我的教学梦

  • 王飞跃 (2014年以后的旧数据)
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作者:王飞跃

近几年没有实实在在的在一线教书,但却时时关注新的教学技术和方法的讨论和发展。并且一直有一个心愿:希望有生之年,能看到信息技术在教育方法中引发一些“革命”性的变革,使学习“日常化”和“娱乐化”,使学习成为人们生活与工作的主要部分,最后使全民终生学习成为网络化知识时代的主要象征。下面就自己在国内有限的教学经历与见闻,谈谈利用e-Science和e-Engineering技术对教学进行改革的一些建议。

III教学方法

目前,研究生院教学工作的相当部分由各所的研究员承担,这些研究人员有丰富的一线科研经验,理论联系实际能力很强,能全面及时的介绍领域前沿知识。但据有些研究生反映,这些研究人员存在教学质量不稳定的问题。我想这个问题的出现有其内在的因素,比如研究人员不是专职专业教师,加之科研任务很繁重,常常不能保证备课时间等。

可利用III教学方法(InstructorIndependent Instruction,利用相对于教师独立的教学方法)解决上述问题。首先,针对课程的基础内容,建立每堂课相对“固定”的PPT,确保相当比例(比如80%)的讲课内容不需要任课老师重新准备,从而实现相对于授课老师独立的教学,进而保证教学内容的相对稳定;在此基础上,实现稳定的高质量教学。

其次,为确保教学创新和及时反映领域前沿知识,并反映授课老师的个人风格和特色知识,仍然留出一定比例的“柔性”空间(比如20%),由老师自我发挥。

当然,对哪些课程适于III方法应进行预先分析,对于实行III教学的课程,也应对固定部分的内容制度化的定期审核,防止内容退化、老化和无用化。

网上实验室

我国古代长期的科举体制,使人们形成了“读书”优于“动手”的潜意识。近代的考试制度,特别是从小学到大学的升级考试,更是从幼年到成年系统性的形成了事实上的“应试”文化和心态。例如,国外中小学中常见的学生自发组织的课外活动,如趣味小组和专题俱乐部,在国内却并不普及,有些地方甚至还落后于文革时期的水平。风行国外大学的学生自主的活动团体,在中国只能说是处在“萌芽”阶段。

造成这种情况的另一个“物质”上的原因就是,过去我们的实验装置数量不足、水平不高,特别是管理和利用的水平不高。无论如何,这种情况造成的后果之一就是有些学生的“眼高手低”、“思远行近”,甚至产生“害怕”动手和“恐惧”实验的心理。个人的海外经历也使我感到,与国外大学生,特别是美欧大学生相比,我们留学生的动手和组织能力相对弱势。当然这里有相当的“人生地不熟”所引发的心理因素。不管怎样,这种状况十分不利于科技创新,特别是产业方面的科技创新。

我们可通过网上实验室解决此类问题。具体可用三句话概之,一是“硬”实验的“软”化,二是“软”实验的“硬”化,三是软硬各类实验的网络化、即时化、个性化。主要是通过计算机通信和人机交互方法,特别是动漫和游戏技术,简化或“软”化一些过程复杂、周期长的自然科学“硬”实验,实化或“硬”化一些描述抽象、范围广的社会科学“软”实验。主要手段就是网络化,即通过网络实现异地、随时、按个别需求进行实验,也就是实验的即时化和个性化。

针对目前许多大学院所的教学实验设施的维护困难,使用率低,多为低水平重复建设等问题,可以集中设立高水平的国家或区域性的网络化教学实验室,向相关大学院所开放,甚至向社会开放共享,即通过减少社会上实验室的数目来提高国家教育实验系统的质量和利用效率,也使建立长期稳定高水平的实验支持人员队伍成为现实。

显然,一些实验的“硬”化、“软”化和网络化的过程可能会使它们失去原来的一些特性甚至“失真”。对此我的看法是应当至少保持80%的“真实性”,满足至少80%的学习者的需求,以便帮助大多数学生克服“害怕”动手和“恐惧”实验的心理,从而低成本高质量地服务大多数学生的素质培养和学习要求。少数立志专门研究的学生,可作专门专业的实验安排。

信息高科技的应用

大学时读化工,上许多课时有一种“五不知”的感觉:一不知过去课程是如何上的,二不知现在又要怎样上,三不知将来此课有何用如何用,四不知课堂外有何材料可用,五不知有什么相关的知识可以利用。往往课程开始时稀里糊涂,学期结束时算是明白了,其实是明白了这原来就是一门该糊涂的课。相信今天的教学质量已今非昔比,但我感觉这“五不知”的问题在不同程度上依然存在,特别是学习时需要答案的那一刻不能立即找到答案,过后可以找到,却可能没了兴趣甚至还忘了为什么要那个答案。相信今天的信息高技术在此可大有作为。

第一个不知,可以通过建立课程的“数据场”及相关的数据挖掘技术来解决,由此形成课程本身的数字化历史。同时开发针对本课程的专用深度和广度的搜索引擎,以方便师生进行各类搜索活动。在此基础上,自然也就解决了第二至第五个不知的问题。更深入地,还可以建立课程自己的知识表示体系,产生自己的“二十四史”,形成自己的“百科全书”。届时,普在或普适通信与计算、网格知识和平台体系,加上博客、掘客、还有现在还不知名的未来“怪”客,都将在此大有用武之地,使学习者能够随事、随时、随地得到随想问题的答案。

我想,通过信息搜索和数据挖掘等知识工程方法,使每门课的教与学演绎成自己的数字化、网络化、开放和活性的“历史”与“社会”平台,不但提高了学习效率,保障了教学质量,也有利于促进“终身学习”风气的形成。

虚拟现实、动漫游戏与趣味学习

学习是一件“苦”差事,从古时“悬梁刺骨”的传说,到今日小学生“披星戴月”、身背“书山”的现实都见证了读书之不易,是件很“苦”的差事。学习还是一件“难”差事,对老师对学生都一样;知识是高尚神圣的,岂能轻而易举就学到手?老师讲得抽象,本来就是这样嘛,有问题也是学生脑袋瓜的问题,不是“那块料”。记得读研究生时有位老师,每次问他问题总是觉得其回答太抽象且不对题,他讲得越多,我也就越来越糊涂,甚至怀疑自己根本就不是读这门课的料;后来自己从事这方面的研究,才开始反过来怀疑是不是老师有问题?学习真应是件既“苦”又“难”的差事吗?如果这样,我就不想进行什么终身学习。学习对我,应不只是工作和谋生,更主要的应是乐趣。

目前正在兴起的动漫游戏和已有的虚拟现实技术给了我很大的启示。我想,能否通过虚拟现实方法和动漫游戏技术,使学习成为“乐”事和“易”事。利用这些技术和方法,我甚至认为将来多数人的工作就是“玩”游戏:通过游戏进行学习、通过游戏进行研究。在写WAVES的立项申请书时,我提出了利用虚拟现实和名人讲课的录像,将学习“剧场”化或“电视剧”化,让上课和看电视剧一样有趣。同时,通过允许学生随时提问,并请网上在线的TA(教学助理)实时解答,既达到师生互动,又降低教学成本。我的一位新加坡学生为此还做了一个原型设计。近来兴起的决策剧场(Decision Theater)虚拟现实技术可以直接用来实现这种想法,形成教学剧场(Teaching Theater)的虚拟现实。如何利用动漫游戏和虚拟现实,使抽象的知识具体化、现实化、互动化,从而提高学习兴趣和效率,是一个十分有意义的研究领域。

人工师生与“虚实”平行教学

如何及时地对一门课程的教学进行监控、评估和管理,是一个现实而又很少系统化研究的问题。对于新教师或新课程,尤其是个严重的问题。目前只能凭老师的责任心和事后学生的评语,即不客观也难公正。而且,即便是客观公正,学生的“损失”亦已造成、无法换回。还有,教学过程中想作一下修改或实验,更只能全凭感觉和经验,无法较为科学地预先作一个评估,然后决策。

近年来,我一直“鼓吹”基于“人工社会、计算实验、平行执行”的ACP方法或Artience方法,主要用于处理复杂系统的决策支持,相信这一方法也可用于教学的评估和管理。其主要思想就是产生人工或虚拟的师生,构造人工的“课堂”、学习“环境”和“过程”,尽可能使人工师生与现实师生背景与能力相近,将同样的教学方法与步骤同时用于人工和真实的师生,对教学效率进行对比评比,以此对教学进行实时的评估、实验和管理。我们不妨将这种方法称为并行教学或人工教育Artication(由Artificial Education两个英文词合并而成)。可能这种想法看来疯狂,但我觉得现有的条件就可以实现初步Artication的简化版,并与现行的评估方法不悖,且使其实施得更加有效。当然,真正的Artication需要大量长期的教学心理学和社会学知识的积累。

LCE教学体系

我们目前的教学方法似乎集中在两个极端,就是大学生以下的教育多是按以教师为中心的教育(Teacher-Centered Education,TCE)进行,而研究生以上多为以学生为中心的教育(Student-Centered Education, SCE),一个是“填鸭式”,一个是“放羊式”,显然各有弊端。学生的能力、老师的能力、学习的环境与条件皆不在教学的考虑之中,指标是“硬”的、内容是“铁”的、结果往往造成“形式化”的教与学,学生毕业之后,却不能按培养的目标服务于社会,这在西方国家也逐渐成为问题。今天,学生要学的课程远比过去多、内容翻新的更快,迫切需要从新的角度审视我们的教育思想和方法体系。但目前最主要的问题,我认为还是教与学之间关系的失衡,太强调教的作用和效果,忽视了学的能力和条件。

TCE和SCE是教学的两个极端,而以学习者为中心的教育(Learner-Centered Education, LCE)介于两者之间。这些方法之间的关系,每每使我想起中国思想史上关于知行之间关系的争论,从先知后行到先行后知、从知行合一到知行相资等观点的形成与研究。什么是LCE?LCE就是通过综合上述的各种新的教与学方法,并进一步扩展,逐步将我们传统上大学生的以教师为中心的教育(TCE)方法,研究生的以学生为中心的教育(SCE)方法,转为考虑师生能力与背景的互动式的、以学习者为中心的教育(LCE)方法。

我想世上并无一个完全不存在争议的完美定义,但大家公认的LCE主要特点包括把师生都作为学习过程中的学习者、考虑师生的个人能力与背景安排教学、根据学生的需要和水平布置内容、目地是将学生培养成独立的学习者、了解自己掌握相应的知识等等。

说LCE新,但却有很久的历史,西方教育家甚至认为春秋的孔子和雅典的苏格拉底是LCE的鼻祖;说LCE老,却又是西方近十年来刚刚兴起的教育思想。对于LCE的作用,我也在认识阶段,但认为应下功夫研究实施。LCE发展的瓶颈一是在哲学认识上,二是在心理知识上。直觉上,LCE应是上述各种教学方法的集成,是终生学习的基石。

(王飞跃,研究员,自动化所副所长)