是理解概念含义的高级阶段,它来自于人们对不同概念之间的联系的思考。例如,在一段时间的学习之后,小孩子理解了氢原子和氧原子的概念。通过化学实验,他又发现水可以在某些情况下分解为氢气和氧气,这样他就能从分子角度进一步理解水的本质。他此时实际上是把水这个概念同化为已知的分子化学层次,从而得到对水更深刻的理解。从人们获得概念含义的过程我们也可以看出,对概念的理解离不开对概念间关系的把握。

方法是为目的服务的。在明白理解型学习的目的之后,其学习方法就很清楚了。首先,对于学什么的问题,最有效率的方法就肯定不是对所有相关知识事无巨细地一把抓,而是优先挑选那些核心概念来学习。那么哪些概念才是核心概念呢?之前说到,我们首先要关注的是学科大图景。所以,那些可以突出反映学科大图景的知识,就是我们要挑选的核心概念。这就要求我们要对所涉及的知识间的联系有一个很好的把握,才能挑选出那些可以反映学科大图景的核心概念。那么怎样才能从纷繁的知识概念里整理出它们的联系呢?这就要用到“概念地图”这个学习工具了。这样,我们通过系联性思考和批判性思维,找出我们关心的概念和概念联系,画出概念地图,就可以顺利进行理解型学习了。这个学习过程当然不是线性的,我们需要通过在学习过程中不断思考和总结,发现概念间新的联系,从而不断完善和改进我们的概念地图。

概念地图不仅是理解型学习者的有效工具,还是希望学生进行理解型学习的教育者的利器。本质上来说,教育和学习是个对偶的过程。学生需要学什么,教师就要去教什么,学生怎样学习效果好,教师就要怎样去教。教师作为知识的先行者,需要通过概念地图发现学生的知识储备在整个学科大图中的地位,进而调整授课内容。教师需要结合从概念地图中整理出的学科大图景,把相关的核心知识挑出来,给学生指出方向,而把剩下的知识交给学生自学和练习。更加重要的是,教师要把自己对学科的激情传递给学生,帮助他明白学习这门学科对他意味着什么。

作为物理系的一名学生,我对吴老师这本书中关于理解型学习的很多阐述都感同身受,因为物理学和数学是最需要理解型学习的学科。这本书给我最大的感受就是对学习和教育本身的思考。吴老师在书中提出了一个看法,他认为高效率的教育和学习是存在方法和规律的,教育学作为一门科学,要解决的根本任务就是如何提高教学和学习的效率。从我的个人经验来说,对于物理和数学的学习,死记硬背是没有用的,利用机械式记忆学习的方法,根本是寸步难行。但是虽然如此,适用于高效学习的一般方法还没有被发现。吴老师认为,这个一般方法的发现,本质上是人类如何进行学习和思考的脑科学问题,而这方面的研究还远远不够。然而,在教育学理论基础完善之前,我们完全可以先去研究教育和学习的现象,从唯象的角度总结出高效学习的一些规律。就好像在建立完善的统计力学之前,人们仍然可以发展出非常成功的热学理论。在我看来,理解型学习和教学的探索,就是这样一种很大可能会成功的尝试。

合并多个pdf文件

整理一下各种合并多个pdf文件的方法,参考了这些网站(还有忘了的):https://tex.stackexchange.com/questions/8662/merge-two-pdf-files-output-by-latex, https://tex.stackexchange.com/questions/284632/include-multiple-pdf-documents-and-create-bookmark-to-first-page

  1. 用LaTeX来整合(可以添加书签):

  2. \documentclass{article}% or something else
    \usepackage{pdfpages}
    \begin{document}
    \includepdf[pages=-]{paper1}
    \includepdf[pages=-]{paper2}
    \end{document}


    \documentclass{article}
    \usepackage{lipsum,bookmark,pdfpages}
    \begin{document}
    \section{A section}
    \lipsum[1-3]
    \includepdf[link]{1.pdf}
    \includepdf[link]{2.pdf}
    \bookmark[dest={1.pdf.1}]{1.pdf}
    \bookmark[dest={2.pdf.1}]{2.pdf}
    \end{document}

  3. pdftk

  4. $ pdftk 1.pdf 2.pdf 3.pdf cat output 123.pdf

  5. GhostScript

  6. $ gs -q -dNOPAUSE -dBATCH -sDEVICE=pdfwrite -sOutputFile=merged.pdf source1.pdf source2.pdf source3.pdf etc.pdf

  7. PDFJAM

  8. $ pdfjoin foo1.pdf foo2.pdf --outfile bar.pdf

  9. cpdf

  10. cpdf foo1.pdf foo2.pdf -o bar.pdf

  11. PDF-Shuffler (Linux, free software)
  12. LibreOffice(可以小范围编辑pdf文档)

硬课、预存学分、无学分无限制课

大学阶段的学习效率学习能力,一般来说,是之前的学习完全赶不上的。当然,对于很多人之后来说,也是之后的学习所赶不上的。博士毕业了还静下心来投入某个新领域的学习,尤其是核心内容的基础性的学习,对很多人来说是很难的。因此,对一般人来说,最关键的学习时期就是大学阶段了。

可是,大学课堂,一方面,讲得好负责任的老师和课堂就少;另一方面,很多内容都不是学生主动选择来学习的;更重要地,大量的学生的学习目的是拿到学分,学习态度和方式就是,老师让我舒舒服服过就行,平时不要有作业,对学生不要有要求,期末的时候,一周两周背一下,能过考试就行。

同时,那些讲得好负责任,同时也往往对学生有比较高的要求的老师和课程,就比较惨,经常找不到合适的学生。

那么,对于这个——一方面大学很重要,另一方面好学生找不到合适的老师和课,好老师和课找不到合适的学生——的情况,我们能够做什么吗?

第一,如果老师们能够协调,则把课程都建设成硬课是一个解决方法。见硬课和上大学的目的,让金课从硬课开始。所谓硬课就是课程的目的明确,对学生的学习任务和作业有明确的需求,甚至有一个相当大的工作量,尤其是对于中等学生来说。例如,我自己的《系统科学导引》和《量子力学》课程一般来说,每两周交一次作业,作业大约中等学生需要30小时。另外,学生看书、听课大约还需要15小时。也就是合起来超过每周20小时的工作量。

顺便,我在国外经历过的这些学校,大学以及大学以后的学习,对学生的要求都是很高的。

第二,可以采用预存学分的制度。预存学分就是在学业的开始阶段,给学生一定量的免费学分,例如120学分。然后,学生用这些学分去选择课程来学习。如果没有通过所选择的课程,则需要再次花费学分来学习本课程或者选择可替换的课程来学习。这样,如果用完学分以后,仍然没有达到毕业要求,则自己出钱来买学分来学习。在国外的大学,每修一个学分都是要学生自己来花钱学习的。因此,课堂上为了舒舒服服过日子的学生很少(除了那部分家长要求学习某专业甚至出钱的学生,我也见过)。

第三,开设无学分无限制的课程。这样的课程对满足毕业要求没有直接贡献。但是,仍然会被记录在成绩册上,并且,给课程证书。这样的课程,才是将来能够反应这个学生的兴趣、学习能力、学业基础的课程。同时,这样的课程,也给了特殊的四不像学生独特的机会。