吴金闪对教育学科的认识和相应的课程设计

教育本身的目的就是发掘发现和培养学习者的能力,提升学习者思考和进一步学习研究的愿望。适当的时候,在帮助学生找到自己和认知世界的基础上,也鼓励一下贡献社会。科学中的反思怀疑是一切的基础,没有它就什么都没有。要通过教授科学来培养独立思考。创造是教育的功利性目的。为了保护培育创造性,除了批判性思维,还要有系联性思考,有的时候也要做点探索性学习。时间是稀缺资源,每一个学科都应该把学会大图景(基本问题,典型思考方式,典型分析方法,对知识结构的理解)放在前面,而不是细枝末节。考试要为了促进对大图景的学习,做好诊断的功能。必要的时候,除了探究性学习,也可以做中学。

其他的一些技术,例如同伴教学、讨论式教学、翻转课堂、在线课程等等也可以促进学习,但是,不解决教什么和内容上怎么教的问题,仅仅是关注形式上怎么教以及课程载体的问题。当然,在线课堂使得学生们获得好教师的可能性大大提高了,这个技术还是有很大的贡献的。

当然,这其中,没有一个是我自己的。从教育思想上说,以上的认识来自于Ausubel(奥苏贝尔)、Bruner(布鲁纳)、 Dewey(杜威)、Whitehead(怀特海),Novak(诺瓦克),也可以算上Piaget(皮亚杰),还有国内的陶行知,丰子恺等。如果说有我自己的地方,就在于,我提出来,可以在整体课程设计个别课程设计甚至个别课的设计等层面,运用概念地图,来做好以系联性思考、批判性思维为基础的以学科大图景为目标的理解型学习

为了达到这个目的,必须对学习行为有好的研究,必须对具体学科有好的认识,还必须找到一定的从具体学科到具有一定普适性的教学和学习的路径或者说桥梁。因此,教育这个学科,如果还算得上是一个学科(一个学科通常需要核心的理论,基础的概念,基本研究问题,典型思维方式、典型分析计算方法,典型应用)的话,这个学科的核心理论也不在教育学,而在于对学习行为也就是脑科学的研究、对具体学科的研究以及从具体学科的研究理解到到这个学科的教学这个桥梁。当然,这三个方面都需要研究者。因此,勉强把这个群体算作教育学的研究者也是可以的。但是,要注意,原则上,第一第二两类都是自己学科的研究者,只不过是关心教学问题的脑科学和具体学科研究者。第三类,可能更像一个教育学或者应该叫做教学学研究者。不过,这个时候,研究的层次可能不是针对核心理论问题的,而更多地是工程层次的。也就是说,前两者相当于理论和实验物理学,第三个相当于电子工程师。也就是说根本就没有所谓的教育本体的问题,教育的本职任务是为学生和老师的学习和教学,为具体学科的传播服务。如果一个宣称自己是搞教育的研究者,自己课讲不好,不能帮助老师讲好,不能帮助学生学好,不能帮助学科传播好,算什么搞教育的。从学科上来讲,教育学科的基础也在脑科学(行为、心理、大脑)和具体学科,而没有自己的根本学科。

基于对教育和教学的以上的认识,我们(吴金闪、Novak、Canas等)设计了《学会学习和思考》教育学模块课程设计。稍后我也会把科学和科学教育模块的课程设计发在这里。

课程目标:
1. 刺激和引导学生思考什么是教育学,如何做更好的教育
2. 学生可以有自己的思考和理解,但是大概来说:教育学这个学科的根本任务是促进学习和教学,其学科基础是具体领域的知识以及人类学习、教学和思考的科学。
3. 了解和实践教育中一些好的理念:系联性思考、批判性思维、做中学、从教(同伴)中学习、项目和问题为基础的教学、粗糙问题的价值、教的更少学得更多。关注大图景——学科基本问题以及和现实的联系、典型研究思想和分析方法、核心概念以及它们之间的联系,问理据性等WHWM问题(W:什么是主要信息,H:这个信息如何通过概念例子以及它们之间的联系来表达,W:为什么你想表达这个信息,这个信息对于我还有这个世界意味着什么?),刺激挑战引导学生和学生平等讨论(让学生问他所想问,说他所想说)
4. 了解和避免一些教育中的一些不好的理念:用重复练习来代替对概念理解的深化、用忽略学生多样性的固定套路来禁锢学生的思考和创造性、仅仅关注抽象成模型或者数学问题以后的世界而忽略抽象化的重要性、按照习惯的教材或者教法来教学而不反思其理据性。
5. 对构建真的能够解决主要任务的教育学的兴趣
6. 学习和教学能力的提高
7. 在学习和思考“教育学”的过程中实践系联性思考、批判性思维,学会学习和思考

学习材料:
1. Ted Talks视频:
* Roger Antonsen: Math is the hidden secret to understanding the world,关于“理解”和数学,以及数学作为现实的表示
* Victor Rios: Help for kids the education system ignores,教学和教育中的心理建设,信任的力量,帮助的力量
* Tim Brown: Tales of creativity and play,创造力和玩
* Cameron Herold: Let’s raise kids to be entrepreneurs,创业者的特质和培养
* John Wooden: The difference between winning and succeeding,赢和成功和教育的关系
* Chris Anderson: Questions no one knows the answers to,好奇心、科学和教育
* Sal Khan: Let’s teach for mastery — not test scores,网络课程Khan学院的学习模式
* Carol Dweck: The power of believing that you can improve,教学和教育中的心理建设,鼓励的力量
* Christopher Emdin: Teach teachers how to create magic,教学本身需要创造性
* Peter Doolittle: How your “working memory” makes sense of the world,脑科学如何帮助学习和教学
* James Flynn: Why our IQ levels are higher than our grandparents’,IQ在检测什么这个什么和科学的关系
* Clint Smith: The danger of silence,让每个人都问你所想问,说你所想说
* John Green: The nerd’s guide to learning everything online,思考改变世界,人生就是探索未知世界
* Takaharu Tezuka: The best kindergarten you’ve ever seen,建筑改变行为和思维并促进学习和成长
* Anant Agarwal: Why massive open online courses (still) matter,网络公开课和现代教育
* Andreas Schleicher: Use data to build better schools,能力和潜力能够检测吗,检测结果能够用来促进教学吗?
* Daphne Koller: What we’re learning from online education,网络公开课和现代教育
* Peter Norvig: The 100,000-student classroom,网络公开课和现代教育
* Sal Khan: Let’s use video to reinvent education,网络课程Khan学院和现代教育
* Conrad Wolfram: Teaching kids real math with computers,数学的四个阶段(提出问题、抽象化、计算求解、验证和提高)和当前数学教育以及可能的解决方案
* Dan Meyer: Math class needs a makeover,数学教育和粗糙问题的关系
* Kiran Sethi: Kids, take charge,让孩子来当家做主改变世界
* Hans Rosling: Let my dataset change your mindset,数学可以很有趣并且改变你的思想
* Liz Coleman: A call to reinvent liberal arts education,什么是真正的通识教育
* Alan Kay: A powerful idea about ideas,精心设计的神奇的任务和计算模块帮助学习数学和科学
* Arthur Benjamin: Teach statistics before calculus!,按照其他人或者教科书来教学吗?
* Patrick Awuah: How to educate leaders? Liberal arts,通识教育和社会
* Richard Baraniuk: The birth of the open-source learning revolution,网络公开课和现代教育
* Ken Robinson: Changing education paradigms,Ken Robinson教育的问题和出路四重奏,创造性和现代教育的目的
* Ken Robinson: How to escape education’s death valley
* Ken Robinson: Bring on the learning revolution!
* Ken Robinson: Do schools kill creativity?
* Marcus du Sautoy: Symmetry, reality’s riddle,世界中的数学,尤其是对称性
* Cédric Villani: What’s so sexy about math? ,数学描述世界超越简单经验
2. Joseph Novak: Life experience and meaningful learning,通过Novak自己的生活经验来更好地理解概念地图、理解型学习
3. 供参考的公开课:
* 《Justice》by Michael Sandel
* 《Game Theory》by Ben Polak
* 《Quantum Mechanics》by Leonard Susskind
* 《量子力学》吴金闪
* 《系统科学导引》吴金闪
4. 书
* 吴金闪《概念地图教学和学习方法》
* Whitehead《教育的目的》
* Novak《学习、创造与使用知识——概念图促进企业和学校的学习变革》
* Bruner《教育过程》
5. 先修课:《学会学习和思考》技能训练模块,或者其他经过我们认可的概念地图和系联性思考培训班
6. 课程形式:在两周的时间内每周三次每次三小时集中上课,三小时老师授课(分享理念、举例子、讨论),学生看视频做口头报告和讨论
7. 对学生的要求:熟练的英语听说(课程为全英文授课)、对教育感兴趣并且有一个开放的头脑还要愿意接受理念和学习难度学习方式上的挑战
8. 课程主要作业:看所有的视频,选择其中的一个按照WHWM来做基于视频的“关于什么是教育学如何提高”的报告,按照“Teach Less, Learn More”的原则完成一门课的课程设计,完成课程报告——总结课程学到的内容并反思

反映内容逻辑的mooc平台系统

目前的mooc课程起到了给大量的学习者提供好老师好课程的作用,但是课程本身还是传统的授课方式。当然,技术上不乏使用讨论式教学等比较新的好的教学方式的课程。总的来说,没有根本上改变学习,改变教学。当然,这些好老师们一般在个体的层次都能够回答得比较好“教什么”、“怎么教”的问题,还能够体现其对整个学科的整体认识,整体面貌。整体面貌也就是通常说的结构,或者我说的学科大图景,包含基本问题、典型思维方式、典型分析方法,以及一些体现这个大图景的典型例子和为了给学生进一步学习准备的基本概念。因此,简单来说,就是有结构的学习和教学,学会对知识的整理、知识结构的理解,甚至这种通过结构来学习大图景的学习方法。当前的mooc平台并没有在系统平台的层面或者思想的层面,技术的层面,促进这个基于整体结构和大图景的理解型学习和教学。

在这一点上,我一直在推动和构建的“基于概念地图的理解型学习”具有非常大的促进意义。学生需要思考每一个概念之间的明确的联系,需要建立起来一个学科大图景。更重要的事情是,通过这个概念地图,老师可以更好地从概念之间相互联系的角度来决定教什么,按照什么顺序教,怎么教,学生可以摸索自己的学习顺序,决定学什么。

因此,我提出来,要建立一个以学科概念地图为基础的资源组织体系来构建和呈现课程:先把一个学科或者一门课程的主要概念拿出来,搞清楚概念之间的联系,制作出来学科或者课程的大概念地图,体现学科的大图景(基本问题、典型思维方式、典型分析方法),然后把教材的相应的章节、视频课程的每一个相应的概念、文献和其他资源整合到这个概念地图上去。当然,可以有不同详细程度的概念地图,也就是有嵌套。

这样,学生就可以自己来选择学习内容和顺序,并且在这个选择的过程中对于概念之间的相互联系有非常清楚的把握。

按照这样一个设计,做出来的产品大概是这个样子的:

QMwithVideo

或者,我也可以通过iframe直接把概念地图放到网页上。

但是,如果真的开发一个这样的mooc平台,则需要做一个网页呈现形式的平台,直接把这个概念地图和相应的概念和关系上的资源直接现实在浏览器之中。当然,为了开发方便,还需要一个能够把概念地图文件(可以输出成xml格式)直接转化成这个网页呈现形式的软件。

额外的功能还应该包含:直接在这个网页形式的概念地图上点击视频资源以后可以播放,可以就某一个概念或者联系来展开讨论。

这是根本性的学习的革命,从关注具体的一条条的知识,到关注对知识结构的理解,到用这种系联性思考来学习和思考。这是真的授人以渔的教学的革命。我希望找到合适的开发者,来建设这样一个系统。

目前,我们自己正在基于这个理念建设《系统科学导引》、《量子力学》等课程。《汉字学习》也在计划中。内容我们可以先做起来。平台系统的思想也已经在这里提出来。现在就缺乏开发这个系统的人和运营这个系统的人了。

做几门课,做一个平台的基本功能,用起来,然后,看看有没有可能拿到推广需要的资源,不管是来自于市场还是基金。

从师大排课系统看教学管理理念和学生培养理念

我的《学会学习和思考》课程分成“理解型学习和概念地图技能训练“和“理解型学习用于学科学习”两个部分。前一部分是后一部分的基础。每个部分的授课老师由外国专家和我自己担任。由于采用讨论教学,班级必须非常小。因此,我们通常提供平行班。例如今年的技能训练模块有两个平行班。学科学习有四个平行班(地理、环境、教育、科学和科学教育)。因此,选这一门课的学生需要从前面两个模块里面选择一个,从后面四个模块里面选择一个。如果前后两个模块存在内容或者时间上的制约,那么,系统还应该自动处理好这个制约。例如,假如有一个技能训练在时间上被排在了某一个学科模块的后面,则这样的选择系统必须提醒学生不能实现。这个编个程序很容易就能够做到的。

但是,在北京师范大学,每年排课我都很生气。完全没有这个模块选择的功能。这么简单和必要的模块选择的功能都不能实现,或者说这个理念都没有的学校,是不可想象的。国外大多数课程都有助教,有正课之外的习题课时间。实际上,中国的大多数课程也应该有助教(点击这里看关于助教的作用),有习题课的。没有助教和习题课,对习题的要求松这个中国特色不应该是一个被坚持的好特色。通常习题课的时间地点有多个选择。有的时候,正课的老师和时间地点也有多个选择。例如物理或者数学的大课。这个时候,就需要学生来自己组合,从正课里面选一个,从习题课里面选一个。

这个意见我都不知道反映多少次了。我还听说教务处有老师欣赏国外大课有十来个助教。瞎扯,连排课系统都实现不了这个功能。羡慕个屁啊。

这个事情看起来是排课系统的设计这个非常具体的问题。但是,实际上,第一根本上体现了学生培养理念的问题:一定要提高对学生的要求,加大对学生的帮助。作业一定要做,要求要高,同时,需要给学生提供帮助。第二,实际上,还是教学管理理念的问题:有老师有正当的需求,并且可以促进整个教学的改善(多老师授课的平行正课还有一个额外的好处——敦促老师们好好上课并且给程度不同的学生以选择),但是,学校管理部门认为,这种事情根本就是微不足道的事情。这也表明,在系统设计的阶段,就没有做好设计和调研。尽管看起来设计和调研仅仅是技术问题,但是,这个技术问题的背后还是反映了学生培养理念上的缺陷(根本就没想过这个多正课和多习题课组合的模式,助教是对学生的服务)和教学管理理念上的缺陷(系统设计不问老师们的需求,当然,也可能大多数老师就看见门前的几只麻雀,提不出来新的需求)。

我夫人说,不用为这个事情生气,想个凑合着可以解决的办法最重要,例如开设\(2\times 4=8\)门平行课,采用同一个名字,供学生选择。确实,能够暂时解决问题。但是,暂时解决问题和理念是两件事情。我着急生气的地方在于理念。如果一个学校这个理念不到位,怎么可能成为好学校呢?如果一个我学习生活了这么多年,基本上就是我迄今为止生命中主要的时间在这里度过的地方没有了希望,能够不伤心生气吗?

从“白马非马”看语言对思维的影响

“白马非马”这个命题有很多人辩论过。如果我用英文翻译一下这句话,大家看看是否还会产生这样的辩论。
* 现代文翻译:白色的马不是马
* 英文翻译1:White horses are not horses,或者 A white horse is not a horse。
* 英文翻译1的汉语翻译:一匹白色的马不是马的一匹。白马不属于马。
* 英文翻译2:(The concept and instances of) white horse is not the same as (the concept and instances of) horse.
* 英文翻译2的汉语翻译:白色的概念的内涵和外延(集合的元素)不等于马的概念的内涵和外延(集合的元素)。

这样的翻译完成之后,就可以明确地看出来,1的含义是错的,2的含义是对的,也就是说,白马和马这两个集合是包含关系。这就完全没有了辩论的余地。如果非要辩论,那也是仅仅要区分汉语“白色的马不是马”里面的“”到底是“属于”还是“等于”的意思。而这个表达清楚是哪一种意思是提出这个命题的人的责任。于是,也完全没有了辩论的余地。

辨析的时候,一定要搞清楚明确的含义,然后再来判断对错,而不是在争论含义是哪一种。我们的汉语在这一点上是有缺陷的,不够准确,没有词形变化,冠词,而且喜欢把话说得漂亮远远高于把话说得清楚。例如,电视里面的广告词我就是完全看不懂的。既然语法上有缺陷了,那么,就要尽量多说几个字,表达清楚含义做为第一。就像这里的英文翻译的汉语翻译一样。当然,写诗什么(或者什么哲学著作、教育学著作)的时候除外。

非常遗憾的事情是,这个模糊性,这个对说的好看好听胜过准确的追求,这个辩论的点往往在搞清楚什么意思之前,这些,已经深入中国人的思维和表达的习惯。当然,有可能这特性有其更加深刻的文化历史的原因。但是,应该到了需要强调明确性,强调辩论的焦点应该是实质含义而不是形式的时候了。

语文教学是对思考的培育,很重要。真不真最重要。我说我想说,我想我所希望想,最重要。理解把握其他人所想,次之。美不美,次次之。如果追求用名言警句、华丽辞藻、成语典故等来提升美,那更加就是下三滥的招数了。(以下内容不是这个帖子的重点,但是,太让我生气了,就顺便写在这里了。无招胜有招,只要内功好。甚至没有内功,独孤九剑也告诉你,还是可以无招,只要看得透彻。可惜,为了考试成绩,我们一直在追求下三滥的道路上。让学生有的可说,愿意说,有的可想,愿意想,比“名言警句、华丽辞藻、成语典故”什么的重要太多太多。欢迎继续补充下三滥的招数。)

这个例子也体现出来,有的时候,借助一下外语,有可能可以更清楚地理解。

这个例子还表明,学习数学——在这里是集合论:白马和马这两个集合是包含关系——可以使得我们更容易说清楚理解清楚很多事情。学习语文真的不是语言文字组词造句而已,而是分析阅读,而是思考,而这些可以依靠数学。或者说。从思维的角度来说两者就是一回事。

正方形是不是长方形

这是小学数学教材上关于长方形和正方形的定义:
definition

这里是课后练习(主要看第二题):
problem

这个是老师给的答案:
solution
听说不仅仅一两位老师给的答案是这个,很多很多老师都给的合格答案。所谓的教研员也要求老师按照这个答案来讲。

我特别想知道,教学参考书里面的答案是什么。如果教参就是这样,那这个板子不能主要打在老师身上,教材编写砖家们应该负主要责任。如果不是,那么,我想知道这些老师和教研员的理由是什么。在那之前,我只好猜测着做分析。下面就是猜测。

首先,从数学上,没有讨论的余地:平行四边形的概念包含长方形的概念,长方形的概念包含正方形的概念。这个就算去套定义,例如“正方形四边相等,四个角都是直角”,“长方形对边相等,四个角都是直角”,也可以得到,“四边相等”必然导致“对边相等”,因此,正方形必然是长方形。

那,为什么小学老师会坚持前面答案里面的教法呢?有的人甚至说,在中学阶段,正方形是长方形的特例,但是在小学阶段不是的。怎么会产生这样的答案呢?如果不可能向学生说明白,则万不得已的时候可以说“是特殊情况,但是,你们暂时还听不懂,中学再说”。可是,前面的逻辑完全没有说不明白的地方啊。那,到底怎么回事?为什么会有这么多的人坚持这样教?

我认为,有两个方面的直接因素:教条主义和不做理解型学习和教学,以及一个更加深刻的间接因素:不反思,没有批判性思维,以及一个能力方面的问题:没有整体数学观和科学观,也就是不懂得什么是数学什么是科学。

教条主义就是这个意思:担心一旦学生面对考试,如果出现了教材里面没有直接明明白白白纸黑字写下来的东西,有可能会被判错。因此,本着对学生负责(其实是对学生的考试成绩负责)的态度,上课只能教教材里面明明白白写下来的。而且,很多时候,要细扣到底写下来什么,要尽量发现“愿意”,尽量忠实于这个原意。至于实际上在学科上是什么意思,是不重要的,考试又不是考实际上这个学科上这个问题怎么看,而是,考教科书上怎么说。

教条主义和不做理解型学习,以及不明白这个学科本身是什么,是联系在一起的。只要做一个逻辑关系图,就很容易发现,正方形是长方形的特例。没什么可讨论的。当然,一部分老师我猜也明白,但是架不住“教条”啊,于是就会出现说中学可以是这样,但是,小学不能是这样的说法。

取消教材,变教材为参考书而且要多本一起使用,要教材列出来参考文献,让学科领域专家主持教材编写教学专家辅助,提高中小学老师的水平达到学科专家的层次(仅仅是研究能力上可能差点,对学科的认识要差不多在一个层次),在中小学老师中推广理解型学习和教学,用批判性思维和系联性思考武装中小学老师,这样才能解决问题。按照老师们的讨论,加上一条一般性的解决方案:教学参考书(教师用书)中应该针对这样的问题给出来从学科角度出发的认识和处理的可能的方式和理由,不能回避问题。

收到了一些老师的意见:第一、真的不知道这个包含关系的是少数老师。第二、由于某些原因,例如认为小学三年级不太能够搞清楚逻辑上的包含关系,或者习惯了这样教这样考,或者害怕孩子们考试的时候考虑了包含关系的答案会被判错,就还是坚持这个问题的答案就是这样。

收到了编辑的编写意图:小学三年级没有明确讲包含关系,因此两种答案都可以,但是考虑了包含关系的答案更好。

知道了老师们的意见以及编者的意图以后,我们来思考下面几个问题。第一,怎么办?显然,正确的答案应该是考虑了包含关系的那个,这个看起来差不多是共识。那么,怎么办,这个题怎么回答,老师上课怎么教?处理方法之一,可以避开这个问题,也就是说,请编者取消这个问题。如果要问,不要把三个形状放在一起问,一个一个问。而且,在分开问的问题中,也要注意给出来的形状不要“启发”或者“诱导”学生展开三者关系的思考,也就是说,在问长方形的问题中,不要出现正方形。当然,这不是一个好办法,但是可以接受——要么不讲,要么讲清楚讲对。这个方式就是不讲。处理方法之二,就是讲清楚,而且讲清楚还有助于学生展开理解型学习(系联性思考和批判性思维)。用一位老师的话来说是这样的:

追根溯源,“唯教材”“唯标准答案”还是根源。事实上,只是理解了”上位学习“与”下位学习“这些基本心理学原理,就知道应该循序渐进引导学生进行归纳与提炼。先学正方形,后来学了长方形之后可以归纳进去;再学了平行四边形之后还可以继续归纳。学习菱形之后,就可以对比分析,从异与同的比较中深化理解。
一方面教材编写者在提供给一线教师的指导用书里要针对这些情况做具体的指导与说明,让一线教师理解教材编写者其实是这样思考的,学科中应该如此理解;另一方面就是要通过研训引导教师能够从学科本质出发去从事真的教学,鼓励一线教师敢于表达自己的观点,不要唯“标准答案”。

希望这个解决方案能够解决“正方形是不是长方形”这个具体问题。

解决了怎么办的问题,假设真的能够按照上面的方式来解决来实现的话,我们来追问为什么的问题,为什么会产生这样的习惯?这位老师也提到了“唯教材”、“唯标准答案”。可是,教材上没有规定一定要不考虑包含关系的才是标准答案啊,编者的意图也不是这样(假设我收到的编者意图具有代表性的话)啊。那这个习惯到底来自于哪里?至少现在,我不是很清楚真正的来源。搞清楚这个问题是很有意义的。我们就有希望搞清楚教学中“教条主义”的来源或者说堡垒。是不是有可能是教研员群体,还是某一次高考中考或者什么考试的结果?谢谢老师们的讨论。很有意义。希望老师们继续帮我寻找这个为什么的答案。真心不希望中小学教育的内容是和学科知识学科精神脱离的另一套自成体系的东西。

有这样一群勇于分析自己的老师,我们就还有希望。