标签： 理解型学习

学会学习和思考的设计原则

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

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

附件：
2017年秋季《学会学习和思考》开课信息（2017 Fall course format, time, places）
“教的更少，学得更多”课程的设计要求（Structures of a TLLM course design）
《学会学习和思考之理解型学习理念和技能》设计（Course design of LHLT ideas and skills of meaningful learning）
《学会学习和思考之物理学》设计（Course design of LHLT physics module）
《学会学习和思考之教育学》设计（Course design of LHLT education module）
《学会学习和思考之科学和科学教育》设计（Course design of LHLT science and science education research module）
《学会学习和思考之教育和教育研究》设计（Course design of LHLT education and education research module）
《学会学习和思考之地球科学》设计（Course design of LHLT geology module）
《学会学习和思考之环境科学》设计（Course design of LHLT environmental science module）

《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）

退括号的机械式学习和理解型学习提到有一些规则是要依靠做题的熟练和记住的。这是典型的机械式学习。其中，我们也提到，就算是这样的规则的学习，学习的方式也主要就是重复，我们也可以让理解型学习发挥作用：用来明白这些规则为什么是这样的，也就是大概形成对这些规则的一定程度的理解，然后再来通过题海战术达到记住和熟练。

但是，今天，我发现，这个还不够，理解型学习，还可以用在计算的过程中。这样才能真的做到事半功倍，通过做少量的题来达到熟练和记住的目的。怎么发挥作用？在计算的任何一个步骤过程中，思考，这一步是按照什么原理或者规则来做的，也就是追问“每一步算出来的结果是什么”和“为什么能够和需要这样计算”的问题。

例如这样的一道面积计算题：一个大长方形里面挖掉一个小长方形，求剩下的部分的面积。挖掉的长方形长度是56cm，宽未知。大长方形的宽为44cm，长未知。剩下的部分的就是一个L形长条，其长条宽度为13cm。

如果用大长方形减去小长方形（这一步思考我认为是这个问题最关键的，但是…），则
\begin{align}
\left(56+13\right)\times 44 – 56\times\left(44-13\right)
\end{align}
我家心儿是列出来的算式是这样的
\begin{align}
\left(56+13\right)\times 44 \times 56\times\left(44-13\right)
\end{align}
问第一个括号里面是什么，明白是大的长度，最后的那个括号是什么，明白是小的宽度。问，第一个乘积符号是什么意思？算面积？问最后那个乘积符号是什么意思？算面积。问中间那个乘积符号是什么意思？面积乘以面积是什么？不知道，意识到把周长和面积搞混了。还不是简单地搞混，各自是清楚地，不知道为什么放在一起就能搞糊涂。不过这个不是重点，重点是，通过问每一步计算出来的是什么，就可以自己找到问题，并解决。

也可以把剩下的形状拆成两个长方形（或者等价地，这一步思考我认为是这个问题最关键的，但是…），
\begin{align}
13\times\left(56+13\right)+\left(44-13\right)\times 13
\end{align}

接着就可以开始做计算了，计算部分纯粹就是规则的运用，我以为没什么。但是，你看，心儿会这样算（在这个问题中到还真的没有错，算对了。我实际上是把下一个问题中心儿犯的错移到了这里。道理上是一模一样的），
\begin{align}
13\times\left(56+13\right)= 13\times 56 \times 13
\end{align}
或者
\begin{align}
13\times\left(56+13\right)=13\times 56\times 13\times 13
\end{align}
看起来好像就是分配律记错了，改了就完了。实际上，当然也是，但是不仅仅是这样。分配律错了仅仅是表现，根本问题在于没有仔细问每一步为什么这样算。为什么这样说？首先，心儿算过不少尽管也不多分配律的问题，确实都算对了。其次，看得出来，她心里不太愿意算或者什么原因，就想着完成这道题了。我演示了这样的一个计算。
\begin{align}
13\times\left(56+13\right)+\left(44-13\right)\times 13 \\
=13\times 56 + 13\times 13+44\times 13 -13 \times 13 （乘法对加法的分配律） \\
=13\times 56 +44\times 13 + 13\times 13　-13 \times 13 （加法交换律） \\
=\left(13\times 56 +44\times 13\right) + \left(13\times 13　-13 \times 13\right) （加减法结合律） \\
=\left(13\times 56 +44\times 13\right) （算出来最后的减法） \\
=\left(56\times 13 +44\times 13\right) （乘法交换律） \\
=\left(56+44\right)\times 13 （乘法对加法的分配律） \\
=100\times 13 （算出来加法） \\
=1300　（算出来乘法）
\end{align}
也就是在每一步的等式的后面标注等式成立的理由是什么。
然后，问，你的计算的每一步的理由是什么，心儿就能够自己找出来问题在哪里了。

通过这个例子，我想告诉大家，就算在熟练和记住规则这样的几乎完全就是机械式学习的任务上，理解型学习也是可以发挥作用的。其发挥作用的方式就是在计算的每一步问：“算出来的是什么”，“为什么能够和需要这样来计算”。更一般地来说，语文数学英语都一样，其实什么都一样，不过就是多问几个问题，问是什么，问为什么，问WHWM。

当然，我再一次强调，理解型学习的真正威力不在这里，而在于使用概念地图帮助理解型学习的四个层次。

又多了一道题的例子：小林和小文各自有200元钱。小军从每人那里借了25.5元。这时候三个人的钱一样多。问小军原来多少钱？

心儿列出来算式是这样的\(\left(200-25.5\right)-2\times 25.2\)。这个很对。但是，我接着问：\(\left(200-25.5\right)\)是什么？答小林和小文的钱。问他们什么时候的钱？答借走以后剩下的钱。问\(2\times 25.2\)是什么？小军借到的钱。\(\left(200-25.5\right)-2\times 25.2\)合起来是什么？小军原来的钱。为什么？小林和小文的剩下的钱减去小军借到的钱，为什么会是小军原来的钱？不知道。可见，还是没有学会思考“是什么”、“为什么”，至少没有学会主动去问这些问题。中间最关键的一步就是由于“这时候三个人的钱一样多”，因此，从数值上，\(\left(200-25.5\right)\)也是小军最后的总钱数。于是，才有小军的总钱数减去小军借到的钱，等于小军自己原来的钱的数目。

在这里例子里面，每一步计算出来的是什么，分别是“小林和小文的剩下的钱（同时也就是小军最后的总钱数）”、“小军借到的钱”还有“小军原来的钱数”。为什么需要这样算，是因为需要计算的是“小军”的原来的钱，已知的是“小军”借到的钱，因此，前面也必须是“小军”的钱。为什么能够这样算，是因为“这时候三个人的钱一样多”，数量上小林和小文的剩下的钱等于小军最后的钱。希望通过这个例子能够更好地学会问是什么为什么，更好地做严密的思考，每一步都有理由的思考，于是达到事半功倍。

顺便，心儿，错了不要紧，关键是要从错的地方学到东西，而且有的时候要追问更深层次的原因在哪里，而不满足于算错了，看错了，也不满足于改过来了。例如，在这里，学会了问“算出来的是什么”，“为什么能够和需要这样来计算”之后，就能够自己发现错误，自己改正，自己提高了。这样做提道题的效果就相当于不思考是什么和为什么的时候的算100道题的效果。

阅读理解题：这个帖子主要说了什么信息（What），用什么例子采用什么逻辑怎么来（How）说明的这个信息，为什么（Why）作者要说这个以及用这样的例子和逻辑来说，你读了以后有什么感想和思考对你意味着（Meaningful）什么。