学生培养 – 第5页 – 吴金闪的工作和思考

《学会学习和思考》开课信息

2017年秋季学习开课信息如下：

CmapCourse

这张图的地址在这里，可以点击图里面的链接了解更详细信息。

请在选课系统里面选择一个技能模块，一个专业模块。课程为集中授课。第一个模块六天内完成。第二个模块两周内完成。请注意上课时间。请注意课程要求，思想上和时间上的要求。再强调一遍，一定一定在选课之前去看看课程要求、设计原则和课程主要内容。

《学会学习和思考》课程设计原则

学会学习和思考的设计原则

TLLMDesigningPrinciple

本课程的最终目标是帮助学生学会如何学习，学会如何思考，尤其是批判性的系联性的独立的思考。

我们相信“做中学”，于是当人们要学会如何学习的时候，必须真的学点东西，学点不是那么简单的东西。因此，在这门课程中我们企图传授两样东西：（1）关于理解型学习的思想和技术，（2）学习专业领域的知识（例如物理学、化学、生命科学、地球科学、语言学、语言、经济学、社会研究、教学学、教育研究）。

大量的描述性的知识对学生来说常常是影响学生创造性和批判性思考的障碍，尽管同时，知识也是创造和批判的基础，并提供了创造性思考的方向。那么，面对着对矛盾，我们怎么办？我们相信，知识一旦被深刻地和真正地理解了，通常表现为看到更多的联系，就会更多地成为创造的助推剂而不完全是障碍。

这门课程的另外一个设计理念是我们相信学习的目的是为了获得理解，获得对一门学科的大图景的理解以及对这们学科的热爱，而不是为了获得更多的或者完整的知识。因此，本课程的具体学科模块中所选择用来学习讨论的内容通常是这个学科的基本思想，基本问题、典型思考方式和典型分析方法。我们会尽量避免传授给你太多的描述性知识，而是主要关注最核心的有助于学生理解本学科大图景的知识。

我们同时还相信“教的少，学得多”的教学理念。因此，我们把大部分学习任务都留给了学生，老师通常是教练、导师的角色，来引导和帮助学生。

我们还相信，学生在面对挑战的时候成长的最快。因此，在所有的专业领域的模块里面，我们会有课后作业和阅读材料。它们可能来自于书籍、论文，而这些材料需要学生自己来寻找和阅读。有的时候，这些作业可能会作为课程项目，这样的问题可能本身就一个开放的问题，或者是一个非平庸的研究课题。我们希望学生能够理解相应的领域的科学家的思考方式。有的时候这些作业需要你去探索几种不同的解法。这样的探索有助于提高创造性。

部分课程包含问题解决模块。在那里学生的求解问题的能力会得到提高。这个时候学生可能独立完成也可能通过学习小组来完成。我们鼓励问题的原创的或者是创造性的答案。这样的答案在本课程中会被高度评价。解决问题的能力也是一个适宜用做中学的方式来提高的重要技能。

这门课程从结构上由多个18学时的模块构成。其中一个模块是关于理念和技巧的训练，在那里学生学习到理解型学习的思想以及概念地图制作的技术。在这里，所用的例子会比较贴近学生的日常生活，但是也是需要学生投入比较深入的思考的非平庸的问题。在课程实践中，我们也会逐渐积累这样的例子，以供更多的人来做类似的培训模块的时候使用。

本课程也会包含一定数量的基于领域知识的模块，例如关于物理学、化学、生命科学、地球科学、语言学、语言、经济学和社会研究的模块。理想情况下，这些模块的主讲人都是相应领域的专家，热爱这个领域，能够把核心内容从这个学科里面抽取出来，并且善于和学生们分享这些核心内容、核心内容的结构，以及对这们学科的热爱。

实际上，我们的理念是，任何课程都应该重新梳理一下，按照“教的少，学得多”的原则，仅保留能够呈现学科大图景的核心知识结构，而不仅仅是我们这一门课程。这是一个任重道远的任务和目标。

教给学生核心内容，帮助学生理解和思考，深入地、批判性地、创造性地、独立地思考，把其它学习任务都交给学生。

最后这门课程课定不是一门容易的课程。学生们需要完成技能训练模块和至少一个专业领域模块。期间，学生们需要完成大量的阅读、作业、课堂和课后的概念地图制作、与老师和同学之间的大量的课堂讨论，以及课程项目，还有课程项目口头报告。基于之前的课程的经验，我们估计，在这个四周的课程内，学生们大约需要花60小时的课内时间和40小时的课后时间。

在这们课程之后，我们希望，学生们可以获得：一些理解型学习的思想和技能、一个独立地创造性地批判性地思考的习惯、一个感兴趣的学科的大图景、一份对这个学科的热爱，以及一些长着类似的脑袋的朋友们。

我们鼓励你来选择这门课程，但是，小心，请多考虑一下。那些冲着学分而不是理念和技能来的学生，请不要选择这个课程。否则，在这个课程里面，你会非常难受。

对学生的要求：知识上，各个模块有具体要求，一般来说，要求各个专业的本科一年级以上水平。时间上，需要能够有上面提到的100小时的时间。最重要的是，在态度上，希望超越记忆型学习。

参考文献：
１. Whitehead（怀特海）《教育的目的》
２．Novak（诺瓦克）《学习、创造与使用知识——概念图促进企业和学校的学习变革》
3. 吴金闪《概念地图教学和学习方法》

Designing principles of Learning How to Learn and Think

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The ultimate objectives of this course are to help students learn how to learn and learn how to think, critically, independently and in terms of relations.

We believe in “Learning by Doing” and that when learning how to learn , one has to learn something, something nontrivial. Therefore, we propose to offer in this course two elements: (1) ideas and skills of meaningful learning and (2) learning domain-specific subject matters (such as physics, chemistry, life science, earth science, environmental science, linguistics, language, economics and social studies, pedagogy, education research).

Excessive descriptive knowledge of scientific concepts may become an obstacle that constrains students’ creative and critical thinking; however, meanwhile knowledge does serve as a foundation and sense of directions for creativity. So how to deal with these conflicting roles of knowledge? We believe that knowledge when understood deeply and truly, which often means seeing more connections, is less an obstacle and more a booster for creativity.

Another principle behind this course design is that we believe the goal of learning is not to gain as much knowledge as possible, but to gain an understanding of the underlying structure of a discipline, especially an understanding of the big picture and a deep love of the discipline. So the subject modules are selected topics in the field to present the basic ideas, basic questions, typical ways of thinking and basic approaches of analysis of the field. We intend to avoid excessive descriptive knowledge, but to focus instead on the conceptual core that helps students to grasp the big picture.

We also believe in the principle of “Teach Less, Learn More”. Thus we leave most of the learning to students, while instructors play the role of mentors or coaches, who guide and help students.

We also believe that students grow faster when facing challenges. Thus, in all subject matter modules there will be reading materials and homework questions coming from books and research papers which students will have to discover and read on their own. Some of those questions will be in the form of course projects, which may come from open questions in the field and may be highly non-trivial. We want students to understand how experts of the fields think and to become acquainted with their habits of mind. Some homework questions are designed in a way such that various solutions can be found. We encourage students to come up with innovative solutions. We believe that tackling homework questions creatively helps to foster creativity in real world problem solving.

Part of the course will have problem-solving sessions to improve students’ problem solving skills. For this reason, students will work in cooperative groups and alone, on the representation, analysis of the problem and on reducing complexity. Original and creative solutions will be encouraged. Creative solutions will have high value in the course. The ability to solve problems is an important skill learned by doing.

The overall course structure will be composed of several 18-hour modules: One module will focus on ideas and skills training, where the idea of meaningful learning and the technique of concept mapping will be introduced to students. Here examples should be close to students’ everyday life but still non-trivial, i.e. requiring some deep thinking to understand the topics. We should gradually collect those examples to form a toolbox for others to run this kind of training sessions to general audiences.

A number of additional modules will focus on domain-specific subject matter, such as physics, chemistry, life science, earth science, linguistics, language, economics and social studies. Ideally, instructors of those modules should be experts in the corresponding disciplines, who love the disciplines, know how to extract the core knowledge structure out of the disciplines and also are capable of sharing their feelings and the structures to the students.

In fact, we believe that all courses should be reconstructed to keep only the core parts of the knowledge structures sufficient to present the big picture of the disciplines. This principle of “Teach Less, Learn More” should be implemented not only in this course of Learning How to Learn and Think, but also to many other subject matter courses.

Teach students only the core parts, help the students understand them well and think independently, deeply, creatively and critically, and leave all other learnings to the students.

Finally, this is not an easy course. Student are expected to take the training module and at least one domain-specific module, to do a lot of reading, assignments, concept mapping activity in and after classes, and in-class discussion with instructors and among peer students. Students are also required to do course projects and present the project reports in classes. We estimate according to previous classes that on average students spend 60 in-class hours and 30 after-classes hours in the four weeks.

After this course, hopefully, students will acquire some ideas and skills on meaningful learning, a habit of thinking creatively, critically and independently, a big picture of the field of interest, deep love to the field of interest and some friends with alike minds.

We encourage you to choose this course, but with caution. Those, who are aiming for credits rather than the ideas and skills, please do not choose this course. Otherwise, you will suffer the whole course miserably.

Prerequisite: Knowledge wise, every module has its own requirement, but generally, it should be sufficient if students have the knowledge corresponding to the first year of university education of the discipline. Time wise, it is expected that students will be able to devote the 90 hours mentioned above. Attitude wise, which is most important, it is necessary that students have already the eager to go beyond rote learning.

References:
１. Alfred North Whitehead, Aims of Education
２．Joseph D. Novak, Learning, Creating, and Using Knowledge: Concept Maps as Facilitative Tools in Schools and Corporations
3. Jinshan Wu, Teach Less, Learn More

《学会学习和思考之化学》设计（Course design of LHLT chemistry module）
《学会学习和思考之生命科学》设计（Course design of LHLT life science module）

“Teach Less, Learn More”课程设计举例：量子力学（Course design of Quantum Mechanics）

“Teach Less, Learn More”课程设计举例：系统科学导引（Course design of Invitation to System Science）

完成作业的态度转变

心儿其实有很多自己的感悟，有很多自己的问题，但是一到写作文和完成诸如做一个PPT报告的时候，就往往不能联系到自己的感悟和思考，而主要关注能不能完成老师的作业。我想这是一个在学生中比较普遍的问题：作业作文和自己的生活和思考是分家的，可能连邻居都不是，分开住在两个不同的城市或者星球的。

这个一方面和老师、课程甚至整个教学的理念有关。例如写作文一定要写出主流价值一定要有意义——加上这个时候非常不幸的是小学生对于有意义的理解可能确实还比较狭窄。例如，老师提醒学生考试的时候写作文可以把作文题往自己以前写过的作文上面靠。例如，数学计算题里面没实际应用背景，应用题实际上就是一个生硬构造出来的计算题没有太多思考没有实际情景。但是，另外一方面，跟学生自己也是有关系的。学生需要主动地把作业作文和自己想说的联系起来。

这启发我思考当年我是怎么做的。我记得每次我都坚持写作文的时候说自己想说的话。如果没有出题人所要求的生活经历的时候，就在已经有的生活经历，例如看到过听到过他人的或者电视里面或者书里面的，的基础上去发挥想象力，把自己代入进去。例如，我就记得有一次写作文我把自己变成了辩论赛其中的一位辩手来自己扮演双方来辩论，我还记得有一次写一个什么修鞋的什么作文，我用了电影里面经常看到的从明亮的鞋子上看到后面的故事。因此，我实际上是变被动为主动，把被要求做的作业和自己的生活和思考联系了起来。这样，被动的作业就有了意义，对于我来说的意义：那是我表达自己，明确和提升自己的思考和感悟的机会。

刚才刚好有一个例子。心儿被要求做一个PPT来讲讲交通的进化“从古到今话交通”。内容上心儿说想看看从古到今的交通工具和道路两个方面。我也提醒心儿，还要思考一个道路和交通的关系，两者不是完全同等地位的，没有相应的交通工具道路是不是有用。也就这些了。然后，心儿就开始做了。找着找着图片什么的，就开始抱怨，那我去讲这些不就是图片展吗，故事都不多，更别说故事后面的思考了。当然，我提醒她的交通工具和道路的关系是一个可以展现思考的点，但是，太小了，比较微不足道。这时候，我问心儿：“那为什么我们会不断地有新的更好的交通工具的产生呢？”。心儿说：“那是人类不断的努力创造和科学技术的发展”。我说，这个答案就非常好，能够上升到思考的层次了。还可以继续问下去，那人类为什么要不断地创造和发展啊？其实那是因为第一人类要偷懒，第二人类很好奇想不断地知道新的世界，第三人类社会的需求，我们希望把东西卖到更远的地方赚更多的钱去更远的从来没去过的地方玩等等等等。

一旦这个交通的进化报告有了这些神，那整个就不一样了。第一、这些是自己思考得来的。第二、这些东西可以启发大家思考。第三、围绕着这个神可以重新来组织前面的材料和整个报告。

因此，我在这里建议心儿，还有其他的小朋友们，一定要把作业当做表达自己，明确和提升自己的思考和感悟的机会，变被动为主动。一件事情的意义不仅仅是做了好事，或者做了坏事（改正或者不改正），而是，对于你自己来说，是否让你有话说了，有自己的思考了，有思想上的改变了，或者甚至有行为上的改变了。如果对你的价值和对社会的价值，有的时候，正好还能够结合，那当然最好。但是，最重要的是对你自己来说。

在说的时候注意思考以下四个WHWM的问题：我想说什么（What），我怎么说（How，才能让我的读者有同情共感能更好地明白我说的什么），我为什么说这个为什么这么说（Why），我的读者了解这个有意义（Meaningful）吗？

也建议老师们，不要太在意学生当下的成绩，让学生愿意（这需要学生信任你，并且相信自己）并且学会把自己的想法和作业作文结合起来：我说我想说，我想我欲想，比什么成绩或者好词好句都重要。

如何通过观察生活来学习

我大约9岁的时候，第一次给父母做了点心（浙江农村习惯在下午两点多钟的时候吃一顿加餐）送到了他们干活的农田。我还记得他们很开心，但是也非常吃惊。问：你怎么知道如何做梅菜馅饼的啊？其实，我忘了加肉了，只有面粉和梅菜。不过，确实也挺厉害的。我说：我喜欢吃，平时看看妈妈你做，就会了啊。

我还特别喜欢吃鱼，所以做鱼也是我很早就看会，并且通过自己尝试——自己去钓鱼自己清理自己烧自己吃，就学会了。所以，主要就是看和尝试。当然，有的时候还会尝试一些不是看到的，而是自己想的，就有可能会更好吃了。当然，一般更难吃，直到尝试出来一定的境界——对做饭的理解的境界。现在回忆起来，我从小就是一个吃货，也是一个科学家。

顺便，题外话，如果一定要说一下做饭的境界的话，大概有下面这些。第一、一定要有主要的味道，这个通常是咸，有的时候是甜，很少的时候酸也行，或者这几种的组合。第二、一定要让食材自身的味道和主味配合起来，在主味还是主味的前提下，能够突出食材自己的味道。例如，鱼一定要降低腥味但是保留鲜味，不要用其他味道盖住它。当然，也有违反的时候，例如酸菜鱼。不过那个时候，其实酸菜是主要食材，本来就应该让它的味道做主。第三、有一些食材的使用经验，其实大部分时候就是食材的特点，是很有用的。例如蘑菇由于有大量氨基酸可以替代味精。例如好的黄酱和酱油有的时候可以替代一部分盐，并且氨基酸的含量也很高。第四、某些前人已经积累好的经验可以借鉴，但是要思考为什么管用。例如葱姜可以去掉腥味、鸡蛋打发的时候可以考虑加入柠檬汁几滴、腌制牛肉鸡肉要做好按摩松弛、还有菜谱（食材的组合是烹饪的顺序手法）之类的。学习经验是一方面，思考然后可能推广和借鉴是另一方面。好了，再写下去这个帖子成了做饭帖了。后来在东西双方料理的影响之下，就更加成了带思考的吃货科学家（实验者）了。

回到主题，生活中也有很多可以学习的东西，最主要的原则是“看在眼里”和“做实验”。其实，课程的学习也一样，把老师怎么做的“看在眼里”，然后“自己来尝试，来实验”。那么，怎样才能做到“看在眼里”呢？这是我今天这个帖子的主题。

今天心儿做了一件我经常做的事情，没做好，被我说了。其实，我不应该说，我又没有教过她要做生活有心人，看在眼里，没有教过如何看。那么，到底如何看呢？跟我的理解型阅读和理解型写作一样，WHWM——问What、How、Why、Meanginful这四个问题：他在做什么？他怎么做的？他为什么要这样做，为什么要做这个？如果我来做会怎样，这事对我有意义吗，我要学习和思考吗？

在阅读的时候，我们问：主要信息是什么？这个信息（通过例子、其他概念等）如何构建起来的？为什么传达这个信息，为什么这样构建？对我来说意味着什么，我喜欢吗？

在写作的时候，我们问：我要传达主要信息是什么？这个信息我是如何构建起来的？为什么我要传达这个信息，为什么我要这样传达？对我的读者来说意味着什么，有合理性吗？

在设计一个专业、一门课程甚至一节课的时候，我们问：从促进学生理解学科大图景和学生以后自己学习的角度，我要传达什么信息？这个信息是如何构建的，考虑到学生已有的背景？为什么我要传达这个信息，为什么我要这样传达？对于我的学生来说意味着什么，能够促进理解世界理解学科深入思考吗？

阅读理解作业：这个帖子的主要信息是是什么？作者如何构建的这个主要信息？构建的逻辑上有什么好的地方和缺陷？作者为什么要传达这个信息？有没有一个这个信息本身之上的，一定意义上更重要的“母信息（能够在一定程度上导出这个信息的信息）”？你觉得如何？

学生到底出了什么问题，或者反过来，导师到底需要如何来调整教的方法

学生做了几组对比实验，需要看一看这些实验结果之间是否有差别。当然，如果差别比较大的时候，只需要列出来各组实验的某个量的均值就可以了。但是，一般来说还需要列上方差，才更容易看清楚这个差别。当然，如果这些实验数据背后是正态分布，则提供方差和均值，也就差不多了。两个样本是否来自同一个分布函数的概率，可以从这个均值和方差计算出来。从统计检验上，也有这样的方法直接对两组数计算这个是否来自于同一个分布函数的概率。如果是两组不一定来自于正态分布的样本，则需要考虑非参数检验。

实际上，R语言已经对这些统计检验都做了实现。具体来说，有t.test, wilcox.test和ks.test等函数。但是，由于ks直接计算的累计分布函数，当累积分布函数更大的时候，说明这个样本更往左（值小的时候，概率比较大）偏，因此，ks.test的“greater”参数的含义实际上是前一组样本x小于后一组样本y。这个和t.test和wilcox.test刚好相反。

以上是问题背景。

学生表现如下：第一、对比图只显示均值，没有方差（标准差）。第二、统计检验显示有的组间存在差别，但是当进一步检验这些有差别的组是不是其中一个比另一个大的时候，显示没差别。样本量已经到达1000个左右。原则上，不应该是样本不够的问题。

学生给我这个分析结果，说结论不知道怎么做了。当然，第一，研究得到什么，结论就写什么，负面结论（无差别）也是有意义的有意思的。更重要的是以下两点。第二，没有方差的统计图实验结果图，我从来没见过。只要做过实验，误差这一点是非常非常重要的。第三，显然上面的检验结果自相矛盾。当然，我确实仅仅告诉学生这些检验方法的名字，没有教过每一个检验是怎么回事，怎么做的。但是，人家R语言有自己的程序说明，有示例函数。这些都比我来说要好很多。

由于我注意到这个矛盾，也对于样本不够非常的不相信，我自己做了检验。我发现，t.test, wilcox.test和ks.test检验的结果完全一样，只要在前两者里面用greater，后者用less。因此，根本问题就是学生没有看程序说明，想当然的就拿来用了。

我想不太明白这是怎么发生的。希望学生能够就这个问题给我分析以下，帮我解个惑，提高一下。我想知道实验图不画误差线、程序说明不看、自相矛盾的地方不注意的深层原因是什么。当然，学生可以偷懒回答，我就是笨，我就是懒。我希望能够思考得比这个答案深刻一些。这样有助于以后提高。

更进步，为什么不去思考这三个方法的联系和区别，既然有三个可能的方法。

了解了这些，才能更好地指导学生。当然，我本来就从来都不直接告诉学生一个问题的答案的。我给问题，给思考的线索，分解成进一步的小问题，就是不给答案不管我是否已经知道答案。难道是这样的指导方式错了？应该直接给答案？直接给答案就剥夺了学生思考和进步的机会。学生在有一个方向的情况下，自己获取信息，犯点错，解决这个错误，然后解决这个问题，这个经验是很重要的。不是所有的老师都给学生这个犯错误的时间和机会的。象民工一样教给学生怎么做最简单，但是就没有了探索的过程。