创新教育模式 激发学术志趣 提高培养质量:清华大学第24次教育工作讨论会文集(txt+pdf+epub+mobi电子书下载)


发布时间:2020-06-23 22:00:06

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作者:袁驷,郑力

出版社:清华大学出版社

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创新教育模式  激发学术志趣  提高培养质量:清华大学第24次教育工作讨论会文集

创新教育模式 激发学术志趣 提高培养质量:清华大学第24次教育工作讨论会文集试读:

前言

第24次教育工作讨论会是清华大学新百年召开的首次教育工作讨论会,会议围绕人才培养的主题,以提高人才培养质量为目标,发动全校师生展开多层次、多角度、大范围的研讨,同时把新的认识与思考融入切实的行动中去,使本次会议体现出注重思想解放、锐意改革创新的鲜明特色。在研讨与行动中所收获的理念、积累的经验以及取得的成效,为学校未来一段时期的人才培养工作指明了方向。

2013年启动这次讨论会时,学校在广泛调研的基础上,确定了“创新教育模式,激发学术志趣,提高培养质量”的主题,希望进一步强调人才培养的中心地位,对“培养什么人、怎样培养人”的根本性问题进行思考和研讨。在本次会议开幕之际,陈吉宁校长曾在致全校师生和校友的公开信中提到,要激发学生探求知识、探索真理的内在动力,使学生不仅在知识、能力的层面,而且在精神、思想的层面有所追求、有所提高,努力实现价值塑造、能力培养和知识传授的“三位一体”。这一理念得到了全校师生、广大校友乃至社会各界的热情响应,为本次会议的深入研讨和行动落实奠定了很好的基础。

党的十八届三中全会对深化教育领域综合改革提出了更加明确而坚定的要求。第24次教育工作讨论会召开的一年多来,学校全面贯彻党的教育方针,完成了《清华大学章程》的建设发布和学校综合改革方案的研究制定工作。同时,针对学校发展和人才培养的多项重大问题凝聚了共识,继续以培养高素质、高层次、多样化、创造性人才为目标,充分履行好育人的使命和职责。我们要始终坚持以人才培养为根本任务,把多种办学优势积极、主动、优先地转化为人才培养的优势,大力开拓三位一体、以学为主、通专融合、多样成长的人才培养举措,促进学生全面发展和个性发展相结合,培养学生成为具备健全人格、宽厚基础、创新思维、全球视野和社会责任感的拔尖人才,继续创造清华教育的新辉煌。

本次讨论会共组织校级层面的专题报告和研讨35次,参加者逾2500人次,还收到了全校师生们踊跃投稿的征文。在此基础上,学校经过多次研究讨论,制定了《关于全面深化教育教学改革的若干意见》,成为讨论会的一项重要成果。本文集收录了各次研讨会的主题发言和114篇征文,其中不乏独特而创新的理论探索,又有扎实而科学的实践经验,相信能够汇集本次会议的大部分思想成果,对于我们今后的人才培养工作具有重要的指导意义。希望全校师生和广大校友继续为清华大学的教育教学改革提出意见和建议,促进和帮助清华在新百年实现新的跨越式发展,培养出一批又一批报效国家、服务社会、造福人类的拔尖人才!清华大学党委书记 陈旭

致清华全体师生和校友的一封信

亲爱的老师们、同学们、校友们:

人才培养是学校的根本任务,定期召开全校教育工作讨论会是清华大学的优良传统。从1953年首次召开教学研究会,至今已整整60年。历次讨论会对于我校乃至中国高等教育更新教育观念、推动教育教学改革、提高人才培养质量,发挥了有力的推动作用。作为清华新百年的第一次教育工作讨论会,即将举行的第24次教育工作讨论会具有十分重要的意义。

进入新世纪以来,全球化深入发展,科技进步日新月异,各种思想文化相互激荡,高等教育面临着新的挑战。世界著名高校都在对人才培养模式进行深刻反思,着重通过改革课程体系,帮助学生扩展全球视野,提升伦理道德素质,增强探究与理解、分析与推理、创造与表达等方面的能力。我国内地和港台的知名大学也纷纷修订培养标准,不断探究新的教育模式,包括学院制改革、小班教学、教学讨论课等。在清华,教育教学改革的步伐从未停歇。近年来,学校实施了优势转化战略,努力把各方面办学优势转化为人才培养的新优势,推出了一系列改革项目和举措,启动了大规模在线教育,广大师生积极探索新形势下的教育教学模式和人才成长路径。

然而,我校人才培养工作依然存在一系列深层次问题,面临社会转型带来的巨大挑战。比如,我们的培养目标面临功利化的侵蚀,学生在理想追求、价值观念、胸怀视野等方面有待进一步提升;在教育与经济社会的联系中,我们的培养模式过于单一,对学生多样化、个性化需求的宽容不足,学生自由发展、个性成长的空间不够,创新创业能力有待进一步增强;我们的课程深度、学业挑战度有待提高,学科交叉融合有待深入,复合型人才的培养体系需要进一步完善。因此,我们需要在更深的层次,用更宽的视野,对教育教学改革进行深入讨论。

为了筹备本次教育工作讨论会,学校自上学期以来先后组织了12次面向广大学生和一线教师的调研活动。经过广泛征求意见,初步确定以“创新教育模式,激发学术志趣,提高培养质量”为主题,特别是把激发学生的学术志趣作为改革的着眼点和切入点。希望以此为导向,引发一系列教育教学改革,激发学生探索未知、追求真理的内在动力,增强学生的独立性和批判精神,使学生不仅在知识、能力层面不断提高,更要在思想、精神、素质层面得到提升,并以此探索以知识传授、能力培养和价值塑造“三位一体”的大学学习模式。

这次讨论会涉及学校人才培养的核心问题,关系清华新百年的战略发展,需要凝聚所有清华人的智慧和心力,需要国内外各界朋友的关心和支持。在今后一年中,学校将举行大规模的毕业生情况调查,开展一系列专题研讨、座谈、访谈,开设网络论坛和媒体专栏,广泛征集意见和建议,充分吸收各方的真知灼见,深刻反思当前教育教学工作中的突出问题,深入认识我们面临的重大挑战,以进一步明确培养什么人、怎样培养人等根本性问题,为国家为社会更好地培养优秀人才。

教育是民族振兴和社会进步的基石。在实现国家现代化和中华民族伟大复兴的进程中,清华大学担负着特殊的重要使命。清华的今天凝结了我们所有人的心血和汗水,清华的未来需要我们更多的智慧和力量。热切期待每一位教职工、每一位同学、每一位校友,积极投身这次教育工作讨论会,集思广益,群策群力,共同推动人才培养改革和学校事业发展,为加快建设世界一流大学作出自己的贡献!清华大学校长 陈吉宁2013年9月26日

创新教育模式,激发学术志趣,提高培养质量——在第24次教育工作讨论会开幕式上的工作报告

2013年9月26日副校长兼教务长 袁 驷老师们、同学们:

今天,第24次教育工作讨论会正式开幕了,这是清华大学进入新百年之后的首次教育工作讨论会。刚才,克里斯蒂娜·马斯拉齐教授应邀以“通往卓越的道路”为题,作了精彩的报告,介绍了加州伯克利大学的创新型教育模式,给了我们很好的借鉴。一会儿,陈吉宁校长还将作重要讲话。下面,我想就本次会议的背景、安排和要求等,谈几点意见。一、本次教育工作讨论会的背景与主题

清华有着重视教育教学的优良传统。第一次教育工作讨论会召开于1953年,当时叫教学研究会,后来更名为教学讨论会,从第22次开始叫作教育工作讨论会。60年来,讨论会每隔几年举办一次,每次都围绕当时教育教学工作中的重要问题展开研讨,对不断改进教育教学工作、提高人才培养的质量和水平,起到了积极的促进和推动作用。

进入新百年之前,校友总会对我校1977级之后的校友进行了系列的问卷调查和访谈,结果显示人才培养总体质量是好的,但相对于国家的要求、人民的期待以及一流大学的育人目标,还是有两个“不明显”:一是多方面的办学优势得以形成和发展,但人才培养的优势不明显;二是改革开放30年来多样化的教育教学改革不断线,但人才培养的成效不明显。由此,我们反思出两条经验:一是就教学抓教学不行,二是只抓“教”不抓“学”不行。

随后,从2009年7月至2010年7月,我们以“清华新百年人才培养的使命与战略”为主题,召开了第23次教育工作讨论会,作为讨论会的两项成果:一是进一步明确和强化了“人才培养是学校根本任务”的基本理念,二是首次正式提出了人才培养的“优势转化战略”。

人才培养是清华大学始终坚持、毫不动摇的根本任务。尽管随着社会的不断发展,大学的职能逐步拓展,但以人才培养为根本任务始终没有改变。回顾百余年来清华人才培养的进程,从“厚基础”,到“重实践”,再到“求创新”,在不同的发展阶段,都展现出符合时代需求的鲜明特色。

坚持以人才培养为学校的根本任务,不是说只注重人才培养、不重视学校的其他工作,而是要努力保持和发展清华大学的综合性学科建设、高素质师资队伍、高水平科学研究、高层次国际交流、高质量后勤保障等多种办学优势,并积极、主动、优先地把这些优势汇聚到人才培养这一根本任务上来,转化为提高人才培养质量的新优势。人才质量是教育教学质量的试金石和标尺,我们必须树立全周期的人才质量观,包括招生上的生源质量、在学期间的培养质量、就业后的发展质量,使清华学生“Made in China,Made by Tsinghua,Made for the whole world”。

2011年3月,学校颁布实施了《关于进一步加强优势转化、提高人才培养质量的意见》,几年来取得了可喜成效。比如,在本科招生上,我校多年来保持了最优秀的生源,今年我校在24个省份的理科录取分数线、27个省份的文科录取分数线,排名各高校第一;全国中学生奥林匹克竞赛金牌获得者中,一半以上进入了清华学习。我们创设的“新百年计划”,包括“领军计划”“拔尖计划”“自强计划”等,吸引和激励了一大批有远大志向、钻研精神和学术追求的优秀学子进入清华学习。在拔尖人才培养上,我们特别注重以激发学术志趣为导向,先后启动了“清华学堂人才培养计划”和“卓越工程教育改革计划”,实现了40%的本科生在学期间有出国研习交流的经历,改进重启了英语文化月,实施了经管学院、理学院等院系教育改革的试点。在各类学生的科技活动和学科竞赛中,特别注重激发学生的学术志趣、激励学术自信,效果明显,捷报频传;2009年在全国大学生课外学术科技成果大赛中捧回了阔别多年的“挑战杯”,2011年又捧得了“优胜杯”,与此同时带动了校内的课余科技活动。由姚期智教授领衔的“清华计算机科学实验班:创新型学术人才培养之改革与实践”,荣获北京市教学成果特等奖,在第一轮投票中就获得满票。学堂计划各班首届毕业的学生,绝大多数都继续在本学科领域深造,如学堂数学班的首届20名毕业学生,14人获全额奖学金赴世界名校攻读博士学位,学堂班外的数学系学生也有15人被世界名校录取,“领跑者”的效应初步显现。学堂数学班的朱艺航同学到哈佛大学数学系读博,到哈佛大学一周内就通过了所有数学科目的博士生资格考试,令哈佛教授们惊讶,丘成桐先生对此也很欣喜。我校持续多年的优秀新生海外研修计划也得到国外一流大学的重视和赞赏,牛津大学校长安德鲁·汉密尔顿多次亲自与我校学生座谈,对清华学生提出的希望是“Be bold,Be original,Be challenging”(胆识、创新、挑战),这也是在激发清华学生们的学术志趣。

在看到成绩和进展的同时,我们也清醒地看到仍然存在的深层次问题。教育研究院自2009年起开展“中国大学生学习性投入”调查,分析研究了清华本科生在五大学习性投入指标上的表现。结果发现,在“生师互动”和“学业挑战度”两项指标上,清华学生得分明显低于美国顶尖研究型大学的学生。以我校与马斯拉齐教授所在的加州伯克利大学进行对比,两所学校具备相似的学生和教师规模,清华甚至拥有更少的本科生和更多的教师,但在课程设置方面,伯克利小于30人的课堂占总数的77%,清华仅有30%的课堂容量小于30人,而有效的生师互动和启发思维往往产生于小课堂中。哈佛大学前校长博克曾说过:“真正影响教育品质的事情发生在大学课堂,在师生互动的教学情景中。”绝非巧合的是,我曾经问过丘成桐先生:对清华学生培养有何建议?丘先生明确回答:缺乏互动;要加强互动和辩论,一辩论就紧张,一紧张就刺激思维,就会激发智慧。近些年的教育改革和实践反复证明,激发学生的学术志趣很根本、很关键;激发了就优秀,就卓越!

近一个时期以来,我们先后组织了12次面向广大学生和一线教师的座谈调研。大家提出,要实现教育模式“从强调知识到强调素质、能力”的转型,提升学生的学习质量、成才质量和发展质量,必须首先大力激发学生的学术志趣,进而提升学术能力、增强学术自信、激励学术挑战、促进学术创新。在这一基础上,学校经多次认真讨论后,确定了第24次教育工作讨论会的主题——“创新教育模式,激发学术志趣,提高培养质量”。“学术”(Academy)这个词源自古希腊语,到17世纪英国和法国学者用“Academia”来描述各种类型的高等院校,因此学术实际上可泛指学习、学问、学业,即“学习和探讨之术”。“志趣”意为“兴趣、志向,意志的趋向”,一个人对一件事通常从“兴趣”开始,然后变成“乐趣”,进而成为“志趣”。“激发学术志趣”,就是要激发学生探求知识、探索真理的内在动力,使学生不仅在知识和能力的层面,而且在精神和素质的层面,有自觉、自发、自主、自为的追求,实现知识传授、能力培养和价值塑造的“三位一体”。

我们要紧密围绕这一主题,结合国家社会对人才的需求和国际高等教育的发展趋势,按照我校建设世界一流大学的目标,研讨提出深化教育教学改革的新措施,全面提高人才培养的质量和水平。二、本次教育工作讨论会的内容与形式

第24次教育工作讨论会从今天开幕,预计进行到明年6月底结束,持续将近一年的时间。我们将围绕所确定的主题,汇集师生智慧,从三个方面开展研讨:一是人才培养目标与教学体系设计与优化:改善学生的学习状态与学术志趣;二是激发学生学术志趣的教育模式与方法;三是相关的政策、制度和机制保障。

根据研讨的主要内容,进一步划分为四个专题,并成立四个专题工作组,推进研讨的深入开展和改革措施的酝酿制定:

第一个专题为教学评价与质量保障。要以激发学术志趣为导向,研究和调整学生评价体系,除考查学生对知识的掌握程度外,增加对于能力、素养的培养和评价。同时,改进学生评教的方式方法,鼓励学生客观、公正和积极地评价教师教学,激励教师的教学水平提升。要建立科学规范的教学评价和质量管理体系,通过对评价体系的改进,从教与学两方面促进对学术志趣的激发,改善学生学习状态,保障人才培养质量的可持续提高。

第二个专题为课堂教学转型。课堂教学是人才培养的基础性环节。要大力推进课堂教学转型,通过创新教学模式、加强师生互动、提高课程挑战度等一系列措施,提升课程质量。切实推进大规模在线教育、小班授课、做中学等,提高学生学习质量和效率。要研讨新教学模式的标准化和认证方法,建设试点课程,带动课堂教学质量的整体提升。

第三个专题为培养方案优化与国际认证。在本科培养方案2011年修订版的基础上,认真研究进一步优化培养方案的原则,加强柔性课程和跨学科学习,推进学堂班人才培养的引领作用,启动工程教育国际认证,深化卓越工程教育改革,适度放宽转系比例,开拓通识课程资源,开展“创意、创新、创业”项目等,拓展学生的学术志趣空间,支撑学生志趣发展。此外,研究生培养方案也要研究改进和调整。通过多措并举,促进学生成长的个性化和多样化,实现“给通才拓宽通道、为天才开辟空间”。

第四个专题为人事制度改革与强化教育责任。机制和体制问题是保障教师重视教育教学、投入人才培养的关键。要结合建立和完善“教师分系列管理制度”和“准聘长聘制度”等人事制度改革措施,认真研究改进教师激励和评价的机制,开展教师教学发展调查研究,建立教师职业发展中心,加强培训与规划,完善教师职业发展体系,鼓励和保障教师的育人投入。

按照讨论会的工作方案,本次讨论会的组织形式多样化,包括工作会议、调研考查、学术演讲、专题研讨和教学法讲座等。方案已经下发,这里就不展开讲了,希望大家按照方案的部署,扎扎实实把讨论会开好。三、本次教育工作讨论会的组织与要求

为开好第24次教育工作讨论会,学校专门成立了领导小组和工作小组。领导小组由陈吉宁校长亲自担任组长,工作小组由我来具体负责,相关部门负责人参加,统一安排、组织、协调、落实讨论会的各项活动。

各院系也要建立由院系领导、学术委员会成员等组成的领导小组和工作小组,按照学校的总体安排,针对本院系的实际情况,制订讨论会的具体方案,确定考查调研的内容、方式、方法,组织召开院系研讨会,总结经验,发现问题,寻找规律,制订方案。各院系要认真比较研究国内外一流大学本学科、本专业的课堂教学、培养计划、国际教育认证等情况,调研本院系学生的学习状态和学术志趣,分析提出改进的途径和方法,完成包含培养目标、实现手段和评估方法等在内的培养方案报告,并对所推进的重点改革项目的初步效果给出评估报告。

本次讨论会要做到组织落实、工作落实、措施落实,真正开成一次“群策群力会”和“行动务实会”。

——“群策群力会”就是要广泛参与,集思广益。本次教育工作讨论会,不仅要全校教师的广泛投入,更希望广大学生积极参与,还欢迎国内外校友为学校发展建言献策,贡献真知灼见。陈吉宁校长将发出《致全校老师、同学和校友的一封信》,阐述了本次讨论会的意义和要求,期待和呼吁师生、校友等各方面的热情参与。

——“行动务实会”就是要边讨论,边行动。一方面要开动脑筋,研讨透彻;另一方面要提出措施,切实改进。对讨论过程中逐步明晰了的问题,边讨论,边制订方案,尽快落实到行动。从具体举措和具体工作着手,一点一滴地汇聚全校的力量,积小改为大改,积小胜为大胜,积局部为全局,积当下为未来,力求使本次讨论会开得有成果、有实效。

最后,预祝第24次教育工作讨论会圆满成功!

谢谢大家!

卓越与公平:创新本科教育的伯克利模式

伯克利加州大学学术委员会主席克里斯蒂娜·马斯拉奇(Christina Maslach)在学校第24次教育工作讨论会开幕式上,伯克利加州大学学术委员会主席克里斯蒂娜·马斯拉奇作为首位应邀作特邀报告的国外教育专家,从本科生课程设置、教学体系、课程和教学评议、教学的激励与辅助、国际合作、学生资助等方面分享了伯克利加州大学在教育改革中的一些做法和经验。《新清华》编辑整理了马斯拉奇的报告内容,在“高教视点”栏目刊发,以飨读者。——编者

非常感谢清华的邀请,能到清华大学来作演讲对我来说是一次非常难得的机会。我想讨论一些我们在教育方面共同面临的问题,同时也与大家分享我们在伯克利的一些做法。希望我的发言能对清华大学正在召开的第24次教育工作讨论会有所启发。

我的发言主要包含三个主题:

第一,追求卓越——如何发展卓有成效的、优异的本科教育,尤其是如何基于我们在研究方面的专长,为学生开发一些有益的课程。

第二,如何实现这种卓越——如何让更多的学生甚至所有学生取得成就。提供卓越的教育本身,并不等同于能让所有人收获卓越。在追求卓越的过程中,伯克利也很注重促进公平。相较于小型文理学院,我们有更多来自不同地方的学生,因此我们有不一样的培养模式。我们花了很长时间试验不同的教学方式,力图使规模较大的课堂也能取得一流的教学效果,产生卓越的创新。我们真诚希望,所有的学生不管来自哪里,都能收获对他们一生有益的大学经历,而不仅仅是把伯克利的文凭当成一件纪念品。所以,我们对卓越的追求与在促进公平上的努力是联系在一起的。稍后我会介绍我们为此实施的一些项目,它们使我们能更准确地发现学生的优秀之处。我们希望来自加州、美国其他地方以及全世界的学生都可以在伯克利得到发展,实现卓越。

第三,我们如何在努力争取私人支持的同时坚守伯克利投身公共事务的理念。伯克利不会成为只服务于少数的那种私立机构。特权不等同于卓越。我们希望确保知识是公共的财产,并为公共服务。这是我们坚持的一个核心理念。很多年来,我们都从加州政府获得资金支持,同时仍保有宪法保障的自主决定教学内容与方式的权利。但来自州政府的资金支持正在急剧下降,于是我们不得不找寻其他私人的资金来源。我们必须保证来自富有个人或公司的资金支持不会对我们的教学带来任何负面影响。即使在获得私人支持的情况下,我们也不能放弃加州大学系统的社会契约,即服务于加州人民。这对我们来说是至关重要的。坚持公立与卓越

我想先简要介绍一下伯克利的位置。它在美国的西海岸,从校园可以看到旧金山市和金门大桥。我们面朝西方,正对着太平洋以及太平洋这头的亚洲。所以,我总觉得伯克利和亚洲有着某种微妙的联系。我们与亚洲的大学也有着很多合作。在上海交通大学最近发布的世界大学学术排名中,伯克利位列第三。我们觉得有趣的是,其他列在上面的顶尖学校——我们的合作者和竞争者都是私立的大学,通常也是小型的大学,而我们很特别的是公立学校。公立是指我们有为公共利益服务的宗旨,以及我们接受公共的支持。多年以来,我们一直在探索如何才能既坚持我们公立的特征和本质,又继续保持世界领先的办学质量。我们的本科教学力争在课程、研究、艺术与文化熏陶等各方面为学生创造更多的机会,促使我们的学生充分发挥聪明才智,激励他们在学习过程中与毕业后都能锻炼自己的领导才能,提高他们在专业领域的学术水平,推动他们在人类各项事业中取得优秀的成绩。因此,我们所追求的教育上的卓越并不仅限于学生在校期间的优秀表现,也包括他们离校后在一个日益多样化的社会中担任的领导角色或所作出的贡献。我们的本科生是谁?

接下来我想简单介绍一下我们的本科生群体,以便你们更好地理解伯克利是一个怎样的大学。美国没有国立的大学,只有州立的。成立于1868年的伯克利是加州第一所州立大学,并在很长一段时间内都是唯一的一所。后来,加州大学的其他9个分校才逐渐成立,洛杉矶分校是第二所。它们都在加州,且接受加州政府的资助。所以,我们大多数的大一新生(79%)都来自于加州,当然也有来自于其他州或其他国家的学生。本科新生通常都在伯克利学习4年。

我们的本科生还有40%是转学过来的。他们最初在其他地方接受大学教育,通常是加州各地的社区学院,但也可能来自其他教育机构。我们出去寻找这些学业上表现很好的学生。我们认为虽然他们一开始没能得到接受良好高等教育的机会,但来伯克利后能发展得很好。他们的到来也使我们学生的构成更加多元化。去年的学生调研中有一些有趣的数字:45%新转来的学生家长和20%的新生家长没有受过四年本科教育。也就是说,伯克利现在招收到的许多本科生来自不享有优质教育资源的家庭。他们是家庭中第一代能够有机会在名校上学的学生。这就与我所说的公平这个主题有关。

我们2/3的本科生都享有经济资助。“公平”的一层意思就是,不让经济上的困难成为学生接受良好教育的障碍。我们要提供高质量的教育,我们也要争取足够的资金支持我们的学生。

伯克利有五所学院,文理学院是最大的一所学院,大部分的本科生都在此学习。其他的学生则分布于工程学院、化学学院、自然资源学院以及环境设计与建筑学院。伯克利还有四个专业学院:商学院、法学院、公共卫生学院和社会福利学院。它们也有本科生项目。

全校共有26000名本科生。无论是四年制还是两年制的学生,我们都希望在他们中间构建一种尊重、热爱探索本学科内外领域的学术文化。我们希望确保所有的本科生和研究生都充分浸入一个学者群体中。所以,探索发现是关键的。学生需要在他们感兴趣的领域探索新的观点,找寻新的方向。本科生教育经历的核心一方面是通过专业项目使学生在某些领域收获深度和专业素养,另一方面是使他们在宽泛的通识课程中得到丰富积淀,培养他们立足广阔视野思考问题的能力。我们的许多本科生,尤其是大一新生,都对非常广泛的领域有所涉猎,在此基础上再决定他们自己的专业并在该领域深入学习。“美国文化”系列课程

我想和大家分享的伯克利本科生教育特殊的一点,是我们称之为“美国文化”(American Cultures)的系列课程。它是所有伯克利学生唯一的共同必修环节,每个学生都必须至少修习其中的一门课程。这一系列课程有很多很多,学生可以自主选择。我们——我指的是伯克利的所有教师——在20世纪80年代的时候逐渐深刻意识到,在美国、在加州、在我们自己的学生和教师群体中,正越来越明显地呈现出多元化的特征。因此,我们认为我们的教育也必须回应这样的多元文化,带领所有人更多更深入地思考所有移民而来的文化对美国、对加州作出的贡献。“美国文化”包含了各院系的课程。我们用两年时间为教师们提供资源,帮助他们开发出这些课程。我们要求其中的每一门课程,无论其主题为何——音乐、文学、政治科学、工程或者我所从事的心理学,在其内容中都必须包含对至少三种美国主要文化的对比研究,并且对三种文化的教学需要达到某种平衡(不可偏废),贯穿课程始终。我们通过更多更深入的分析,让学生了解这些文化如何渗透到美国社会中,不同文化如何影响我们的生活,各种文化如何创造、塑造或影响了我们的国家,以及这些影响对未来的意义。这种对文化的对比分析,这种对文化的重视,催生了伯克利最优秀的一批课程。最初参与这个项目的许多同事都认为,开发这一系列课程是他们所有智力工作中最有趣、最有意义的一项。随着新教师的到来,课程不断得到优化,也不断有新的课程推出。这是伯克利非常引以为豪的一点。我们自豪不仅因为课程本身的创新性,更因为它们对学生造成的影响。我们希望在毕业生身上看到什么?

另一个我们经常讨论的问题是:当我们的学生毕业离开伯克利的时候,我们希望在他们身上看到什么?我们希望我们提供的教育经历达到什么样的效果?明确了这些目标,我们就能重新思考我们的教学和其他教育经历能否带给学生我们希望他们得到的东西。我们经常讨论的有:第一,探索新知识、发展新技能的自信——就是希望伯克利给予学生无论何时何地都需要的独立、自信的品格;第二,具备想象力以及完成大型复杂项目或其他任何事所需要的自律;第三,应对挑战和解决问题的能力——虽然学生可能不知道将遇到什么困难以及如何解决,但他们应具备相应的自信和能力;第四,是在日后生活中妥善处理模糊状态、灵活思考、实现智力成长的能力。确定这些培养目标后,我们再回头重新分析课程和我们提供的各式各样的教育经历,重新思考如何才能培养出我们希望看到的那类学生。管理组织上的安排

在给大家举一些具体的例子之前,我想稍微提一下伯克利为达成这些培养目标而在管理组织上形成的安排。“教学中心”是副教务长办公室(负责教学、学术规划及设施供应等工作)的下设机构,是为教师提供支持的主要来源,在提高教学质量、改进课程设计、探索新鲜想法、资助新课程、将不同技术融入教学等教师有需求的任何教学相关领域提供服务。我们也开发了一个全新的教育技术部门,不仅提供各种教育技术服务,而且帮助教师创造性地运用它们。

另一个重要部门是“学生学习中心”。它在40多年前成立,负责为学生提供个性化的学习辅导,同时为来到伯克利的各类学生提供他们各自所需的学习服务。“美国文化”项目主任确保该系列课程的开发、完善和良好教授。我们也为学生运动员提供专门的服务,帮助他们在学业上取得同样优异的成绩。在副教务长办公室下面,我们还设置了负责暑期、海外学习和终身学习的部门。我们的许多教学管理机构不仅为本科生服务,也为其他所有学生工作。

我们还有一个特别的办公室负责监督学术评估过程。稍后我想简要地介绍一下。

设备科负责所有校园建筑的维护,着重关注教室与其他教学空间,同时思考我们如何用新的方式做这些工作。伯克利不再建造常规的讲堂、研讨室,而是按照教师为实现创新性教学提出的具体需求提供相应资源。学术计划评估

我们的学术计划评估是为实现伯克利的教育目标而设计的。简单说,我们对每个系都进行定期的评估工作,大致频率是八九年一次,每年大概有九到十个系接受评估,每次评估过程差不多延续18个月(一年半)。学术评估由很多部分组成。其中,我们有一个专门的办公室收集各系在学生、课程、学位、教师等方面的统计数据。各系需要进行自我评估,总结过去几年所做的事,但主要还是以未来为导向的,主要涉及的问题包括:他们面临的挑战有哪些?他们想获得怎样的发展?他们会做什么样的决策?什么是奏效的?什么不奏效?我们有内部评估,同时也会开展外部评估,都有专门的委员会负责。由其他教师进行的同行评议是整个审查过程的核心。外部审查委员会通常包括该领域非常著名的学者,他们来访问某个院系并反馈他们的意见。此外,由伯克利教师组成的学术评议会参与学校管理,是伯克利创立时就规定的分权管理的一部分,学术评议会在招生、课程、学位等方面拥有控制权。学术评议会相关委员会分别负责审查各系的本科生项目、研究生项目、教师队伍、新研究方向等各方面情况。所以,最后我们会得到来自各个内部及外部委员会作出的有关被评估系的报告,得出对该系今后几年发展的一些建议。这个“同行评议”的过程一直是我们工作的一个重点。创新教学的努力

现在,让我们回到之前有关学生培养目标以及如何实现它们的话题。我们确实在如何改进教学以使学生达到培养目标方面作了很多努力。我们所提供的课程具有基于探索、主动性强、跨学科等特征。也就是说,与“填鸭式”提供信息的教学方式不同,我们为学生提供更多“走出去”的机会,鼓励他们进行探索、研究、分析和汇报。他们必须非常主动,并进行学科交叉。

我们对教室作了相关调整,使它们变得更为灵活。教室不再有固定的座位,师生可以根据具体需求灵活布置教室,使其符合合作化教学所需的条件。学生能够在小组中合作学习,成为某些小组的领导者。根据我们从一些机构、公司得到的对伯克利毕业生的反馈来看,这些技能正是他们最看重的。因此,我们必须确保学生在学校得到相应的培养。

我们鼓励教师不断完善教学。在伯克利,对教师在评职称、加薪等环节进行的同行评议包含三个方面:教学、研究和服务。所以,每位教师必须确保自己在三个方面都表现出色。只要有其中一个方面做得不够好,教师就得不到自己渴望的回报。如果你教学不够好的话,我们有“教学中心”来帮助提升自己的教学水平,提供咨询意见,协助你调整课程以达到更好的教学效果。我们为新的教学方式提供很多实验机会,帮助教师找到最有效的方式。教师必须始终意识到教学的重要性。虽然伯克利是一所研究型大学,但教学和服务也同样重要。我们还为教师提供“学术伙伴”(academic partners)以帮助提升教学质量。例如,我们聘请更多在图书馆工作的人员,帮助教师利用图书馆资源设计新的教学内容和作业。通过图书馆和教师的合作,学生可能拿到旧金山的中文报纸,作为一手资料开展他们的研究或课程项目。我们也有专长于教学技术的工作人员,为教师提供技术支持。目前我们可以为教师提供丰富的资源。

最后,各系要对他们下设各专业学生的学习效果负责。我已经说过了在整个学校层面我们想培养怎样的人才,各个系也应该对他们各自的学生在毕业时应具备哪些素质有明确的认识。我想各系共同的目标之一就是毕业生必须是优秀的研究者,能够阅读、分析、批判已有研究并利用不同研究方法做自己的研究。我们需要思考的是:我们提供的课程中是否包含了使学生获得这些能力的机会?我们是否需要改变教学方法?我们是否应该采用不一样的作业、考试形式或课程项目?本科生参与研究

伯克利教学的一大特点是我们确实很注重研究。我们的研究所和研究人员、我们所有的教师都在从事各自领域最前沿的研究,并面向各类学生教授各种课程。所以,教师们会把所在学科的研究方法和研究中得到的灵感传递给学生,并使学生也参与到一些形式的实际研究中。这是我们本科教育的支柱。

接下来我想给大家举些相关的例子。伯克利有一位生物学教授研究动物特别是昆虫的运动形式,并试图将研究所得应用到人类身上,帮助人类完成原本不可能的动作。这是一个跨学科的尝试。有很多本科生在他的实验室工作。据他反映,他最好的研究助理并不是来自生物学专业的学生,而更多的是来自人文科学、社会科学等领域的学生,因为他们不被专业所束缚,能带来全新而丰富的研究视角。伯克利有很多教师和学生都在进行类似的尝试。

另外一个例子是,我们开设了一个名为“全球贫困与实践”的辅修项目。贫困是伯克利长期关注的社会问题之一。这个项目在学校非常受欢迎,与其相关的课程通常每学期有七八百人注册。该项目训练学生思考和研究与不平等、贫困等有关的社会问题,并要求学生必须在美国或其他国家完成有关贫困主题的田野工作,例如构建廉价饮用水系统等,作为他们大四毕业项目的一部分。

我们在伯克利提供的另一个项目叫作“伯克利大创意”(Big Ideas Berkely),这是一个年度创新竞赛,支持跨学科学生队伍(其中至少有一人是伯克利学生,但他们也可以招募来自其他学校的同学)共同就世界上的诸多实际问题提供创意。我们对创意进行审查,然后为好的创意提供资助,帮助他们启动项目。这也相当于一种新形式的创业。学生的许多创意都力图解答社会现实问题,例如我们刚刚提到的贫困问题。

根据我们的年度学生调研数据,目前伯克利有84%的学术机构为学生提供了研究训练的机会,我们正努力将比例提高到100%。79%的学生参与了研究项目、创新活动或原创课程论文的撰写。37%的学生选修了至少一门研究课程。三分之二的伯克利大四学生协助教师进行研究或创新项目。所以,我们的本科生基本上都参与到研究活动中,而这正是我们本科教育的基础之一。

我们还有一个“本科生研究办公室”,每年提供50多个本科生研究项目。学生可以去华盛顿特区的政府部门工作,也可以参与到一些工程包括生物工程的项目中。我也想再提一下,20世纪90年代初期,我们开始利用新生研讨课为新生提供研究型教育,确保每位新生都拥有在小型研讨课中与教师就某个话题进行深入探讨的机会。伯克利可能是最先开设新生研讨课的高校,而且非常成功。多样化的学生群体

接下来,我将从“卓越”的主题转向“公平”和“入学机会”(accessibility)的问题。我们对卓越的追求不仅体现在优秀的课程中,也体现在极具竞争性的招生过程中。我们对伯克利的“全面入学审查”(holistic admission review)制度感到骄傲。它对学生的认定超越了成绩与考试分数,而是聚焦于能帮助申请者在伯克利获得成功的特殊天赋或技能。我们参考申请者各自的教育背景与目标来判断其能力。例如,一个来自美国贫穷地区的学生可能不曾拥有很好的教育机会和资源,那我们考查的就是他利用他所能得到的东西学到了什么。我们经常寻找类似的“隐藏的钻石”,为许多被其他顶尖高校忽视的高中毕业生和转学生提供机会。因此,我们的学生群体在很多方面都非常多样化。

在这里我想跟大家分享几组关于伯克利本科生群体的数据。目前,我们的女生(52%)稍稍多出男生,这在全美都是差不多的。但我们没有“多数种族”的存在,也就是说没有任何一个种族占据多数,学生群体相当多样化。进入伯克利学习的学生中,有46%的人母语不是或不只是英语。所以我们的学生不都是那种典型的金发碧眼的加州人。另外,我们的本科生中有三分之二在校外打工挣取收入,他们在学习与工作间保持了较好的平衡。

我们的学生群体在经济上也呈现出多样化的状态。提供大家都负担得起的教育对伯克利来说非常重要。我们有佩尔助学金(Pell Grants),这是由美国联邦政府提供的助学金项目,专门资助经济非常困难、无法从家庭获得经济支持的学生。在伯克利有超过三分之一的学生享有佩尔奖学金,而这几乎相当于全部8所常春藤高校中得到佩尔助学金资助的学生数的总和。所以,相比于优质的小型文理学院,我们所覆盖的这部分学生要多得多。伯克利五分之二的学生可以得到奖助学金的资助,不需要再付任何学费,超过三分之二的新生都得到了各种形式的资助。正因为我们所提供的这些资助,伯克利只有40%的学生需要额外利用助学贷款完成学业,低于美国公立高校56%的平均水平。伯克利把提供“可以负担”的教育视为学生成功的重要条件之一,也投入了巨大的精力进行这方面的工作。为更多的学生提供优质教育

除了关注学生的在校经历外,我们当然也关注他们毕业后的情况。我们毕业年级的人数比哈佛的本科生总数还多。伯克利为更多的学生提供了优质教育,这是常常被人遗忘的一点。我们有19%的毕业生直接进入研究生院学习。与其他学校的毕业生相比,我们培养的这些种族多元化的学生、这些作为各自家庭中第一代大学生的毕业生们,最后有更多人攻读博士学位。相比其他学校,我们也有更多的毕业生从事公益事业,比如加入“为美国而教”(Teach for America)这样的支教项目。伯克利的毕业生中已经有28位诺贝尔奖获得者。

通常在类似于伯克利这样的美国大型公立高校,学生的毕业率都不是很高。只有小型文理学院的毕业率会达到90%。但在伯克利,我们的学生获得了一样的成绩,90%以上的本科生都能顺利毕业。超过90%的校友对他们的在校经历表示满意。有86%的校友表示伯克利的培养使他们在毕业后能够自主学习所需的知识和技能。如果你们回忆一下,这正是伯克利的培养目标之一。82%的校友表示他们能与不同文化背景的人融洽相处,而这也正是我们的“美国文化”系列课程希望达到的效果之一。努力保持公立大学的本质

综上,我认为伯克利在卓越与公平两个方面都做得不错。接下来,我想要进入第三个主题,即伯克利在财政状况发生变化的情况下如何继续坚持致力于实现卓越与公平。近年来,加州政府给予我们的资助急剧减少。为了弥补财政收入上的差距,我们不得不提高学费,争取其他资金来源,因为我们始终坚持保证为实现核心目标所进行的投入。我们一直在思考,如何在新的经济形势下保持学校的传统价值取向,实现学校的办学宗旨。

在过去的10年时间里,来自加州政府的拨款基本上削减了50%。政府拨款曾经是我们主要的经济来源(超过50%),但现在它只占学校总收入的12%。我们已经成功地增加了州政府拨款以外的经济来源,例如积极争取除拨款外的其他政府资金项目,教师积极争取更多的研究经费等,当然我们还是不得不提高学费。但与此同时,我们依然致力于保持公立大学的本质,努力为加州、为社会提供服务。我们衡量公共服务方面成就的标准不是我们的资金来自哪里,而是我们究竟如何使用它们。为此,我们坚持“把钱用在刀刃上”,利用有限的资金确保我们的核心目标得以实现。

下面介绍我们筹集资金的一些方式。我们有一个为学校争取30亿美元资金的“伯克利集资计划”(The Campaign for Berkely),目前已经基本完成,还有一个为学校争取几百万美元以增设100个教席的“休利特挑战”(Hewlett Challenge)项目,也已经提前两年完成了。我们确实很希望能为教师提供足够的资金支持,所以这个项目对我们很重要。在全美公立大学中,伯克利是去年首屈一指的“集资者”,共募集到4亿零500万美元。关注创新,更关注影响力

对伯克利而言,创新本身还不够,我们更关注创新所能产生的影响力。我们如何让教育与实际行动相结合,真正带来改变?我们如何培养学生,鼓励他们在毕业后真正从事有影响力的事业?近年来,我们发现采用跨学科的方法、组建跨学科的团队非常重要,而且也吸引了相当多的奖学金资助。我们认为有一些经验对我们未来的工作是有益的,比如如何增加创意的显示度,如何选取并支持最具潜力的想法,如何确定创新的规模和范围,如何使学生更多地参与到创新活动中等。

所以,让我们总结一下。所谓的“伯克利模式”不仅仅关注“大创意”,也关注“大影响”,为更广阔的社会作出更多有益的贡献。伯克利自诞生之日起,就把服务社会、服务加州人民作为自己的使命。当我们进一步走向全球化,我们的公共服务范围也越出了加州的边界。但我们始终坚持伯克利是一所服务于公共利益的大学,我们所致力的教育,是为了帮助学生成长为能让世界变得更美好的人。

在伯克利,“卓越”并不是一个固定的公式或静止的目标。它的内涵一直在发展变化。我们总是在思考“卓越”现在意味着什么,未来又意味着什么。追求卓越是一个需要不断付诸实践的过程。在追求卓越的路上,我们坚持不断地审视自己,始终提醒自己从公共利益着眼,要让公众满意我们的工作。我们在伯克利召开相关的讨论会,我想清华在这次教育工作讨论会上也会涉及这些课题。我想说,进入21世纪以后,伯克利一直渴望找到国际合作伙伴,为学校各部门和我们的学生提供新的交流机会。在此,我代表伯克利加州大学衷心期待与清华大学的合作。预祝你们这一年的教育工作讨论会顺利、成功!现场问答

问:您认为教师和行政部门应该如何通过合作来完善课程设计、提高教学质量?

克里斯蒂娜·马斯拉奇:我想跟大家分享一些伯克利的做法。伯克利建校时,就已经明确规定教师群体与行政部门在管理学校、制定决策方面共同享有权利,分担义务。当然,这并不意味着双方做同样的事情,教师与行政人员有不同的职责,但他们必须相互联系。在伯克利,我们已经有很好的教师与行政人员进行合作的传统,它是学校运作的基本方式。

根据伯克利一直以来的实践,我认为教师是我们在改进教学、管理学校等方面作出决策的重要资源。我们必须让教师感受到,是“我们”一起共同努力使学校发展得更好。

在伯克利,教学本身和教学评估工作都由教师全权负责。为了把这些工作做好,他们必须投入,因此一定要让他们感受到自己所从事的工作是被看重的,有价值的。只有这样,教师在参与讨论改进教学工作、提高学校教育质量的时候才会充满积极性。

如果我没有记错的话,你们的许多行政人员都曾经是教师,在伯克利也是一样。这与其他一些学校有所区别。相当一部分行政人员与教师有共同的教学经历,这是他们之间开展合作和讨论的基础。

问:伯克利对MOOC的看法是什么?做了哪些相关工作?

克里斯蒂娜·马斯拉奇:在美国大学,人们对MOOC有几种不同的观点。一些人非常热情地拥抱它,认为它就是解决未来发展问题的答案,但实际上他们可能并不知道自己希望解决的问题到底是哪些。在伯克利,我们更多地关注MOOC对改进教学的作用。我们通过一些研究和实验,探索能达到最好效果的教学方式,并试图了解MOOC和相关技术在其中所能扮演的角色。

我们与麻省理工学院、哈佛大学等有相关合作,他们也很乐意与伯克利许多开发MOOC技术的人员合作。我们希望探索MOOC在不同领域可能起到的积极作用。你们知道,很多MOOC课程吸引了全球成千上万的学生注册,但其中大多数人无法完成课程,或从一开始就放弃了。但我们的研究人员发现,MOOC教学模式在某些学科领域或采用某些学习方式时会特别有效。也就是说,我们需要开发与MOOC相关的配套技术和应用方式。例如,有效的MOOC技术能为教材学习提供很好的辅助,帮助学生根据自己的步调学习,并随时检测自己的掌握程度等。在学生完整的学习过程中,MOOC技术很可能会在某些具体的环节或学习活动中发挥更好的作用。但我们还需要做更多、更深入的研究。

因此,我们现在仍处在试验阶段。伯克利不急于开发MOOC课程或全盘拥抱MOOC,我们更希望探索MOOC技术所能提供的各种可能性以及它们所能达到的效果。

伯克利的一些教师已经开始尝试利用MOOC技术改进自己的教学方式。例如,有许多正在工作的人希望能取得商学院的学位,但显然时间不够宽裕。我们希望利用MOOC技术提供的灵活性为这些人提供适合他们的优质学习体验。另外,伯克利在信息技术、公共健康等我们认为很有必要的领域提供在线硕士学位教育。这些项目的学习体验包括校内与线上两部分,大大提高了相关教育的可获得性。

问:如何增强大学教师在改良课程、创新教学方法等方面的动力?

克里斯蒂娜·马斯拉奇:我们尝试将研究经费的申请制度拓展到教学领域,对教学创新进行资助。我们也尝试挑选出在教学上表现优秀的教师,鼓励他们率先探索并带动其他教师在课程和教学方法上作出改变。同时,我们把教学表现作为评价教师的重要项目。教师每一次申请更高职称的时候,都必须说明自己为提升教学质量所作的种种尝试,以及能证明其积极效果的证据,包括学生、同行的评价等。

我个人觉得,未来伯克利还可以采取更多有益的措施,保障教师对教学创新的投入。许多教师都表示,第一次尝试新的教学方式时总不太顺利,会出现各种各样始料未及的问题,也不一定能被学生接受。因此,改进教学总是费时费力的。我们在对教师的教学评价中应当考虑到这一点,要看到他们正在努力做但可能目前还没能做到最好的那些尝试。

从我自己的经验来看,大学教师在教学中往往“孤军奋战”,似乎很少与同事讨论关于这方面的问题。因此我认为大学很有必要创造良好的环境,使教师们像积极交流科研工作那样,热情地讨论与教学相关的问题,并且互相给予支持和建议。(本文根据马斯拉奇2013年9月26日在清华大学第24次教育工作讨论会上所作的特邀报告速记稿编辑整理。编译整理/马莹)

ABET认证概述

2013年11月18日ABET执行主任 迈克尔·密里根(Michael K J Milligan)

首先讲ABET是谁。ABET是非政府组织,是美国的机构。我们的目标就是对教育机构的专业进行认证。我们可以评估教育机构的所有情况,例如它的设施、行政,但我们只对专业进行认证,包括工程、工程技术、计算机科学与工程、应用科学专业的认证。

ABET的认证有三个层次,有两年制项目的认证、四年制项目的认证,还有研究生项目的认证。认证根据的理由是,看被认证的专业是否达到了最合适的水平,所培养的毕业生是否适合劳动力市场的需要。有一些教育两年就够了,有一些要求四年。

认证要使专业的发展跟上技术的发展。关于技术的问题已经讨论得很多了。但现代的工程师不仅要有很强的技术技能(Technical Skills),也要很强的职业技能(Professional Skills),它们是不一样的,可以看我们网站的简要介绍。例如,在很多工程项目里,比如土木工程项目,人与人沟通的技能非常重要,还要理解一些工程设计中的道德问题,要有团队合作的精神。对一个工程师来说,并不是只要自己工作,有解决方案就行了,而是需要在团队里工作。还有一些类似的工程项目也是这样。全球化过程中的全球工程师的培养问题,是过去大约10年中讨论比较多的。我们也有一些新的关切,例如如何在跨文化环境中进行团队合作,现在也越来越重要。

认证中比较重要的事是同行评议。参加认证的专家要非常有经验,要确保认证项目本身是很有价值的。因此,我们要保证这些认证专家在相似的专业领域工作。我要重点传达的一个重要信息是,ABET的一切活动都聚焦在质量上。在报告开始的时候我就说到质量,质量保障是ABET的宗旨,ABET通过认证保障质量。认证的整个过程,整个机构在所有时候和各个环节中都要是高质量的。要建立起质量保障的体系,这是非常重要的。ABET的工作进展现在非常好,确保大家能够重视质量。我们的任务,就是为公众服务。让学生从学校毕业之后,有自己专长的领域,成为合格的雇员,更好地为社会工作。

ABET的另外一个重点和愿景是,使学生毕业之后具有领导力和创新能力,我们不要求所有的专业千篇一律。例如在美国,某个专业可能有几百个不同的教育机构开设,包括大学和一些学院,情况可能根本不一样。我们要促进学生思考,鼓励他们与众不同,我们允许并保证这种创新。因为教授在课堂教学中,也努力鼓励学生们创新,这是很重要的。

工程、工程技术、计算机科学与工程、应用科学专业,是ABET认证的四个领域。例如计算机工程、社会工程、工程物理、建筑领域、健康领域的专业等都属于ABET认证的范围。我主要从事工程和工程技术工作,所以我今天重点讲工程和工程技术领域的认证。

ABET成立于1932年,到现在已经80多年了,这是我们现在开展活动的基础。ABET决策的重点是要确保工程教育的质量。ABET也开始发展组织成员。开展很多国际交流活动。事实上,从2007年开始,ABET也在美国之外的国家开展认证,现在,这些认证活动非常活跃。

这张幻灯片介绍的是ABET的会员组织。ABET由这些专业学会和技术协会组成,有些组织大家可能认识。这些会员组织实际上给ABET提供了很多核心的东西。这里也有最新的会员,如建筑管理协会,并不是工程领域的,但是他们属于应用学科。这些协会实际上代表了不同的专业,ABET的会员组织,涵盖了最新的技术领域,差不多代表了150万个个体。会员组织要建立本行业、本领域的标准,例如机械工程师的标准。他们了解本领域的工程师,这是他们的专长。他们开发专业的标准,然后提供认证志愿者。

ABET是一个基于志愿者的组织。很多人是志愿者,他们是各个学会聘任的本领域专业人员,参与本领域专业的评估和其他相关专业的同行评议。这些组织是都是团队运作,不是一个人来做,有自己的董事会。参加认证的志愿者没有工资,希望你们理解这一点,这是非常好的。志愿者非常专心,他们牺牲很多业余时间参加专业认证,或者来华盛顿参加评估会议。旅费可能报销,但是没有工资。

这是张忙碌的组织机构表。最上面是董事会,还有认证理事会,然后是行业顾问理事会和学术顾问理事会。行业顾问理事会告诉我们什么行业是比较重要的,他们需要什么样的毕业生。行业雇用很多毕业生,我们要支持不同的行业。学术顾问理事会的委员来自不同的学术机构,决定采取什么样的标准,采取什么样的流程。通过成立理事会,保证这些人员和组织给我们反馈。最新成立的是全球理事会。这个理事会的重点工作是负责全球的国际项目认证及与其他组织的合作。认证理事会负责认证事务。还有具体的工程、工程技术等专业认证委员会,最后是评估委员,差不多有2000名志愿者,这是ABET中最大的志愿者群体,他们进行校园实地考察,访谈教师和学生,对专业进行评估。

ABET的总部设在巴尔的摩。有38个人在总部工作,我们需要这些工作人员确保这个庞大的、由志愿者构成的机构的成功运行。总部做什么呢?总部是ABET的运营机构,它有自己的功能,包括制定战略、制定标准。总部要建立与认证活动有关的基本规则和标准,但是,你可以提出意见来改变这些标准。此外,总部的功能还包括ABET各项活动的组织协调。例如,派出专家团队开展认证,并由这些专家团队做出认证决定。评估专家负责评估专业,提出建议。当我在ABET做志愿者的时候,我也是一位评估专家,参与同行评估。很多教育机构并不知道ABET总部的存在,他们只是看到评估专家来到这个学院,和这些评估专家进行交流。我还想说的是,现在我并没有参与认证,因为认证要由志愿者和评估专家来做决定,总部的工作人员无权做决定。这是ABET非常重要的一个方面。

下面讲ABET的全球活动。我们已经认证了3300多个专业。这些专业互相联系。ABET也和其他的国家签订了一些谅解备忘录。这就提供了一种和其他机构共享最佳的实践、最好的经验,实现互访的机制。这是非常好的途径,我们要坚持这种做法。

还有一点就是互认。例如学分互认,你承认我的学分,我也承认你的学分。再有就是,几万个工程教育专业,我们不可能把所有的这些项目都认证了。但我们也可以认可一些机构的高质量的工作。最早的是和加拿大的互认项目,美国和加拿大地理位置非常近。还有就是通过国际工程联盟(IEA)。这个联盟跟我们也有很多协议,因为他们在华盛顿州也有很多分支。我们也和一些专业学会或者行业组织签订协议。我们将来的全球活动可能有一些高科技项目,例如在计算机领域,而不只是工程项目。另外,全球化要求我们并不仅仅是提供认证,还要参与更多的国际交流。全球工学院长理事会(GEDC),一年可以聚会一两次,讨论面临的不同的问题。还有IFEES,刚才说过的国际工程教育学会联盟,给了我们很多的机会可以参与到国际性项目,建立伙伴关系。

这是我们2013年10月份刚刚批准的认证时间表。这是一个认证流程,自10月1日开始,次年9月30日结束。截至目前,仅在美国国内,就有411个机构的2004个专业接受了认证。国际项目也有287个,这是很大的数字了。因为我们必须要派专家团队到每一个专业去检查,给他们提出建议,与教师访谈,所以可以看到,我们的工作人员是非常忙碌的。

下面我想讲的是专业认证的价值。专业认证是一个非常有价值的工具,使我们可以与不同的机构和教师来讨论教育的质量。一些非常好的学校,例如清华,还有其他一些学校,他们说,我们不需要这种认证,因为我们已经足够好了。那么我们的问题就来了:你怎么知道你是非常好的?你怎么知道你的学生受到的是最好的教育?在这一点上,每个人有不同的想法。但是,通过高质量的专业认证,你可以把专业提升到新的水平。首先,你要保证这些毕业生能够进入工作的潮流。如果他们没有非常成功的职业,找不到工作的话,那是非常危险的。所以他们要有专长,认证能够促进他们的专业技能的提高,所以我们非常务实,让这些工具能够发挥作用。技术发展非常快,大学要确保这些毕业生能够得到最好的技术,跟上科技的发展。非常重要的一点,大学要有非常好的条件,要确保他们能够学到这些。

专业认证的价值还在于提供创新的教育。评估实际上可能是最难的一个步骤,因为教育是一个持续的学习和评估的过程。我们必须理解学生们需要学什么,他们要被教授什么,要有什么样的分数和要求才能毕业。我想,作为教育机构,例如清华或者其他的大学应该会重视认证,因为我们重视学生,重视学生的教育。这些学生毕业后要走向社会,到不同的行业工作,或者去读研究生。另外,教育是学生取得成功的非常重要的一步。当我是教授的时候,我可以向学生作讲座。可实际上,我并不知道他们是不是学到了需要学的东西。我想看看他学习的效果,一看分数,有很多A。但是,这只是告诉他,他考试考得不错,他可能只是擅长考试。但核心问题是:到底学的怎么样?不知道。所以我们所做的,就是通过这个认证,告诉这些专业要重视学生们学什么,怎么学。高质量的认证会帮助在院系建立高质量的专业,通过认证过程,你就会知道,学生们需要什么。理解了核心理念,就可以有非常积极的行动。例如,可以增加一些课时,增加一些训练项目,比如讲座或者实验。这样的话,可以找到不足,可以改正。通过认证,看到的不仅仅是不好的一面,也可以看到好的一面。你可以让学生们以非常好的准备进入社会。因为你们知道他们正在学什么,你知道你要教什么。这些认证专业原来有一个打分清单,例如有多少分数,有多少专业是不是成功,现在不用清单了。因为认证给我们显示的是学生有多好。这让学生们能进一步来促进他自己的学业,促进自己的学习成果。还要知道,有很多非常好的专业,我们可让这些专业变得更好。让学生们更多的受益,实际上这个效果是完全不一样的。

ABET的标准是确保创新的,ABET认证得到了国际认可。作为一个教育机构,都希望吸引到最好的学生和老师,希望以全球为基础,希望学生也去海外留学,希望吸引到更好的生源,等等。因为我们的经济是全球化的经济,并不是说一个国家的经济。工程师可能去别的国家工作,或者需要别国工程师来我们国家工作。在美国,雇主招聘雇员的时候,要看学生所学的专业是不是通过了ABET的认证。很多的雇主希望雇佣被ABET认证通过的专业培养的学生。因为他们知道,这些学生是非常好的学生,非常高质量的学生。我们做得很好,我们已经被雇主承认了。

我也给大家一些例子。可以到我们的网站上看看,什么样的机构,什么样的专业参加认证。例如一些一流大学,哥伦比亚大学、麻省理工大学,很多专业都是ABET认证的,他们有很好的教师和学生,他们也一直在提升他们的专业和学生。

这是我想和大家交流的基本的东西。

您一直在听我讲的内容,都是好的方面,对我们的学生好。但是,我们的核心是什么呢?困难是什么?挑战是什么?我们有最基本的原则是,ABET认证是自愿的,而不是强制的,不是说必须获得这个认证,这是认证全部的基础。其次要保证认证是公平的、非歧视性的。我们有志愿者,他们会和学生和老师们进行讨论。这些人有术业专攻,有丰富经验,并且按照统一流程进行评估。这是没有特例的,不管在哪儿,都是一样的,公平的。这是公平的一个体现。

90%的自我评估有很大的价值。自我评估这个环节是非常重要的,因为他们了解自己的专业,自评的时候就会看到正面的东西和负面的东西。因为机构会比较自己,完善自己。知道哪些东西可以改进,如果有一个条件没有达成的话,你就不能获得这个认证。有的地方可能不行,要用另外的地方来弥补,你必须把所有的条件都满足,才能得到这个认证。

对每个专业,每六年就要评估一次。我们会考察你的专业,你一定要继续努力。还有一个重要的事情,我们并不是用这个项目做排名。例如和非常好的机构,弗吉尼亚理工和麻省理工进行对比。我们不会这样做,只是给你通过认证或者不通过。当然,一些其他机构会进行排名,但是我们不做排名。

还有我提到了,以前是评分的,现在是评表现。所以,我们实际上改变了一些想法和做法,1997年开始有的这个变化。为什么有这个变化呢?有不同的领域和行业来雇用学生的时候,有的学生分数很高,但实际上,这些学生并不了解很多他们应该了解的东西。教育机构也不知道这些学生怎么样。所以我们并不只看分数了,我们要了解学生们学了什么,我们要看产出或者说成果。成果是指什么呢?学生在教育的环境中学习了几年毕业后,可以来申请新的工作。教育机构要证明这个以学生学习成果为基础的标准和目标是不是达到了。ABET这样做,其他的认证机构也这样做,或者是正过渡到这个方式。

我们必须有高质量的评估。教育是持续的,促进教育质量的评估必须是专业的,团体合作的。在教育过程中,一定要是可持续性的,还要保留很多文档。这样的话,会更容易做今后的工作。新老师来的时候,也可以加入到这个项目中。还有,我们要有雇员来评估这个项目,有不同的标准。如果标准不合时宜,就要修改。最后,才能保证教育结果和目标是一致的。这也是教育的持续性过程。还想说的就是,认证结论实际上只是整个的进展的一部分,只是告诉大家是不是合格了。而最困难的地方,可能是评估的过程。如果你对这个评估的过程不是非常熟悉的话,那么最开始可能是比较难的。但是好的一点是,我们可以让你们自己来定义这个评估的过程,你先了解学生们学的怎么样。在这个评估过程中,我们会有一些研讨会,会告诉你们,怎样来做这个评估。

评估实际上是收集不同的资料和数据的过程。评价学生们学的怎么样,评价教育目标是不是达到了,如果没有达到目标,就要作出改变。我给大家举一些例子。比如收集课内、课外学习的资料。例如在学期末,可以采取一些方法或者寻找证据,来看学生们的学业完成得怎么样。可能班级不同,教学方法不同,有的开讲座,有的开实验。要采取不同方式来评估,分别评估每一个部分。

还有就是评估需要证据。给我们看你们的专业怎么样。你如果说非常好,就要给我们证据,证据就是你们自己评估的过程。证明你们做的怎么样,学生做的怎么样,在我们做评估的时候,会这样做。有很多的课程,课程有培养目标,有专业的期待,希望学生学完的时候,最好达到这个目标。开办讲座要与实现学习目标一致,使用不同的考试或者说其他工具来支持我们的项目,等等。专业要采取措施确保目标的实现。这样,你们就可以真正重视学生要学的东西。

标准是必要的,因为要确保专业有非常高的质量。这是你们需要的,也是我们需要的。为了达到高标准,高质量,我们要确保所有的项目达到这些标准。学生们要学到适合的专业。然后能够进入社会,找到工作,而不仅仅是科学或者是工程领域。我们的教育机构有责任来确保这些标准能够达成。我们有标准,有条件,有评估,最后你要来证明,我们这些学生们实际上已经达到了这个专业要求标准。不同的标准,例如在工程方面有一些原则性的标准,适合所有项目,还有某些专业的特殊标准。

标准也要更新,因为时间在变化。当然,这种更新并不是说全面的更新,只是小部分的更新。我们有八个标准,列在这张幻灯片上了。第一条就是学生。学生是非常重要的一个方面,我们有一个标准,那就是这个专业要有利于学生培养的机制。我们看一看学生是不是在未来能够成功,要来教育他们,他们选修不同的课程,对不同的学生,要监督他们做好,他们应该觉得能够做好,如果觉得这个专业不好,可以去学别的专业。要有制度来体现你正在做这件事情,这是非常直接的。会有辅导员,会有教师来提建议,给学生提建议。另外需要做的事是,有学生要转系的话,你要对他评估。可能这名学生不适合在你的系,你可以建议他到别的系,但是他要在别的系好好毕业。所以,如果这个学生可能没有达成你的专业的一些标准,可能他却可以达到其他专业的标准,也可以毕业。还有就是教育的目标,教育的目标指什么呢?专业希望学生能够和将要学什么,要有什么样的活动,什么样的课程,为了成功办学,要采取措施支持这些活动。如果你希望你的学生成为经理人,让他们成为领袖,要提供给他们这些条件。

一些流程也要不断的更新。例如,这个行业会告诉你,他们需要什么样的毕业生,所以你就可以设立你的教育目标了,你们期待学生做什么,在专业中能获取到什么。例如,你是一位电子工程师,你希望你的学生能够电子器件功能开发方面能够有所作用。这个实际上是比较窄的领域,你要设立这个框架,指导学生的一些行为和活动。

还有一个从A到K的说法,11条学生学习成果标准。例如这个段是说ABC,基本知识和技能,这是学生们想做的,例如电脑方面的知识和技能。此外,他们也要会做设计,可以设计一些系统和元件,等等。这些条件或者标准,实际上是非常变通的,你可以有不同的重点,专业重点可以是与众不同的,也可以是一致的。还有一个就是跨专业的团队,这个团队应该能够促进这个专业的发展,可以一起来解决问题。因为一个人很难解决所有的问题,总是需要团队来解决问题。我们的学生也需要团队的精神。这样的话,专业举办者可以找到问题,道德的问题、教育的问题、诸如此类的问题。

广博的教育和持续改进很重要。学生需要不同的实践,不同的领域。例如,在做业务的时候,他们要有成功的经历。并不仅仅是专业的技能,他们也需要一些关于道德的力量,或者是社会的因素来获得成功。我们要考虑这种能力的培养。不同的学习领域的标准要一直自我推动。专业要更新,需要一个持续的学习的过程,要告诉我们这是有效的一个过程。如果你不这样做的话,你不可能把你的专业办得更好。你的专业应该是一直向前发展的专业。

课程要有针对性。一些专业对某种课程是有期待的,比如在工程,工程设计领域,要不要开设数学课程。我们允许这些专业有不同的课程,并能自己决定设置什么样的课程。还有就是专业基础课,比如有一些学院要让学生进行设计,在学习开始或结束后让学生做设计。无论如何,都要让他们有这种参加设计的经历。不然的话,他们就达不成标准。标准是可以变通的,我们有很多的变通的领域,但是也应该有期待,课程目标的期待,这就是课程的针对性。

教师是非常重要的。你们必须有足够的教师队伍,他们有很好的教育背景,他们必须有权利和能力来做这种持续的教育的计划。让他们参与到专业发展中来。他们的参与,可以增加价值。重要的是,他们要有这样的能力和权利参与。

还有就是设施。设施的作用也是非常直接的。学生要成功的话,必须有足够的、好的设施,这些就是设施的内容。例如一些教师、实验室什么的。最后的支持这个标准实际上就是说这个机构需要有资金。能够雇用这些人,能够保证构的正常运行,这也是非常有价值的。这个专业很多情况下可以开展不同的活动,也可以使用不同系的设施。要采取措施,帮助他们用好实验室等设施,得到资金,让实验室做得更好。

专业其实有很多的基本标准,也有特定标准。例如工业领域的一些标准。可能并不是所有的工程人员都要知道的这些标准,而一些工程人员要知道。有时候,教师也需要有特定的专长,如果某一个领域他做的非常好,他就可以做这方面的讲座。特定的专业会有特定的标准。

现在谈流程。要是你非常感兴趣想申请认证,首先需要对评估过程有所了解、有所准备,看看是不是可以申请,是不是准备好了。因为如果没有准备好,我们并不想让一个评估团队到你的专业,那样会过不了认证,你就会失败,会花很多精力和时间。我们会先看看,例如一个新专业,从来没有被认证过,没有经验,我们会让你们先体验这个,是不是准备好了接受评估,然后要自我评估的过程。看一看是不是这些条件已经达到了。具体的可以读一些自我评估的流程和步骤。

都要有90%的自我评估这个过程。这实际上是一个秘密的文件。如果你有一些短处或者发现一些问题,要在自我评估的过程中找到,自己改正。在你的机构和我们的聘用者之间,这是秘密的。我们的团队会去你的校园看看。会和你们讨论,例如和系主任、讲师们聊聊,看看你们的想法是不是明确,这是高层的流程。整个评估之前,你们应该已经有毕业生了,这样就可以有数据给我们看了。这些是必须要有的。因为只有学生毕业了,至少有一个毕业生,才能有机会证明你的专业办学是有效的。此外,机构要是合法的,可以发文凭的,在美国有不同的教育机构,不具备这一点我们是不会去认证的。这些信息和步骤在我们的网站上有介绍。

这张幻灯片是更细的时间表。18个月的过程,要收集数据,要做分析。先是初步判断你是不是准备好了。如果你需要认证的话,1月份就要提出申请;然后自我评估;6月份我们会派团队去访问;9、10月到校园与教师和学生进行座谈,看你的设施,看有什么疑问需要解决。

更多的时候是内部的过程,包括起草报告,提出一些问题,然后就会进行反馈。会告诉我们的答案。你们可以在之前做一些整改,那么在明年的7月再做决定。8月份告诉你结果,10月1日就会全球发布最终的结果。所以这是循环的流程。

这是一个时间较长的过程。但被认证机构实际上是一直参与到整个流程中的。评估主要由ABET来做,我们有APPM(ABET Accreditation Policy and Procedure Manual)手册,这是我们的原则文件。告诉你们什么是合格的,什么是标准,什么是规则,什么是流程。被认证专业符合了这些规则,才会被认证通过。

我问我的同事,认证工作中的最大挑战是什么。他们会说,专业有时候不太了解我们的认证流程。还有就是不太理解我们的标准,没有做应该做的,没有达到标准。或者是,我们的团队去做评估的时候,专业还没有准备好。例如课程,可能缺了点什么,这个实际上是经常犯错的地方。我们在评估过程中,如果发现没有非常强有力的课程,这就是有问题的。要确保受评专业受评估标准的制约。以前没有申请过认证的专业,需要明白我们要做什么,同时要做好自我评估。11月份提交申请,我们可能在1月或者是2月就来看你是不是准备好了,然后你可以正式提交你的申请。实际上,你们可以自己检视自己,整理合规的文件,然后展现出来,等待我们的评估。

认证需要学生的分数。因为这些学生要被评估,他们的分数实际上也是专业的一部分,我们希望看看他们的毕业表现。

校园实地考察需要三天时间,会看这些专业的设施,比如教室、实验室。会去看怎样考试,考试的情况和材料。还有非常重要的一点,我们要和学生和老师直接谈话,来确信老师们实际上参与了整个的过程。也会和其他人谈话,例如实验室工作人员、技术保障人员谈话,来保证教学需要的设施得到满足。还有就是评估团队的自我学习的过程,我们要看到学生们受益如何。我们的评估团队实际上有团队主席,然后还有很多的评估人员。根据专业大小,决定评估人员的人数,有时可以多达15人。团队主席和系主任和高层进行沟通。

最后和大家分享一些资源。如果大家有兴趣,我建议浏览这些网站。ABET的网站很好,有很多信息可供查阅。你可以看到标准,所有标准在那,非常容易找到,只需要按几下鼠标。还有很多评估的信息,包括评估的具体过程。再有一些研讨会的通知,可以参加培训。了解评估人员到了校园以后,将要做什么。可以看一些实例,有很多的信息是向公众开放的。我们还有一些很不错的研讨会,这些研讨会开四天,主要是培训。回到学校的时候,就可以告诉你们的同事,整个认证是怎么回事。还有ABET年会,每年都有一到两次年会。这些年会的重点也是给大家分享一些信息。事实上,还有很多小型的培训,例如一天的培训,主要是介绍情况,共享信息。听众可以通过短时培训理解怎么样利用标准,怎样参与认证。我们需要大家有一个准备的时间,例如1~3年。准备好了,都了解了,理解了,就可以来申请认证了。我们在自己的国家和其他国家做这种认证的项目,这是有价值的资源,我们从中可以看到不同的问题和不同的答案。所有这些信息,大部分都是免费的,有一小部分需要付费。我们还有专题研讨会,每年都有一次专题研讨会。例如,开评估研讨会,让不同的专业人员来和大家分享一下他们的实践和经历,有很多的论文。还有关于项目介绍的两天的专题研讨会。2014年4月份在匹斯堡要开研讨会。实际上,这都是比较好的自我学习机会。可以分享很多数据,例如去年参加认证的数据,也有一些案例。除了小型项目,还有一些基础项目和高级项目,这个就是我给大家的一个介绍。是不是有问答环节?

问答环节

主持人:通常情况下,ABET评估的时候实际上是本科的项目,你们有没有把本科和研究生的项目联合起来的认证评估项目呢?我们很多专业实际上既有本科,又有研究生。你们是分开做吗?

回答:是分开的。本科和研究生有不同的标准,所以我们分开做,或者是先评研究生再评本科。

提问1:你们评估了这么多专业,每年成功通过比例是多少?

回答:实际上通过比例非常高。因为通常情况下,很多专业是再次评估,他们已经知道了整个的流程。然后一些新的专业,实际上已经准备好了,因为已经给他们很多时间做准备。所以可能每年有两到三个或者五个专业,可能通过不了。

提问2:这些通过不了的专业,他们的问题是什么呢?

回答:我想,认证失败的专业,他们缺少了一些东西,例如在课程方面。我们看这些课程缺了点内容,给大家一个例子。例如应用科学工程,他们可能没有设立设计项目,他们必须有设计方面的课程,如果你没有,那么我们就会告诉你,你的专业缺了这个课程。会建议增立这个课程,你们可以做修改。这是一个非常好的过程。如果学生没有非常合适的学科知识做背景的话,那他们将来就没办法做好准备,找到好的工作。所以要有非常好的课程。

提问3:如果这个专业认证失败了,那么他们下面怎么做呢?是不是可以重新申请呢?或者是有什么后续的行动。

回答:认证是自愿的。如果没有成功通过认证,我们会给出一些建议,提供一些指导,你可以先撤出来,我们不会惩罚你。然后你们就做整改,在一年或者两年之后再重新申请,就是这样的过程。有一些专业六年之后,可以申请重新评估,可能会有一些条件。我们有两个基础的条件标准。如果这些专业到第六年再评估的时候发生变化,例如中断了,可以做一些变通,会有一些解决方案。认证有效周期结束后,我们再回到你的机构进行评估。如果有必要的话,你要提供一个报告,看看你们是怎么改进的,如果不这样做的话,可能会失去认证资格。

提问4:ABET进行学生学习成果的评价,并不是为了把学生和机构分类,而是为了对专业进行认证,也就是合格性的评估。其实在美国,还有一些其他机构也做分类或者排名这些工作,你怎么样平衡这之间的差别呢?因为你们不做排名,可能会遇到一些问题。

回答:是的,这是非常好的问题。我们有一些合作伙伴,他们有不同的标准。我们把标准作为平衡点,作为杠杆,用它引导专业的改进。可能有一些其他项目对学生进行评估,或者对机构和专业进行排名。我们并不把学生进行分类,我们只是看专业。这是认证的一个非常好的方面。

提问5:教师平均会用多少时间来准备参加认证呢?

回答:我们做认证评估的时候,老师们就会为了达成评估的标准,花更多的时间和精力。平均需要花多少时间,很难回答一个确切的数字。我想,这个过程的关键,在于确保质量,所以会有一直持续的教育过程。有些可能是比较简单的要求,老师还要讲课,要有教学的活动,还有设立课程目标,检查学习结果,等等。所以可能会花一些时间。最开始的时候,你会花一些时间,如果项目运转正常的话,实际上就是平时的工作。准备的时间可能会长一些,但是实际上要多花多少时间,可能很难给你确切答案。但一个系里面可能会有一个人,花的时间较多,他要收集资料、信息等。我曾经在我们的系做收集资料的工作,收集资料的工作可能会花一些时间。你刚才提到了要重视项目的结果和产出,很对。认证不是看学生的分数,而是看他们做得好不好。

提问6:我想问生源的问题。清华大学可能在中国有最好的生源。但是有一些大学,他们可能得不到这么好的学生,你认为对这些专业是不是公平呢?虽然这些学校可能也会提供很好的专业教育条件,但学生不是非常合格,你对此有什么评论?

回答:我们对二流学生或者其他层次学校不歧视。我们希望所有的学生都成功。当然不是所有的学生都能进入一流的学校。所以我们的标准,实际上是可变通的。例如,美国有很好的研究型大学,例如麻省理工大学,还有一些教学型的技术学校。他们的生源是不一样的,但是我们并不对学生进行分类,我们只是看专业。这是认证的一个非常好的方面。这两种学校自身可能有不同的标准。我们要看他们的教育目标实现情况如何。如果学生读研究型大学,可能继续读硕士或者博士。但是如果去其他的教学型的学校,毕业以后也可以比较成功。他们的定位不一样,但都可以成功。

提问7:不同的学校是否有不同的专业目标呢?

回答:是的,我们希望这些学校是不一样的。教育目标是我们的标准之一,专业应该能够讲清楚他们这些目标。所有学校都是最好的学校,这是不可能的。所以我们希望每一个机构有自己的目标,尽力而为。

提问8:你说美国有三千多个项目实际上已经得到了认证,可不可以说一下这些项目中一共有多少工程类专业?

回答:是的,我有这方面的数字,(回翻幻灯片)有2004个。在3000个项目中,2000个左右是关于工程类的认证专业。我们也有很多的计算机类专业,这也是比较大的一部分。在美国,这个认证是自愿的,很多专业实际上没有得到认证,因为他们不做认证。

提问9:我的第一个问题是:关于学生通识教育的标准问题,通识教育在ABET认证中有什么具体的要求?第二个问题是:你提到了一个核心的原则,ABET是非政府组织,认证是自愿的。你能告诉我政府是怎么样指导ABET认证机构的,或者,你们作为非政府组织,和政府的关系是什么?

回答:我可以先回答你第二个问题。我们的政府部门实际上是教育部。他们会对不同的机构进行认证,包括对评估机构的认证。还有一个机构,叫美国高等教育认证委员会(CHEA),实际上也是非政府组织。我们和CHEA有很多的合作,他们有一些标准,实际上是我们可以达到的标准。CHEA有一个新的标准,那就是要毕业生学习结果的透明。CHEA有它的标准,我们要根据这个标准来修订专业评估的标准。因为在美国,有很多营利性的教育机构,学生要交很高的学费念书,但是他们没有得到应得到的教育,需要一种质量保障的体制。所以,对我们有影响的主要是教育部,还有CHEA。

另外一个问题是关于通识教育的标准。在美国,通识教育是基础部分,我们也要保证在专业中,一定要有通识教育部分。我们并不管通识教育的形式或者内容,但是我们一定要确保专业有通识教育的部分。

提问10:我的问题非常简单,可以不可以给一个例子来解释ABET的标准?例如沟通的有效性,学生怎么做算是沟通得非常好了?

回答:这是一个非常好的问题。但实际上不是我们评估的条件。我们的认证主要看表现。在设计专业的时候,一定要理解能给学生带来什么。例如学生一定要经历什么事情,设计什么东西,要不要参与一些研究。所以你要做的,就是找到这些支持学生学习的活动,让学生们能够学到这些技能,能够达到这个标准,使他们能够非常有效率。这就是证据。做到这一点实际上是有挑战的,并不是说有多么难,但是确实是一个挑战!但是专业要这样做。这样的话,你会知道学生们需要先学什么,再学什么。而且要在评估过程中,专业越来越能够知道自己需要做什么。没有一个数字说你是否达到了标准,要看具体的措施和表现。

提问11:我有两个问题。我看到ABET的网站上介绍,这个认证可以在美国之外进行申请。我的第一个问题是,在你们的理解或者考虑中,如果中国进行申请的话,那么我们面临的挑战是什么呢?第二个问题关于专业的名称,我想知道,我们可以不可以把涡轮增压工程作为专业的名称?

回答:是的,名字非常重要,这是一个挑战。但是这个专业的名称,就像我所说的,允许你一些变通。如果你想设立涡轮增压工程没有问题。但是,我们在评估过程中一定会强调,先要有基本的标准,然后才有特定的标准。我们并不决定你给专业取什么样的名字,也不管这个名字有没有代表性,先要看你达没达到基本的标准。中国的发展非常快,有很重大的需求,全球的需求非常大,不仅仅是对ABET,对其他的认证机构也是一样。

我想最大的挑战可能是志愿者。很多志愿者,他们年龄非常大,要退休了,我们要确保有足够的优秀评估者参与到认证中来。对中国来讲,我不知道你们的特定的挑战,是不是有和其他国家不同的挑战。我想可能最大的挑战也许是语言,因为我们的评估过程使用英语。还有就是,评估人员要过来的话,实际上路途遥远,而且还有时差。但是不管我们去哪儿认证,实际上都是同一个流程,同一个标准,不管是在芝加哥还是在北京。

提问12:谢谢。根据ABET的历史,2000年对你们的组织是非常重要的一年。发展过程中,内部和外部评估标准最大的变化是什么。例如,我以前去过美国留学,我会问一些人关于ABET项目的一些问题。但是,他们可能会有一些自己的看法,例如ABET实际上给他们增加了负担,给教师增加了很多的工作,给行政人员,包括院系和学校的行政人员增加了很多工作。而他们要处理更多的事情,一些批评就出现了。我想问的就是,你们是不是有比较大的变革或者说改变呢?这样的话对促进整个项目会有好处。

回答:在我们过渡或者改变之前,很多人批评我们。是因为我们没有提供足够的价值。我们要看学分,看这些清单来确保你们有足够的办学实力,足够的教学课时,等等。但是我们看到,有的学生在毕业之后,实际上不能表现出学习的东西。所以,不仅仅是学术方面的,我们一定要让学生们有技能,能够适应将来的行业,这就是认证的目的。

可能有不同的教师或者是管理人员,他们有不同的抱怨。但是,保证你们的专业能一直要办下去,这才是最重要的。如果我是大学的教授,我实际上专注的是学术。但如果我们把重点放在学生培养上,那么就要听听学生的意见,听听他们的反馈,我们做得好还是不好。

提问13:谢谢给我这个机会,我有两个问题。第一个是,能不能告诉我们,这些认证失败的专业占了百分之多少。第二个问题就是钱的问题。你在演讲中说ABET并不付给这些志愿者工资。实际上,在中国也有这样的评估,对这些志愿者来说,不给他们钱,什么驱动力让他们工作呢?

回答:关于失败的比例,去年在工程技术领域的专业中,可能没有通过认证的是12个专业。所以,通常情况下,不会有太高的不通过比例,我们并没有失去很多的专业。有时候专业可能自己就退出来了,而不是说我们没有评估,没有让他们过。

第二个问题,关于付酬的问题,很多的志愿者实际上从自己所在的机构拿工资。我们是非盈利的,我们从培训中有一些盈利,例如,学校做认证的时候如果参加收费培训的话要付钱,此外就是会员缴纳的会费。我们有一个基金会,他们有一些活动确实是收费的,但是这个基金会实际上也是和我们分开的。我们确实在招募和挽留志愿者的过程中遇到一些困难。但是这些志愿者非常了解他们的专业,非常了解教育体系,他们乐意帮助教育机构改进质量。很多的志愿者确实是出于自愿。他们花时间和精力给我们提供非常好的服务,这是无私的奉献。谢谢。

(清华大学工程教育研究中心根据录音翻译整理 未经本人审阅)编译:乔伟峰 审校:王孙禺

如何提升学生的创造力

2013年12月10日工业工程系 萨文迪 饶培伦

萨文迪(普渡大学,清华大学):我想与大家分享一下我对创新的观点,以及如何提高创造力,不仅指学生,也指所有人。影响创造力的第一个重要因素,其实源于家庭教育。当你还是小孩子的时候,在家里父母是怎么对待你的?是否很有创造力?是否有机会参与讨论?坐在饭桌前,能否就一个问题长时间地讨论?不一样的观点能被接受吗?是否得到不一样的结论呢?

是否有机会改变教学的方式?例如,在教育活动中,很多人使用幻灯片。教授使用幻灯片主要有三个原因:教授不知道材料的具体内容,而幻灯片可以帮助他们;教授年龄大了,容易走神,需要用幻灯片来提示讲课的逻辑;或者他们使用幻灯片,仅仅是因为其他人都在使用。但我们做了一个具体的研究,发现当人们用幻灯片来展示所有的内容时,会大大降低学生的课堂讨论时间和创造力。学生不再专心地听老师讲,而是更多地关注幻灯片的内容。所以,从教育的角度,我们认为过度使用幻灯片会降低教育的质量。讲述的内容有限,不断展示幻灯片,确实有效率,但是会降低教育的质量。现在,主要是中国以及美国的教育中在使用幻灯片。

就创造力而言,要考虑独立思考的能力的个体差异,而不是要求所有人必须达成一致,认同一个观点。这里我举一个例子,我自己的例子。几年前,我担任工业工程系主任,当时想建一个国家应用技术研究中心,所有的中国IT产品都要经过中心实用性审查,国外进入中国的产品也要经过这一流程,然后我们创建一个实用性索引。这样,就可以帮助中国人做出更好的决策。这时,有中国朋友问我,还有别的国家这么做吗?如果别的国家没有这么做,那我们对此也不感兴趣,这大概是两年前的事。今年7月份,我去了以色列,我得到了完全不一样的答案。我向他们展示这个想法,他们问我,别人做过吗?我回答是的。他们说那我们不感兴趣,请讲一些别人没有做过的想法。可见,思维方式的不同,所接受的内容也不相同。我们看看课堂讨论的情况。和实验室工作一样,学生需要自己发现问题,建立知识联系,再去创新。在课堂上就某一问题讨论时,从学生那里会听到不一样的想法,这会大大提高创造力。想想你的目标。例如在中国,无论是大学还是学术机构,目标都要做到最好。用创新的思维方式来想的话,如果这个领域不是第一,那就退一步去做其他的事,也可以做到最好。所以,通过讨论可以提高创造力,同时需要改变思维方式,改变价值观。

饶培伦:萨文迪教授所要强调的是,在课程当中,要用讨论的方式鼓励学生也包括老师去思考新的现象和问题,在国内一般不习惯这么做。他有一个经验性的观察:在中国,如果遇到了问题,人们经常会问别人怎么做,如果别人已经做过了,好,我们也这样做。但他去以色列的时候,也会被问到别人怎么做,如果他说别人做过了,以色列人会说,我们要做点儿不一样的。这是很不相同的想法。不管是在家庭教育中,还是学校教育中,他都观察到存在这样的区别。

萨文迪:非常感谢。我现在想为大家描述两个场景。首先是一个民族在过去几百年中,他们为何在创新方面如此成功,他们是如何培养创造力的。然后简要介绍两个教学实验,一个是探索性实验,另一个是正式的实验。我会请饶教授来讲实验的结果,他是实验的负责人。顺便说一下,我非常荣幸十五年前能够指导饶教授的论文,因此我们的关系也一直很密切,我们共同设计了高水平的项目和研究,当我不在这里的时候,这个项目是由饶教授负责的,因此邀请他来讲。

我想谈的民族是犹太民族。全世界一共有1400万犹太人,仅占世界总人口的0.22%,是北京市人口的三分之二。根据我在网上了解到的最新官方数据,北京市常住居民和暂住人口一共是2100万。我们想想这个比例,北京市人口的三分之二。这个民族做出了什么事情呢?在工业领域的创造力,他们创建了谷歌(Google)、戴尔(Dell)、甲骨文(Oracle),脸谱网(Facebook);在娱乐业与时尚界,福布斯财富榜上最富有的400人里,45%都是犹太人。大家不要忘了犹太人的总数,仅仅是1400万,北京市人口的三分之二。如果从科学技术的领域来看,共有171位犹太人获得诺贝尔奖。化学、物理学、生理学或医学奖获得者超过四分之一的人是犹太人,诺贝尔经济学奖获得者中,近40%是犹太人。想想这个数字,犹太人总人数仅是北京市人口的三分之二。为什么会有这样的结果,这是很有趣的现象。人们进行了很多实验,人们猜测可能是智力原因。有三项实验被认为是最重要的,这三项实验参与人数众多,实验质量很高。其中两项实验明确表明:在智力方面,犹太人并没有明显的不同。另一项实验表明,犹太人会比其他民族的人智力高10%。因此,智力的差异并不能解释他们为何有如此杰出的贡献。最重要的秘密在于,他们知道如何培养孩子。例如,当你去一个典型的犹太人家庭中,晚饭可能会吃两个小时,这也是家庭讨论的时间。会讨论各种事情,从各个角度去看问题。通常,孩子非常好问,比如一个五岁的孩子,是我的孙子,他吃晚饭时提出了一个问题,为什么钢笔外面有各种材料?他说,这些东西根本没什么用。当然,他只有五岁,不知道我们也使用铅笔,其实是没有那些材料的。但最宝贵的是鼓励创造性地提问和思考,这也是我们所要做的。

要鼓励创造性思考不是那么容易,为什么呢?原因是我们不仅要改变学生,还要改变教师。因为教师和学生要经历相同的变化,而他们的教育思维根深蒂固。我要讲讲我们是怎么做的,怎样才能实现目标。这个过程很难,但是必须要做,也是值得做的。当我们经历了这一过程,我们的教育就改变了。我来举一个例子,美国的大学老师,当然我比较熟悉工业工程专业,所有的老师都有答疑时间(Office Hour)。学生可以到你的办公室,和你谈任何问题,谈任何事。你开着门,就会有更多的人来。当我在清华工作的时候,只要在系里,办公室的门基本都是开着的。人们从心理上会愿意进你的办公室来,和你谈话。有时候,答疑时间的讨论能进入很深的层次,会带来非常重大的创新。可以通过各种不同的方式进行讨论,比如非正式的谈话。例如,我在普渡大学的办公室在校园咖啡店的对面,我常去那儿。有时会遇到学生,我们一起喝咖啡,一起讨论,或者就各类问题头脑风暴。但这样的创造性讨论在清华的工业工程系却没有。不知道其他院系有没有,我想其他院系也差不多吧。我们可能没有为学生提供这样非正式的头脑风暴的机会。

我来谈谈我们做了什么。首先做了探索性实验。作为一名科学家,我们都要做探索性实验,以此来确保我们知道真正的实验该怎么做。所以,探索性实验是一个学习的机会,我们进行了一个学期。要改变人们的想法,需要很多年的时间,要想将人的潜力最大程度的发掘出来,应该从家庭开始,从孩子出生那一刻开始,从孩子上幼儿园开始,再到中学,到大学。但我们只做了一个学期,这是需要长时间研究的。我们充分地理解整个过程,认真地设计了实验,饶教授之后会详细介绍。当然在实验前,我们并不期待出现多么意义重大的结果,确实也没有出现那样的情况。在过去所谓的“扭曲的”教学法和新的教学法之间,并没有明显的区别,因为显著的区别需要多年的积累和努力。我们只是想看看,如果采集四年的样本,从学生入学到毕业,或许能够看出一些不同。可喜的是,两个班60名本科生的创造力测验有了75%的提高,确实令人振奋,实施讨论式的教学确实已经在学生中见到了成效。

我之前也提到了,我们需要改变想法。第一是要有根据个人情况独立思考,勇于改变现状的想法;第二是要有想做并且想成为第一的想法;第三就是改变思维方式。饶教授介绍结束后,我们再谈这些内容。我不想让这个话题讲完听完就结束了,你们离开时,会说这个讲座好或差,然后就结束了,这不是我所期待的。我非常期待最后的讨论部分,看看我们怎样实施这个方法使清华各院系的学生和老师从中受益,也很想因此带来更大的影响。所以饶老师演讲结束之后,我将与大家继续讨论。现在,让我们欢迎饶教授。

饶培伦:好的。接下来,我跟大家谈一下我们在过去的几年中做了哪些事。萨文迪教授认为,这个教学创新需要有理论基础,希望教学实验的结果是用比较规范的方法做出来的。只有这样,我们才能依照实验结果来决定下一步做什么。第一个阶段是探索性实验,2007年年底开始。6年之前,不知道那时大家在做什么,离现在时间不短了。说说只有几十分钟的时间,但是做起来要准备很久。当时很高兴,系里和学校都很支持我们。我们一开始希望能摸索出一整套的方法。因为大家会说,创造力怎么教?能测量吗?

第一个阶段要做的重点,就是萨文迪教授刚才提到的,以讨论为基础的课程教学。我们一开始就说,大家习惯把课堂看成学习知识的地方,而不是探究的场所。探索性实验主要目的是想看看讨论对创造力的提升有没有帮助。我们很高兴,系里有三位老师自愿加入,这不是一件容易的事。大家都知道,清华的老师们都很忙,准备晋升职称,忙着各自的项目,还有课程要教。这三位老师自愿花更多的时间来教课,很不容易。怎么教呢?我们试着鼓励老师们采用一种讨论式的教学方法。大家可能认为,三位老师教的课是不是本身就适合讨论?其实不是的。实际上,这三门课是《数据结构》、《数学规划》和《管理信息系统》,都是基础课。这样的课也能讨论吗?我们请三位老师先试试看,建议他们用大概三分之一的课堂时间进行讨论。不是第一节课,也不是最后一节课讨论,而是每节课都要有三分之一左右的时间讨论。说起来容易做起来难,怎么讨论呢?我们先设计了一整套的实施方案,写成报告,请萨文迪教授带到美国去,邀请MIT的Edward F.Crawley教授,还有其他的美国工程教育界知名的教授组成了一个专家组来审核整个计划,保证实验过程与结果都是可靠的,有意义的。

2008年春季学期上课之前,我们先做了一次创造力测验。测试对象是计划上这三门课的大二和大三的同学。测完了以后分析结果,然后帮助老师改变教学方式,有三分之一的时间在课堂上跟同学们做讨论互动。为了保证效果,采用小班制,把课程容量变成30人。总共60名同学,每位老师要教两次,而原来教一次就行了,所以老师很辛苦。到期末的时候,再进行一次创造力测验。此外,我们也问参加这三门课的同学:你觉得这样教好不好?喜不喜欢?你感觉自己的创造力有没有提高?最初,老师们会担心,三分之一的时间在讨论,这门课有这么多重要的知识内容,哪有时间教呢。所以,我们在课后也做了一个测验,看看学生学到的知识有没有减少。各位我再说一次,老师讲的时间少了三分之一,那学生学到的,有没有减少?我们在学期结束后做了以上的测量,有创造力的,有学生自己的感觉和判断,以及这门课的相关知识训练到底体现在哪里。另外我们提出了有关设计创造性解决方案的问题,看学生解决得好不好。这不是一般的作业,没有标准的答案。我们期末做的评估和评量的结果,已经发表在一个国际刊物——The International Journal of Creativity & Problem Solving上。

下面具体介绍一下创造力的测量。因为老师们都会有疑问,甚至包括当时参与教学实验的三位教授中的一位也问过:创造力可以测量吗?创造力测验衡量的三个指标中,第一个指标叫举一反三(Fluquency)。也就是说,老师给你讲一点,你有没有别的主意,还是我给你讲什么就是什么。第二个指标叫触类旁通(Felexibility),就是你给我讲这一类知识,我可以举出例子,又可以想到别的知识。第三个指标叫天马行空(Oringinality),用中文这样翻译不是很贴切,但我没有想到更好的。就是老师只是提到这个问题,有的学生自己想出了新的方向、新的想法,突破了原来给的例子,他从原来的知识体系跳出来,突然想到一个新的主意。所以这个测验主要测以上三个部分。我们选择它的原因是可以进行前测和后测,两次的结果可以比较。测量结果我们没有特别的意外,学生们很高兴,很喜欢老师鼓励他们在课堂上讨论,不只是一般的满意度而已,他们觉得过程完全不一样了:以前都是老师告诉我要学这个,要学那个。现在老师问我了,我要想想看自己要学什么。从来没有这种体验,觉得真好,一个学期,他们就觉得很高兴。我们发现,三分之一的讨论时间,不会让学生的学到的知识变少。老师可能讲的少了,但学生学到的不会那么少,为什么呢?我们大家都做过学生,都知道老师在上面讲,学生在下面听,如果老师讲得很啰唆,学生不一定真的能学进去。相反,如果有一段时间让学生讨论和探索,让他们自己去读,自己去问,自己去激发,也会学到很多。讨论占三分之一,并不意味着同学们的基础知识没有了,毕竟还有三分之二讲的时间。

探索性实验的结果表明,学生的创造力没有显著的提升。我们并不意外,如果一个学期就有那么显著的提升,太让人不敢相信,没有那么快的。老师在这个过程中很辛苦,但不管怎么样,有了第一阶段初步成果的肯定,下面就更辛苦了。请问您有几个项目做得这么久?博士生念四五年,研究有做那么久吗?没有。教学改革这个事情很麻烦,做起来真的不容易。从2008年那个学期启动,到第一阶段探索性实验结束,再到现在,我们就不断地去想、去做。我们的想法很简单,既然创造力有办法测量了,也能确定学生起码学起来感觉更好了,那我们就去试吧。试验的目标是什么呢?第一个目标是想看看四年的教育教学,能不能够提升学生的创造力。第二个目标就是让老师们开始反思现有的教学方式。刚才萨文迪教授提到过,我也深有同感,最难的真的不是学生,而是老师。老师们不是不想改变,而是改变确实很难。有时候需要一点帮助,需要一点提醒,真的也很辛苦。我们需要有技巧地和老师分享:如果你尝试讨论式的教学,其实会更省力,效果会更好。你为什么喜欢当老师呢?不是只想自己在讲台上讲吧,和学生互动不是很有意思吗?我们不是告诉老师们应该怎么去教,而是希望他们自己反思怎么教更好。第三个目标是,我们想完善评估的体系。我们一直考虑,将来能不能在别的地方也用,是不是还有很多地方可以做得更好。过去几年,我们尝试用各种方式去改进它,开展了不少活动,鼓励系里的老师参与。

中间这张图是我们邀请教育研究院的专家来共进午餐。吃完饭以后,和老师们进行一次活动:如何进行师生之间的沟通。这需要吗?非常需要。你问老师,你跟学生沟通得好不好?十个有九个都说很好;你问学生,老师跟你沟通得好不好,偷偷的问,答案就不太一样了。问的结果我们就不说了,当然清华是比较好的。老师们会觉得,这个东西这么简单,我讲的这么清楚,你怎么听不懂呢?听课不认真,不好好学。我们请教育研究院的老师跟我们的老师一起互动。老师们发觉:原来我讲得也没有那么清楚,我以为重点在这里,我以为讲的很好,我以为学生都能听懂,我以为这样学生就能学到。没想到,和我想的不太一样。这对老师们观念的转变有所触动。除此之外,我们也用很多其他的方式去介绍一些常用的讨论组织方法。例如,在课堂上到底应该怎样去讨论,要讨论的时候用什么方式去引导,等等。通过各种方式集中更多的资源,帮助老师们去想、去探索,在课堂上增加讨论的时间。同时,我们也给学生一些帮助,提醒他们在课堂上参与讨论。

我希望PPT上写的是,所有教授都改变了,但是事情总是没有那么容易。不过我们确实很高兴地看到,有一些老师开始有意识地,甚至开始喜欢在课堂上跟同学们讨论。他们听到了清华的同学有很多有趣的想法,很多不同的见解。而以前老师们会说,学生懂什么,他们都没学几年,可是经过讨论之后,老师们发现与原来想的完全不一样。很多老师现在觉得,通过教学生提高创造力这件事本身就很有意思。事实上,系里没有逼着老师,而是老师们喜欢这样做。当然,这需要更多的资源。老师们会考虑课程怎样实施效果会比较好,如果需要各种资源和帮助,我们都尽量的去满足,尽量的去寻找。萨文迪教授讲了,希望老师们的思维方式能够改变。老师上课不等于讲课,当然包括讲,但不是从头讲到尾,最后要下课了还拼命讲。有了讨论,教学的定义不太一样了。我们希望通过这个实验,使老师的作用从单纯的讲授变成引导学生学习,并且创造一种学习的氛围。

说了这么多,到底有什么改变?这张PPT上是我们统计出来的结果。第一行代表前测,就是他们大一进来时的首次测量,四年以后就是今年暑假之前,他们毕业时再进行后测。可以看到在三个指标上的分数,以及它们的前后差异。左边第一项是“举一反三”,你可能会问,怎么变少了?我们问了参加测验的同学,他们说因为做测验的时间有限,把重点放在后面了。第二项“触类旁通”,有10%的进步,也许还不够这个惊人。但是第三个指标的提高非常多,“天马行空”的想法,有75%的增长。现在我们可以说,经过了四年的学习,我们的学生,他在原创性,提出新想法方面提高很多。而不只是变得更加会考试,重复高考做的事情,你要我考什么我就读什么,不是这样。他们有自己新的想法、新的视野,新的变化,这是非常难能可贵的。这也是在三个部分当中,我们觉得最值得高兴,最值得骄傲的成果。当然,这是全体老师大家共同努力,共同推进,彼此帮助的成果,这是一件值得骄傲的工作。我的介绍就这些,接下来的讨论再交还给萨文迪教授。

萨文迪:非常感谢。很抱歉我的中文不好,所以我还要说一点,我不确定刚刚是否提到,我们最初设计实验时,希望尽可能做到最好。所以我们设立了一个由MIT的Edward F.Crawley教授领导的国际评估专家组,他也是美国国家工程院院士,世界工程教育的领袖之一。专家委员会由五人组成。在探索性实验前,我们向专家组提交了报告,委员会审核之后,给我们提出了建议,完善之前的想法。我们希望这是一项严谨的科学研究,当我们实施了探索性实验,得到了结果,计划要进行四年的实验时,再一次把实验报告提交给委员会,他们审核之后,对修改后的实验设计进行了反馈。然后,我们才正式实施了实验。因此这个实验,不仅仅是饶教授和我的想法,也有很多来自评估委员会的建议,对于实验方法我们非常有信心。问题是,这能为我们带来什么呢?我们仅是在一个院系进行了实验,清华有很多院系,中国有很多大学。所以,实施这个实验确实不容易,不过任何有价值的事情,做起来都不那么容易。刚才和大家分享了我们实验的内容。我们认为,应该向各位老师提供充足的信息,让你们知道如何将课堂变得更有创造力。或许你们觉得,有必要和领导进行一些研讨讨论。午餐期间就非常好,因为每个人都要吃饭,讨论会进行得很顺利。为了教育,我们需要培养我们的老师,需要老师们考虑如何改变教育的模式,当然这需要时间。没准有些人会觉得这对于我的家庭教育也适用,是的。家里有小孩,为什么不把孩子培养得更有创造力呢?为什么不培养他们成为未来诺贝尔奖获得者?这一模式在家庭教育中也非常适用。

如果不给予教师一定的鼓励,这一教育方法很难在学校执行。因为它需要教师拿出更多的时间,尤其是一开始,需要改变他们教学的方法,从以大量讲授为主的教学,变成以讨论为主,寻找答案的模式。不同的院系可能有不同的想法,通常看表现进行评价的做法是不错的。因为你可以改变,但究竟改得有多好,很重要的要靠激励机制。它可以有很多种可能性,能适用各个老师的具体情况。评估是很重要的,评估新的教学模式是不是执行得很好,这容易。可以问学生简单的问题:我们课堂应该有少时间用于讨论呢?讨论对于创新有多大作用呢?或许,在讨论部分花的时间越多,那么教师得到的激励就越多。

我们非常期待与你们一起讨论,包括问题,以及你们在课堂教学中的观察和建议,或者告诉我们如何能够更好实施,我非常愿意与大家交流。通常提出第一个问题总是很难,我知道学生一般比老师要好,他们通常会问很多问题,老师们通常会犹豫,我希望你们不要犹豫,敞开胸怀,希望能展开讨论,请勇敢地表达你的想法。

提问1:您强调课堂讨论对于提高学生创造力的重要性,我的问题是如何让学生讨论?因为由于中国的文化背景,学生很腼腆,很难鼓励学生去讨论。或许您可以提出几点关于组织和鼓励讨论的意见。另一个问题与探索性实验相关,关于方法的,饶教授刚才介绍了实验组的结果,我想知道您是否有控制组的结果,谢谢。

萨文迪:谢谢,非常感谢你的提问。第一个问题的答案,是取决于各位老师的。如果学生觉得上你的课很轻松,那么他会提出很多问题,如果他上课觉得不自在,是很难提出问题的。几年前,我教的班里有15名学生,他们是一年级学生,我发现,在最开始的五分钟,很难让他们张口讨论,但五分钟之后,他们讨论很热烈,都很难停下来。举个例子,一开始,没有人愿意开始讨论,那么你可以问大家,你们有手机吗,每个人都有手机,那么我们来谈谈手机。你喜欢哪些功能,哪些你不喜欢,瞬间,讨论热情就被点燃了。我并不是想要讨论手机,我只是想借此来打开局面,他们也因此被激发,非常激动,大家在讨论,我也是第一次见到中国学生可以这么有热情地讨论。

饶培伦:我们在探索性实验阶段有控制组,讨论的和没有讨论的,我们对比了两组的结果,发现最大的区别是满意度。增加了讨论的那一组学生非常满意,非常高兴。但是在创造力提升方面,我们并没有发现有什么不同。在接下来的四年的实验中,我们不想设置控制组,我们想采用最好的方式来培养学生,培养他们的创造力。

提问2:据我所知,您所采用的测验量表没有中文版,您是如何处理题项的文化适应问题的?第二个问题是,三分之一的时间用于讨论的依据是什么?第三个问题是实验结果发现学生在原创性方面有了75%的提升,为什么说这是由讨论而不是其他因素导致的。

饶培伦:第一个问题是关于量表版本。对,没有中文版,所以我们用的都是英文,所以理论上来讲,对我们的学生其实难度更大,用第二语言去完成这个测验,还要发挥出这个创造力是不太容易。第二个问题,我们在后面四年的安排当中,没有办法保证课堂讨论时间刚好三分之一。这不是一个按表算时间,我们只是希望把这个方式介绍给老师们,提醒老师们这么做。我们尽量跟踪主要的课程,也做过一些统计,有的课上讨论可能就四分之一,有的课不到五分之一。但是或多或少与那些没有讨论的课相比,还是会感觉出来有一些差别。也要看老师,有的老师更愿意多花点时间在这个上面,有的老师可能觉得他在这门课上需要更多的讲解,我们把这个决定交给老师,由老师自己来判断,我想主要可以这样解释。

第三个问题是不是可以这样回答。这是一个长达四年的实验过程,很多因素都发挥影响,我们不可能排除掉其他的影响。当然,我们可以找另外一个班作为参照,不进行讨论教学,然后去做对比。但是,如果我们确信讨论这个方法比较好,又在另外一个班不这样教,是不是这样才有问题?所以我们实际上是跟过去的经验比,经过探索性实验发现课堂讨论确实有助于学生创造力的提高。当然,没有办法完全排除其他因素的影响,也没有做这样的测量,所以我们不知道不进行讨论会提升多少。但是这样做了以后,它提升了75%。如果你知道这么做会提升75%,为什么不去做呢。这是我的回答,确实是一个很难的问题。

提问3:萨文迪教授、饶教授,非常感谢你们启发性的演讲,我有一点评论。有人说为了提高学生的创造力,我们应该从小就给他们提供自由表达自己的机会。你们实验的结果也非常鼓舞人心,这说明大学还是能够有效提高学生的创造力的。所以亡羊补牢,为时未晚,这是我的一点感想。

提问4:我教的是大课,约300人。在这样一个大的课堂当中,您有什么好的建议,能让学生进行交流互动式的学习,比如讨论,或者小组项目等?

萨文迪:我也向郑力教授要了相关的数据。如清华班级的大小,我发现约76%的课班级人数少于50人,所以对于这76%的课进行讨论教学没有问题。无论是对于本科生还是研究生,我认为50人都是上限了。在美国,如果班里有两百,300甚至500人,他们会将班级拆开,拆成20人、30人或者50人,通常是30人,由助教来上的练习课,在这里,学生可以讨论。在300人的大课里,你只能讲授知识,不可能进行讨论,除非你可以分班上课,让学生从中受益.如果不能的话,他们只能和助教讨论,确实就丧失了提高学生创造力的机会。感谢你的问题,很好的问题,我猜到会有这个问题,所以提前准备了数据,谢谢。顺便说一下,难的问题请问饶教授,简单的问题就问我。

提问5:我认为鼓励学生参与讨论,或是表达意见都是比较容易的。但有时,需要考虑到讨论的深度,作为一名老师,我有时认为他们讨论得太浅了,怎样能够提高学生研讨的能力,使他们的理解和讨论都能更加深入一些呢?不知道您的学生,或者老师是否接受过类似研讨策略的学习,来帮助他们更好地组织或参与讨论?

萨文迪:很好的问题。我认为主要是教授在课堂所说的内容,学生会就老师提出的问题来讨论。那老师是否创造了一个随意舒适,适合讨论的环境呢?是否让学生感觉很严厉?如果你在微笑,他们就会觉得非常舒适,因此愿意展开讨论。你或许可以从一个玩笑开始。我发现,亚洲国家,例如韩国、日本,人们也不是很愿意讨论,前三四分钟基本没人说话。所以我必须非常随意,可能需要说几个笑话来打开局面,然后他们会觉得很放松。我不担心学生不参与讨论,我的问题是怎么结束。因为学生们讨论非常热烈,提出很多问题,时间不够用,最后结束了,大家还想继续讨论。

饶培伦:这是教授性格的问题,不要过于正式,要打开局面,这很重要。因为如果不这么做,人们就不会参与讨论了。例如刚提到的,我会选择让学生谈论手机这样的话题来开始,让他们开始讨论。然后我可以让他们停止,回到要讨论的话题上来。先选择容易讨论的、轻松的话题。有时候,也不奏效,那么我会将班级分成三人一个小组,我让他们就某一问题头脑风暴,然后每组将结果向全班同学汇报。因此,讨论不仅是在学生间,也是在小组间,这个方法很好用。

提问6:我是来自于外国语学院,我们想要开设一门课程,能够涵盖所有学生的兴趣,喜好,与此同时还能培养他们的专业能力,因此,您觉得我们开设什么样的课程能够提高学生的创造力呢?

萨文迪:我觉得最好不要开设这样的课程,因为这会带来一些问题。每一个教学安排都是有时间限制的,学生需要据此来上课,拿到学位,如果你突然增加了一门提高创造力的课,学生就会想,那我应该把课程安排中的哪门课去掉,来上这门新课呢?你也知道,每一位教授都尽力保护他自己的课,因此很难将课程替换,所以我认为这很难实现。根据科学以及文学课的经验,我不认为需要单独开设一门课来提高创造力,最好的方法是融入已有的教学体系中,而且效果也很不错。最关键的是,我们要保证清华学生毕业时掌握了所需的科学技术知识,所以在实施时也要注意保证他们的基本知识的获取。当他们毕业时,所掌握的科技知识应该是一样多的,无论他们创造力提升了还是保持原样。我认为这很重要。我认为单独设置课程是不对的,因为这个课程很难持续,而且也很难执行,现在还没有科学表明这样的课程能够提高创造力,所以不这样做能省去很多麻烦事。

提问7(1):在您的演讲中,您提到了犹太人,他们创造力方面非常成功,我想大家都对犹太人如此成功而感到惊讶.犹太人分布在世界各地,那么您怎样看待犹太人的成功呢?家庭教育和学校教育哪一个更重要呢?第二个问题是您如何看待中国的家庭教育?

萨文迪:谢谢!这个很难说,我对中国的家庭教育并不是很了解。所以我的观点也是来自中国学生的,我得到也是二手信息。据我了解中国的家庭教育中很少家长和孩子的讨论。家长告诉孩子要做什么,他们也不会质疑家长,也不会问为什么,只是去做。所以据我的学生所说,家里没有讨论,百分之八十从清华、北大毕业的本科生的家庭教育中都没有讨论。不过我得非常谨慎,因为我个人并不知道具体的情况,这是从学生那得到的信息,他们说爸爸告诉我要怎样,妈妈告诉我要怎样,我不能质疑,只是照着做。

犹太人的大学教育和其他人是一样的。顺便举一个例子,最新的数据显示,哈佛大学本科毕业生中20%都是犹太人,但犹太人仅占世界人口的0.22%,他们接受的教育和其他人是一样的,主要发挥作用的是家庭教育,而且这是能够遗传的。因为当一个人小时候受到了这样的熏陶,当他结婚之后,他的孩子也会接受这样的教育,他会和孩子建立同样的关系,你不仅激发了孩子的创造力,同时也激发了自己的创造力。前面说的哈佛大学,还有80%的学生不是犹太人,他们上的课和别人一样。我们在清华很难影响学生来清华之前的家庭教育,但是我们可以改变他们来清华之后的教育,但也很难实现全部的潜能,因为我们无法干涉家庭教育。除非报纸,媒体能有很多相关的讨论,促使家长改变他们的思维方式,但那需要很长的时间。你们也知道,教育需要慢慢变革,如果各位教师对此感兴趣,那么你们马上就可以开始尝试,你们将会看到益处,我觉得会带来300%创造力的提升。但我并不认为本科四年能提高多少创造力,如果一直在清华读书到获得博士学位,采用创新性的教育方式,将会看到创造力100%的提升。或者,如果有人可以和清华的幼儿园和中学谈谈,开始实行创新教育,或许能够看到200%的提升。或许,诺贝尔奖的得主将出自清华,或者北京,这个拥有众多人口的地方。当然,最终的受益者肯定也包括父母。你们也知道很难干涉家长的教育,家长总认为他们知道正确的做法,这很难改变,因为他们会用陈旧的方式来思考。相信很多清华的教师对此都很感兴趣,最好在教室中去尝试创新教育。比如清华幼儿园、初中,我知道它们都是独立的单位,和园长、校长谈,考虑做出改变,我相信这会带来很多益处。另外,我说得或许不对,但我感觉在提高学生创造力的过程中,老师的创造力也得到提升了。当然我们没有测量,也没有科学的数据,只是直觉。我们并没有从教授那里得到科学的数据,但我相信教授没有理由不从中受益。因为他们也参与讨论,如果讨论能使学生受益,那老师也应该受益。如果老师创造力提高了,那么他们也能写出更有创造力的论文。我认为清华应该有人获得诺贝尔奖,我们这里有充足的人力,大家也都很聪明。

提问7(2):我想问犹太人的创造力来自哪里?为什么犹太人这么有创造力?或许是因为他们的智力,或者是其他的传统?请您做进一步的解释。

萨文迪:谢谢你的提问,正如前面所提到的,并没有科学证据表明犹太人智商更高,有三个实验,其中两个没有发现他们智商更高,另一个是高一些,高10%,但我认为差距并不大,所以并不是智商高带来创造力强。我认为最主要的是在餐桌上讨论,使他们创造力大幅提高。我记得餐桌讨论,经常会有假设,如果这样……如果那样……如果我们这样做,其结果会是……如果我们那样做,结果又会是……而不会直接就说,咱们做吧。如果你不是从小在这样的环境中长大,可能你会觉得,这很烦人,因为你不可能用短短二十分钟吃完晚饭,讨论会一直继续。讨论从多个角度看问题,有时可能会是政治话题。例如,中日之间有矛盾,他们不仅会说结果如何,而是会谈为什么会有这样的结果,事情怎么发展到这一步的等,从不同的角度探讨。我想,这就是在探讨各种可能性。另外一个重要的原因就是思维方式不同。他们思路清晰。如果不能成为第一,那你必须改变,做些别的事。

提问7(3):您是犹太人吗?

萨文迪:是,但我不够优秀。不算是一般的犹太人,因为犹太人一般都非常出色。我是不成功的犹太人。我也想那样成功,很遗憾,我还不是。感谢你的问题。你知道,清华的人都非常聪明,有些人也没那么聪明,也会犯错。有些老师也没有那么聪明,其实犹太人也是如此。如果运气不好,该怎么办呢?你要问一个难题,因为饶教授非常擅长回答难题。

提问8:我想问那个测量的方法。前测和后测75%不一样,是怎么出来的?你们看什么,考试的结果吗?还是学生的满意度?还有就是您说老师讲的时间少了,但是学生学的东西没有少,这个是怎么测量的?我很好奇这个。

饶培伦:好,第一个问题是测量方法。TTCT是一个标准工具,这个标准工具在设计的时候,有A版本和B版本。难度基本上一样,但又不能一模一样,一模一样你会记得。关于“天马行空”想法的测量,有一些标准的问题,希望回答的人提出一些创新的、原创的想法,自己的想法。然后根据评分标准评分,这是第一个问题。第二个问题,主要是测这个学习的知识掌握情况,其实是进行一般的考试。主要就是考有没有得到这个知识,这个题你会不会算,这个概念你知不知道,这个事情你记不记得。我们发现老师讲的少了,但是这些问题学生还是答得出来。而不是老师没有特别讲,学生就不知道。老师没讲但可能会问,学生自己去讨论。同学们你问我,我问你,你看我,我看你,结果可能讨论到了或自己想到了。所以一考还是知道。学生也很辛苦,要考一般的考试,还有创造力的测验。不是只有一般的满意度,还要问学生你自己觉得,课堂上有没有学到不同的方式。回到刚才的这个问题,通过一般性知识测验,发现这个成绩并没有区别,虽然讲的少了,但是学生学到了,前面说的不讲就不知道的担心没有了。非要解释原因的话,能不能这样说,如果老师讲的时候,学生刚好没听课,在下面玩游戏,那老师讲他也没学到,如果老师让他参与讨论,他就没有时间玩游戏,没有发呆,可能也学到了。

提问9:我有一个问题想问饶教授,就是三分之一的时间是讨论,三分之二时间是讲解,怎么确定出来的呢?是因为这样能够达到最高的效率吗?还有一个问题是,刚才说独立思考和讨论,都是非常重要的。我自己感觉讨论的时候,每个人的逻辑可能都不太一样,我们在教这个创造力的时候,应该怎么样平衡这两者?谢谢。

饶培伦:关于三分之一这个数字,主要来自文献,就是过去的经验,是根据前人的经验得出来的。经验告诉我们,三分之一左右比较合适,没算那么精确。太多、太少可能效果没那么好,但不是一成不变,或许你发现某些课需要多一些,某些课需要少一些。这是一般性的结论,大家可以试试看。第二个问题,平衡独立思考和讨论不是很容易做到。我们的心得大概是,有些同学可能过去没有太多这方面的经验,他真的不需要独立思考,就是老师说什么,我就做什么,我自己的研究生也这样,就是看老师,老师往那边走就往那边走,多年积累下来的习惯,改起来真的不太容易。我们的很多讨论,并不是说要有不得了的大发现。对老师来说,有些已经知道,只是想听你自己嘴里说出来,或者只是要你自己去想、去提问而已。没有很好的答案说怎么样去做平衡,尤其是独立思考,我个人觉得非常之困难,期望也不能太高,所以我没有期望它很平衡。尝试做,慢慢地去改变,可以看到一些效果。是不是请萨文迪教授补充一下。

提问10:我想问的是第一个问题是推广的问题。据我所知,让老师改变一直以来的教学观念,是非常难的,现实中并不是所有老师很认可、愿意做。这个困难怎么解决?第二个问题是,有时候我也有一个很大的想法,但是其实我做不了,还需要很多基础的,或者其他的东西来支持才能完成。对于整个实验,我觉得您刚刚的回答非常智慧,增长了75%,结果已经出来了,那你愿不愿意去做推广,我觉得这样说可以。但这个实验过程中有很多其他的因素在影响。比如您花四年时间来做这个实验,你不断的来问我这个课程怎么样。对我来说,里面已经增加反思的因素,让我想课程学的怎么样。而当推广以后,这个因素撤离了之后,结果会不会有很多改变?我觉得这些都还是值得去研究。

饶培伦:又是一个难题。或许我可以简要回答一下。我介绍的重点不是实验而是教学。教学不是实验,实验我们希望用一个比较科学化手段来记录这个过程。因为时间非常短,没有办法讲的很仔细。老师怎么会愿意参加呢?当然不愿意参加,忙的要死。你说增加三分之一讨论,他会说你是谁,你懂什么。不是大教授一来,下面每个都听,明天回去就改,然后出成果。不是,完全不是,没有那种事情。就像您刚刚讲,那个老师说不愿意改,这个老师说我想试试,但我不知道讨论多久。如果讨论得太高兴,一半时间都在讨论怎么办?各种情况都会出现。确实有各种影响因素,但我们的主要目的不是去做一个实验,拿到统计数字,然后发一篇论文。我想最重要的是,老师们的想法改变了。如果老师自己愿意去改变的话,很多事就容易得多。如果今天坐下来讲,他明天就改变,那是骗人的,肯定后天又回到老路上去。刚才萨文迪教授也提到思维方式。老师如果想做点不一样的,这就好办了。有时候老师会需要这样那样的支持,不敢讲帮助,讲帮助好像我很厉害,不是的,我们没有那么懂。老师会跟我们讲,我觉得需要这样的知识、例子和资源,你帮我找找。好,我们想办法找找。看看你能不能,愿不愿意变化。如果你和老师说你们不懂我懂,明天就去给我改,绝对死定了。如果我们这样做,也不配做教学生创造力这件事了。

至于各种影响因素,可能都有。但是不管如何,大家感觉这种方式很好。在探索性实验中,学生感激和高兴的是,老师愿意花时间来听他们讲了,学生喜欢这种沟通的过程和互动的气氛。老师们也喜欢这种方式,这让他们更喜欢教学,对自己的创造力提升也有帮助,做项目写论文也比较好。还有就是,我们会提供一些实质上支持,比如说减少一些教学工作量,让他可以更集中精力,或者有一些实质上的奖励。物质奖励或者精神奖励都是必要的,比如系里开会,说某某老师做的非常的好,那也是肯定。尽管这样,还是很难的。很高兴有机会跟大家分享。我想这是最后一个问题。

萨文迪:是的。我代表饶教授和我自己,非常感谢大家来参加。非常欣赏大家提出的很有远见的问题。我们会继续在这里,午餐、晚餐以及明天上午,如果有任何问题,欢迎大家过来和我们讨论。谢谢,非常感谢。(清华大学工程教育研究中心根据录音翻译整理又未经本人审阅)编译:乔伟峰 审核:王孙禺

相互联系的知识与未来的通识教育

2014年1月14日

美国杜克大学校长 理查德·博海德(Richard H.Brodhead)

主持人白峰杉(数学系教授,教务处副处长):女士们,先生们,今天我们非常荣幸地邀请到理查德·博海德校长作主题报告。为了让大家更好地了解报告的背景,我想先用一两分钟用中文介绍一下他要讲的内容。今天报告的主题是相互联系的知识(Interconnective Knowledge),属于“通识教育”(Liberal Arts Education)的范畴。通识教育也可以翻译成“博雅教育”。他认为“通识教育”不是传授一个个孤立的分支学科知识,而是要把它们联系在一起,要找到这种连接关系。我和他说,我举个例子,您看是不是准确描述了您要讲的主题,他说他喜欢我讲的例子。我讲了我对相互联系的知识的理解。要看德国的文化,先看德国的哲学。从莱布尼茨(Gottfried Wilhelm Leibniz,1646—1716)到沃尔夫(Christian Wolff,1679—1754),向后到康德(Immanuel Kant,1724—1804)、歌德(Johann Wolfgang von Goethe,1749—1832),然后到费希特(Johann Gottlieb Fichte,1762—1814),再到集大成者黑格尔(Georg Wilhelm Friedrich Hegel,1770—1831),德国哲学家可以继续向后数,还有很多。这是一条线索。再看德国的数学,还是从莱布尼茨开始说。莱布尼茨是大哲学家,同时也是大数学家。大家知道,微积分的发明者之一就是莱布尼茨。德国古典年代的数学,也有这样一个链条。比如说,很重要的一个人物维尔斯特拉斯(Karl Theodor Wilhelm Weierstrass,1815—1897),莱布尼茨的微积分在他的手里系统化、精确化。维尔斯特拉斯可能受到康德哲学的影响,这种影响是系统性的,这就叫作一个连接。再往后是康托尔(Georg Ferdinand Ludwig Philipp Cantor,1845—1918),就是把无穷大说清楚的那个人。他可能受到谁的影响呢?就是黑格尔。再往后有一个很重要的人物叫哥德尔(Kurt Gdel,1906—1978),现在应该可以确定,他可能和维特根斯坦(Ludwig Josef Johann Wittgenstein,1889—1951)有关系,还可能跟海德格尔(Martin Heidegger,1889—1976)有关系,哥德尔受到他们的启发和影响。这样,从莱布尼茨数下来,有很多的哲学家,还有很多的数学家。什么叫作相互联系的知识呢?就是帮助我们找到知识间的关联的那些知识——未来的知识,就是在相互分离的领域中找到它们的相互关联。你就会发现,这实际是一种思维关系。将系统的思考变成数学,然后再把数学升华成哲学。因此,我们要传授的可能并不是所谓知识的多少,而是去提供思维的方式。这就是我的简单介绍。好的,现在我把发言权交还给博海德教授,他是美国杜克大学的校长,美国文理学会的会士(Fellow),他还是清华大学的荣誉博士。他的演讲一定很精彩,有请。

主讲嘉宾博海德校长:最近几个月,我一直在关注中国的大学。有几件事让我关注。第一件事是2013年9月中国教育部正式批准设立杜克-昆山大学,这是杜克大学、武汉大学和昆山市政府在昆山市联合举办的一所合资大学,这所大学将在2014年9月正式开学。第二件事是“苏世民学者”(Schwarzman Scholarship)项目在清华园正式启动,我本人也有幸作为顾问委员会的一员。第三件事是2013年10月由美、欧、中、澳的四个顶尖研究型大学联盟联合发布的一个重要的声明,对现代研究型大学的使命、政策与环境进行了审视。第四件事是2013年11月,我到芝加哥参加中美高水平大学校长圆桌会议,12位中国大学校长和12位美国大学校长参加了会议,也听到中国政府副总理刘延东女士的发言。美国国务卿约翰·克里在第四届华盛顿中美对话中也提到了这次会议。

对于美国大学的校长而言,中国已经不是外国。早在2006年我到清华之前,中美高等教育体系的相互联系就已经非常深入。个人交往、学术合作和国家合作都深入而广泛。实际上,中美大学的合作,已经远远超出了特定项目合作的有限范围。过去几个月的经历和直觉告诉我,我们的合作已经进入一个新的阶段,科学研究机构通力合作,促进彼此思考的新阶段。今天,中美的大学面临着同样的困扰。当然形成原因不同,因为我们所处的社会发展阶段不同。但我觉得我们面临类似的情况。包括两个方面:一方面,很明显大学和研究机构对于经济社会的持续发展至关重要;另一方面,越来越多的人认为,大学和研究机构面临挑战,即无法为社会公众提供他们所期待的充分价值。为了满足公众的更高的预期,大学不能再循规蹈矩,必须重新思考大学的社会责任,并向社会提供新鲜的内容。目前,世界各地的大学结成联盟的一个好处就是在可以在教育的方法和目标上相互启发。2013年10月,北美大学联盟(AAU)、欧洲研究型大学联盟(LERU)、澳大利亚八校联盟(Go8)和中国九校联盟(C9)发布了一个重要声明,这是一个大学合作的例子。这个声明叫《合肥宣言》,全称是《当代研究型大学的十个特征:合肥宣言》(Hefei Statement on Ten Characteristics of Contemporary Research Universities)。我不知道多少中国人知道这份声明,美国人恐怕知之不多,但这是一份非常有意思的文件,建议你们都看一看。这份文件非常棒,我不知道教育史上是否有哪份文件与《合肥宣言》的主张相契合。它不仅是由世界各国顶尖研究型大学联盟共同签署的,更关键的是,它对研究型大学的功能和价值进行了深刻反思。作为背景,这份声明指出,现代社会的发展和高等教育的发展有着非常复杂的、高度共生的关系。换句话说,在全世界,大学向那些原来无缘接受高等教育的普通大众打开了大门,让教育可以惠及平民,让他们灵活地接受教育,获得更多的机会,积极参与到更复杂的经济社会活动中。同时,受教育人口多来越多,也增强了经济活力,推动了教育机会的发展。美国的大众高等教育的主要开始于二战之后的十年。正如美国经济学家所说的那样,20世纪是美国人力资本的黄金时代。中国的高等教育规模扩张的起步晚于美国,但现在却以更高的加速度发展,特别是在1998年以后更是如此。现在,两国都在问这样的问题,关于公平与质量的问题:教育如何发展才能防止社会不平等的固化?如何确保大众(普及)高等教育的质量如民众所愿?

大家知道,在整个高等教育体系中,研究型大学的数量不多,所占比重很小,培养的研究人员数量占总人口也不多,但是他们对社会的影响却无比巨大。众所周知,研究型大学的重大科学发现能够引发新的经济活动、改善人们的生活质量,并能带来信息技术、环境可持续发展,医疗等方面的大多数创新。除了特定的研究成果之外,主要的研究型大学还发挥着培养专门人才,培育社会公民的关键作用。研究型大学培养的人具有创新精神,在社会的各个领域都能发挥领导者的作用。在科学发现、探索新知方面的领导才能,使得研究型大学成为创新的平台。可以说,研究型大学解决问题的高超能力使其在现代社会生活中扮演着重要角色。《合肥宣言》是一份思想性很强的文件。因为它清晰阐述了大学所创造的价值,这种价值应该得到社会的关注。社会期待从研究型大学获得利益,但是这些利益往往是短期的,社会从大学所获得的那些最深层的价值其实与短期利益性质不同,并且不容易说清,也不容易捍卫。我可以选读其中的一段,信息量很大,但确实非常重要。“重要的是,大学还是知识和广泛能力的储备库,这些都是潜在的准备——建立在信息、能力基础之上的保证和警觉的准备。而商业、政府和社会可以从大学获取知识来处理和应对那些预料不到的和未知的情况。这种快速而有创造性的反应能力,有赖于跨学科领域的广博才能,而这种能力在这个风云多变的世界里变得越来越重要。”

设立大学的主要目的是培养这种思维能力,而不是解决特定的问题,培养特定的人做特定的工作。大学主要是探究的地方,提出问题,发展思维,不一定马上使用。而是让人们在需要时可以启动对知识与世界的理解能力,在那些事先无法预见的问题出现时,将原有的知识进行组合,找到解决办法。当然,公众想要快点儿见到对大学和研究机构的投资回报,这个我们无法回避,而且也不应回避。但大学的关键挑战在于赢得公众对大学捍卫更深层使命的理解,让大学可以挺过短期的压力,坚持做那些对这个社会长期发展有益的工作。

我刚才提到的11月份在芝加哥举行的中美大学校长论坛,正是在这一重要文件发布之后不久。各位大学校长坦率地讨论了中国和美国的教育问题。中国大学的校长在评论中明确提出中国大学需要更大的办学自主权,看来这不仅仅是外国人关心的问题。中国大学的校长自由地表达了企盼,表示大学要想充分发挥潜能,获得一定程度的独立是必须解决的问题。尽管细节有待进一步确认,中国政府部门似乎并不反对这个观点,刘延东女士在演讲中提出中国的中央政府要给予学校更多的管理自主权。在美国,长期以来人们似乎已经习惯了世界其他地方很少的大学自主权。可是在会上,美国大学的校长也提出,我们也面临来自政府的压力。例如公立大学的教育经费减少,某些基础和应用研究科研项目经费环境不确定。社会公众对大学教育的评判仍然看重就业,并以学生毕业后第一份工作获得的薪水为依据。我想,不仅中国面临这样的压力。其实,这些外部问题相对容易解决,即使我们解决了外部的问题,即《合肥宣言》中所提到的政策与环境的问题,大学还面临着一个内部问题。如果大学要抵御短期压力并获得追求长期价值的自由,就必须思考大学怎样提供这些价值以及如何更好地提供这些价值,如何更好地设计今天的教育,以满足明天的社会需要。

我在高等教育领域工作了40年。最初几年是一位学者和教师,后来在耶鲁大学本科生院担任院长,又在杜克大学作了十几年的校长。在这个领域工作的时间越久,我就越觉得,高等教育的目标并不是让学生掌握多学科的知识,而应该是发展他们独特的思维习惯。为了学术组织的目的,我们把大学分为自然科学、社会科学、人文科学,又进一步分文学、物理学、经济学、哲学等。我想,为了发展更好的教育,我们应该多用一些学科之外的新鲜词汇,比如积极参与、充满好奇、提问能力、将不同的知识结合形成新的洞察力、将学到的东西应用到新问题、独立思考,还有团队合作、用知识造福人类,等等。如果我们不是从大家熟悉的学科的角度出发,而是从前述这些目标出发来实施教育,再来反问如何才能培养这些思维习惯,我相信,我们所设计的大学教育方式将与目前截然不同。培养这种思维没有既定模式。但在美国,这种思考问题的方式重新燃起大家对通识教育的兴趣。通识教育不是随机的、毫不相关的学科领域,不是仅仅检查是否完成了学科课程的作业;通识教育需要通过多种表现形式的方法,去积极推动整个思维的发展;通识教育意味着运用我们的所知所学,去理解那些跨领域的事实,并以此重新评价我们已有的知识理解。最近几年,对美国大学的短期投资快速回报的期待,让不少人对美国教育很多负面的评论。但大学要坚持自己的使命,这就需要我们捍卫自己的主张,至少在我这里是这样。

两年前,美国国会要求美国文理学会组建一个人文社会科学委员会,我有幸担任这个委员会的联合主席。这个委员会由53位在各个领域取得杰出成就的人员组成,包括教育家、企业家、外交家、法官、艺术家、演员、电影制片人等。这个委员会成立后,大家很快并一致地认识到,它的真正使命并不是关于所谓的人文与社会科学,而是为倡导基本价值观和广泛而包容的教育理念,运用各种技巧装备心灵提供充分的理由。尽管这个委员会有来自哈佛大学、斯坦福大学和宾夕法尼亚大学的杰出学者和领袖,但捍卫通识教育的最主要的声音却来自于学术界之外。吉姆·麦克纳尼(Jim McNerney),波音公司CEO,美中商会前主席,告诉我们在高科技制造领域,当然需要一个人具有工程能力。但老实说,在企业中除非一个人具备工程制造专业以外的技能,否则发展到一定阶段就会停步不前。这些工程专业能力以外的技能就是沟通技能、互动能力、对多元文化的应对能力,也就是他所接受的通识教育的训练。卡尔·艾肯贝利(Karl Winfred Eikenberry)将军,美军驻阿富汗的武装部队负责人和外交大使,他在中国的南京大学获得中国历史学的高级学位。卡尔认为,在全球化的时代,武器捍卫国家安全的作用有限。同样重要甚至更重要的是外语、外国的历史和文化以及与自己不同的当地的信仰体系,也就是人文与社会科学领域的内容。大家可能听过诺曼·奥古斯汀(Norman R.Augustine)的名字,他是美国洛克希德·马丁(Lockheed Martin)公司的领导者和美国科学与工程教育改革的倡导者,他曾经说美国教育最薄弱的环节其实是美国历史教育的缺失。学生的历史课成绩最差。缺乏历史知识不仅使人无法了解自己所生活的社会,同时也无法发展必要的技能,例如收集数据、进行假设,然后在辩论中验证假设的技能。

让我来举个例子证明通识教育所带来的益处。我想到了一个中国人,你们可能知道容闳,他是1854年美国耶鲁大学的毕业生,是第一个在美国大学毕业的中国人。我最近几年读了一些他的书,他写了一本著名的自传,名为《我在中国和美国的生活》。当时有资助人提出,如果他承诺毕业后回中国担任传教士,他就会得到全额资助。但是他拒绝了免费教育,因为他不希望自己未来的职业生涯从一开始就被限定。他去了耶鲁,回国之后,他过上了离群索居的翻译家生活,一家茶社的牧师发现他具有杰出的口语才能,在一场大洪灾过后,他被邀请帮忙申请国外救灾援助。那时适逢太平天国时期,他被公认是一个聪明人,他的创新精神使他脱颖而出。在三十多岁的时候,他被中国政府聘为顾问,帮助缩小中国与西方在技术领域的差距。1864年,他重返美国,为中国购买机器,他提议不要购买那些生产特定产品的设备,而是购买那些可以生产原始零部件,包括生产枪支和蒸汽轮船零部件的机床。在教育方面,他奠定了中国技术教育的基础,还建立了非常重要的中国派遣留学生教育计划。他还提出人权计划,撰写了新世界虐待中国劳工报告,这份报告最后还谈到了秘鲁的奴隶贸易。后来,他还起草了建立中国国家银行的计划。

我不得不问,容君此生,为何如此富有戏剧性?他是如何能够建设性地涉猎这么多领域的?并不是因为他接受了专业的训练。他从一个情境迁移到另一个情境,在每个领域中都有所建树。因为他很聪明,他有创新精神。但同时,也因为他有非常多的灵活的技能,这就像《合肥宣言》第一段里所提到的,他具有广泛的知识储备和准备,而这正是企业、政府和社会所需要的。当然,如果你觉得这个例子不好,想要一个更当代的案例来说明广博的教育所能带来的多姿多彩,我可以再举一个例子。20世纪最著名的大学辍学生,史蒂夫·乔布斯,苹果公司的创始人,大家都认为他没上大学,但其实他上了美国最著名的文理学院(注:Reed College)。他虽然很快在大学退学,但并不说明大学对他没有价值。我们知道乔布斯他最早是学习信息技术和游戏的。可是他说,他觉得上的最重要的课程是书法课,这是一门技术和美学相结合的课程。值得思考的是,正是技术和美学的结合带来了设计的力量,而这种力量乔布斯最早是从书法中发现的。正是视觉上的独特性和使用上的功能性的完美结合,才使得苹果的产品独具吸引力,并取得巨大的成功。当乔布斯推出第一款iPad时,他展示了一幅十字路口的图片,图片中两条街道交叉,他说一条是技术,另一条则是艺术,而创新正发生在这两个领域的交叉路口。所以,创新实际是各种不同领域的结合。他曾有一句名言,“只有技术是不够的,技术、艺术与人性相结合才能打动人心。”我不是在推广教学方法,我所说的这种教育方式并非魔术,也没有秘密。但目前,没有哪一所大学能够培养出很多这种思维极其敏锐,多才多艺的毕业生。大学要承认,也要不断扪心自问,如何才能持续不断地培养这种多才多艺的毕业生;大学要愿意试验,并找到更好的答案。

今天我们推出了一个新的项目,叫Best Connection,它不同于传统的大学和院系课程,而是整合的课程。这门课涉及诸多的当代主题,包括医疗、能源、教育和人类发展、人脑的研究,让专业学校的毕业生都能够接触到更广泛的课程,解决各种现实中的问题。在美国,每一个学位项目中,都涉及到对解决问题发挥作用的不同学科,包括科学、经济、美学、心理学、法学、医学、政策和文化。学生们不仅能上课,而且还可以直接参加研究团队,并获得一手体验。当然,我们并不认为这是对传统教学的替代,但在让学生获得更广泛的、更多领域的知识,用才智去解决问题等方面发挥了重要作用。现在,这个项目还处于前期阶段,刚刚开始几个月。但我已经与一些学生、教师和博士后接触,检验这个项目是否成功。我知道团队的研究压力有哪些,包括积极方面和消极方面的。还有一个学生,他正在研究智能电网。我们杜克-昆山大学也在做这个项目。这是一种解决问题的教学法。在中国,你们有更多的版本,也不仅仅局限于传统的教学方式。有趣的是,在过去的十年中,中国的传统大学发明了自己的做法。中国的大学似乎也没有用单一模式,不同的学校正在尝试不同的方法。包括复旦大学的雄心勃勃的通识教育计划,浙江大学在一个国际教育项目中所作的新的实验,还有清华大学经管学院实施的通识教育项目。在读十八大报告的时候,我看到国家对于这种现代的、不那么僵化的方式的支持,让大学对人的评价不基于每次考试的成绩,而是基于多种评价方式,包括培养学生各方面的能力,使他们的思维方式获得更好的发展。当不同学科结合在一起的时候,就会带来这种特殊的价值。对于研究型大学来说,这可能是一件好事,可以促进探索和创新。这个时期,我们必须彼此学习,因为没有人能够保证事先就知道最佳答案。高等教育机构在分享跨领域的杰出想法和最佳实践方面一直走在前面。美国的这个教育体系也是现代教育体系与中世纪教育体系的结合。吸收了中世纪的德国、法国、英国的信息,19世纪的德国的教育,还有近代一些东亚和南亚的教员的共同努力。在11月芝加哥中美大学校长论坛让我看到,这种做法和经验交流对我们都很有好处,是我们这个时代特别需要的。在文化差异的背景下学习了解对方,交流经验和分享做法,每个人都能获益。我们看到中国已经成为一个新的强国,中国大学的崛起,是一个事实也是一个过程。随着冷战结束,苏联的解体,很多人预言社会格局会出现一个由美国主导的新秩序,美国会成为唯一的超级大国。这些神圣预言,且不说是否对,很可能也是不对的,即使对,也并不能存在多长时间。世界其他地方的崛起,会带来一个多极的社会,美国和中国都可以宣称自己具有超级大国的地位。如果中美为敌,超级大国可能是毁灭性的。中国和美国可以是竞争对手,这种关系不一定是有害的,也可以成为一种竞争。这种竞争最好是像商业竞争和运动竞技,使每个人都能变得更好。教育在这里能发挥重要作用。双方都有机会去体验对方的文化,了解彼此文化的偏好和特点,在相互理解和尊重的基础上相互合作。人与人的交流涉及很多层面,但我们的思维形成有既定方式,要想更好的话,学生间的相互交流是非常必要的。几乎每一所中国大学的领导都曾在西方留学,还可以更进一步,我希望这种交流是双向的。我希望杰出的西方大学的领导也能来中国,了解中国。我想如果我们商学院的学生能够和杰出的中国学生一起学习的话,我将非常高兴。最后我想引用一句话,你提到莱布尼茨和黑格尔,非常好。德国哲学的一个人物洪堡,是19世纪柏林新德国教学模式的创始人,他定义了研究型大学的实质。他说人们尚未找到基于知识的理解的原则,这种方式还有待发现。也就是说,真理只有不断地被发现,通过不断研究才能获得更好的答案。他以这种方式阐述教育的实质。教师应该是探索者、发现者、教师和学生应该一起做研究,每个想法都应该不断被质疑和检验。通过持续的发现去寻找更好的答案。这是大学应该做的。这里,教师不应该是权威,应该帮助大家探索和发现。不断提出质疑,不断进行验证。相对于其他挑战来说,这还是研究型大学的机会。我们应该不断的去问问题,并找到答案。美国无法独自完成这个任务,但如果我们能够合作的话,一定可以取得进步。欢迎中国伙伴的加入。谢谢。

白峰杉:根据我的理解,他强调了几个问题,最重要的是反思今天的教育的价值。他讲到了乔布斯的故事,看似毫无意义的课,可能一辈子都不会用到的东西,最后成为在他一生中认为最重要的事。我刚才讲的德国古典时代,除了哲学、数学,其实很重要的还有大学。洪堡大学是在1810年建立的。洪堡建立的时候是德国经济非常孱弱的时代,但是当时的文化却很发达。实际上洪堡大学的发展就跟当时文化上的发展是非常协调的,这与歌德、席勒(Johann Christoph Friedrich von Schiller,1759—1805)等诗人和作家的创见是分不开的。教育的价值需要我们重新思考,过去我们认为对的或必然的东西,未必就是对的、必然的。下面把时间留给大家提问。讲中文也可以,外语系的教授、外语系的副主任在座、他们都可以做翻译。

提问1:我来自清华大学土木工程系。我的问题是关于大学的技术合作。我们知道中国和美国大学的技术合作方式不太一样。特别是工科院系,比如中国的土木工程系,我们更多服务于实际项目的技术应用,而美国更多做基础研究。我的问题是,您如何看待这种差别?

博海德:基础研究是最难定义的,因为回报期很长。但基础研究之所以是基础的,是因为它是其他实践工作的基础。你知道,中国和美国的一大差别是美国没有多少聪明的学生愿意去学理科,学习土木工程。这在美国是全国性的问题。但人们发现,要想鼓励学生长久的学习理科,一个方法就是让他们在应用的环境下学习纯理科,去解决问题。而不是学必修的课程,很久以后才能用所学到的东西解决问题。所以我觉得工程学系研究生的课程设置应该是针对问题和解决问题的。我并不是说这与基础研究是对立的。但可以去引导别人看到基础科学的价值。这实际上也是让人们寻求研究价值的基本原则,因为正确的方式是能够帮助到别人的方式。

提问2:我知道您是美国文理学会的会士。我得到通知来参加这个报告会,中文的名称是“通识教育”。我的想法是,“通识教育”就是中国的文理教育,Arts and Science。这是学生入学考试的基础。通识教育指的是文科和理科,是所有的本科生都必须接受的基础教育。所以我想请问校长先生,您对文理教育有什么看法?它和您演讲的标题,“相互联系的知识”有什么差异?

博海德:您提到了一个非常难的问题。中国和美国都没有一个准确的说法。当我选这个会议的题目时,我叫它Liberal Arts Education,有人说在中文中有个更好地说法,就是“通识教育”。后来我知道,在中国这被认为是大学一年级的教育。如果您认真听我的讲座,就会知道过去100年,我们的教育模式是基于分类学科的教育。也就是说,在某个时刻,你停止学习其他所有学科,而选择一个学科,不断深入地学习。但我们知道,很多深入地发现,很多问题的解决,需要我们把不同的知识结合在一起,并用于不同的目的。所以对我来说,可能您有一个好的中文,您可以告诉我,你们可以为以后解决这个问题。我能想到的最好的说法,可能应该是“综合知识”,这并不是把所有知识静态地组合在一起,而是把知识结合起来,联系起来。就是您所知道的知识能够帮助您以不同的方式了解其他知识。所以我们需要一个词,这个词应该强调动作,而不仅仅是静态的知识。这样回答可以吗?请您告诉我正确的词应该是什么?他是外国语言文学系的教授,他可能知道正确答案。

提问3:21世纪以来,我听到过您的三个报告。第一次的题目是第三次美国文学会议上,您的题目是“我们的对话”。第二次,也就是在这里授予您荣誉学位的时候,您的发言题目是“二十一世纪全球大学”,今天您又提到“全球大学”。您一直强调文理教育,您本人也是美国为数不多的具有人文学科学位的大学校长。既然世界的大学中人文和社会科学在萎缩,您如何看待世界大学中的人文和社会科学的?尽管对人文学科的资金削减了,您却还在昆山建立了杜克大学分校。这是我的问题。

博海德:我该如何回答呢?首先你提到了我所有这三个发言的题目,但如果你问我,我肯定想不起来了。我得承认我宁愿去思考,也不愿意想名字。我当然觉得这不是什么好理由。您说的对,我确实是为数不多的具有人文学学位的大学校长。但我的观点是,只要您能联系到其他知识,那么每种知识都可以成为其他知识的基础。具有人文学科的知识是培养大学领导能力极佳的准备。因为它培训人的沟通的能力,倾听的能力,接受不同文化的训练,并对不同文化保持好奇心,接受培训在历史的背景理解事物,这些对我都是很自然的。我告诉您,当我刚刚当上大学校长时,我必须得学习如何管理商学院、医学院、理学院。可是没有一个学校能教给你足够的知识去管理一所大学。你必须在已有知识的基础上,有足够的好奇心来了解新的事情。我的一个特殊使命就是提醒别人,所有我们要解决的问题都有涉及科学的部分,但同时也有都有经济的部分、文化的部分、说服别人的部分。这需要很多不同的技巧。即使我们说服自己,有些技巧也是很有用的。如果我们的技巧很少,就没办法做更多的事情。我觉得,人文学科是我快乐的源泉,当然并不是说它是最理想的知识,但它确实是我们应该具备的知识。举个例子,如果你想身体健康,你不能一直锻炼一块肌肉,应该锻炼身体的所有肌肉,这样才能保持整体健康。知识也是一样的。我们需要一部分一部分去学习。但长期目标不应是发展某一领域,人应该有多种技能。当然我也希望学习人文学科的人能有更安全的环境。还有没有其他问题?我告诉过你,质疑是才智的基础。所以我很高兴看到你们提问题。

提问4:人们说知识、技巧和态度是教育的三个基础。您没有具体讲态度。你觉得对于通识教育来说,哪一个更重要?

博海德:哦,态度。这个问题我必须要想一想。因为没人告诉我态度也是其中之一,当然它确实也是。态度是什么意思?特定的态度、好奇心、探索的态度、想要把所学到东西应用,学习其他知识的态度。你知道,我的答案不会是选择唯一一个答案。而会是三者相互联系。你看,我们的题目很好吧。

提问5:在我看来,目前通识教育的方式是很糟糕,但想法应该付诸实践。一般我们有专业课程和通识课程。在我看来,如果我们有两种课程设置,也会有一些问题。例如专业课程的老师会说,通识教育只是那些通识教育课程设置的内容。而学生会说,通识教育应该限定在通识教育课程设置的范围内。我的问题是:我们是否应有两种课程设置?

博海德:如果我理解正确的话,您提的问题非常有意思。我觉得局限于字面意义对我们没有好处。我们谈到专业知识,还谈到一般知识。实际上根本没有一般知识这回事。一般知识是什么呢?这个的一般知识,或那个的一般知识?我所说的教育,其实是一种培育思维的方式,让自己具有知识,在需要时,应用已有的知识去学习其他知识。我不是说,通识教育就是要你去学历史,学诗歌,你那么学习是学不到足够的知识的。那只是非常肤浅的知识。通识教育应该训练人的一种习惯,一个不断学习的习惯,不断强化你的思维的习惯。我认识一些老师,他们说的话能够打开你对其他学科的心灵之门,虽然你可能不了解那个学科,但他们说的话能为你打开大门。也有一些人,他们所说的话不能让你与其他知识建立联系,他头脑中有固定的结构。而我觉得这种差别很关键。我觉得大学已经很强调某个特定学科的深入发展,我们需要平衡,需要思维的广度,我觉得这才是最高形式的才智。

提问6:谢谢校长先生。我有个问题,我在网上拜读了您的自传,知道您参加了耶鲁大学本科课程的重大修改,您是怎样做到的呢?

博海德:是的,我参与了课程修改,我怎么做到的呢?很艰难。大学里有很多聪明人,大学里也总有些很难改变的特定结构。批评的人不少,但就是很难改变。比如耶鲁有一个持续了三十年的本科教育计划,很明显,这份计划中有很多错误的地方。如果你去过耶鲁校园,你可能会知道,很多科系都应该距离学生宿舍很近,但耶鲁理学院却非常远,在山坡上。而理科学生的学年中还有好几个月时间是冬天,非常不方便。所以,耶鲁原来的培养方案实际是不鼓励大家去学习理科的。而那些鼓励理科学习,甚至是鼓励文科学习的规定实际上也未发挥应有的作用。所以你要看一个规则的精神是什么,而不只是看这个规则的字面意思。没人能仅仅通过遵守了学校的要求就获得教育的。教育必须要能强化人的头脑,在你的思想中增加新的内容,所以最重要的是,要让理科在课程设置中成为活跃的部分。那时耶鲁很少有在国外学习的学生,而这也是要引入到美国教育中的一个内容。你可以看下链接,了解一下整个改革的情况。我很久没看了。我觉得很有意思的是,那时我正在容闳求学的大学里教课。你们知道这个容闳吗?好像不是很多人知道。我发现这个故事非常有意思的地方在于,他并不知道拿什么交学费,而有人愿意资助他,只要他事先承诺学成归来,一生做某项特定的工作。他不知道自己一生要做什么,但他知道一点,虽然他不知道未来会做什么,但他希望保留可能性。你看他的职业生涯,他做了一件事又一件事,每件事都教给他超越自己的能力,这就是我所学到的教育,谢谢!(清华大学工程教育研究中心根据录音翻译整理。未经本人审阅)编译:乔伟峰 审校:王孙禺

2014年清华-伯克利教育论坛(节选)

2014年4月21日

郑泉水(清华大学工程力学系教授):正如各位所知,中国在研发方面的投入快速增长,当前已达到了美国研发投入的一半,预计在不远的将来将当达到和美国一样的水平,这为开展科学研究提供了很好的条件。中国是世界第二大经济体,未来发展前景广阔,这为我们在全球范围内提供了许多的机会,当然同时也会有很多挑战。现有的技术发展已经很难应对当前的挑战,因此,需要创新的技术以及年轻的人才。所以,对于中国而言,教育和创新尤其重要。中国政府投计划在未来五年投资超过两千亿美元应对空气污染,这不仅对中国,而且对整个世界而言都是极好的机会。

我们将成立创新中心(XIN Center),之所以叫作“XIN”,是因为它在中文中是“新”,“创新”的意思。XIN Center将由中国的清华大学和以色列的特拉维夫大学共建,它将专注于极具挑战的国际项目,借助中以两国的文化和技术优势,成为国际研发平台。为什么和以色列共建呢?在过去的十到十五年内,以色列的科学技术得到了快速的发展,在纳斯达克上市的公司数量超过了全欧洲的总和,也超过了中国、日本、韩国和印度的总和。考虑到以色列的面积以及人口数量,这样的成就确实令人惊叹。我们希望通过这样的合作,能够加强双方在学术思维与文化建设方面的沟通交流和相互借鉴。清华是中国顶尖的理工科大学,它有全中国最优秀的学生。而特拉维夫大学是以色列顶尖的大学,也是以色列创新最为集中的地方。我们需要国际化的合作,因为创新需要多样的文化。成立创新中心是为了能够提供国际化创新平台,培养下一代的创新人才,做出具有突破性的创新成果。

我用这个图来解释我们的理念。在互联网时代之前,由于基础研究和社会应用之间的巨大鸿沟,每项技术需要三四十年,甚至上百年才能得以应用。有了互联网,我们现在可以大大缩减研究和应用之间的差距。创新中心也要通过不同的方法,不同的国际项目来缩小这种技术应用和转化的滞后。创新中心非常特别,结合了中国和以色列的优势和智慧,所做的是极具挑战性的国际项目,我们将成立新的技术创新机制和创业孵化机制,因此,它是整合了创新技术转化,创业以及社会影响力的综合平台。我们同时成立了纳米技术平台,用于研究生物、环境、可持续发展等问题。中心的筹建得到了师生和行业的大力支持,实验设备主要集中在这些领域,从基础研究到原型研制都有。

创新中心的第一个理念是以学生中心,激发学生的研究志趣和潜力。什么是以学生为中心?在传统的模式中,是学生跟随一位导师来进行科研,也就是一位导师带多位学生来进行研究。但在创新中心,学生们为自己而研究,他们共同的目标是完成挑战项目,由教授、研究员、技术员以及行业专家指导。所以每位学生都有几个指导老师。为什么我们的重心放在学生身上?首先以学生为中心可以激发学生的志趣。如果我们可以鼓励学生们为他们自己工作,他们会依靠自己的力量。我曾经指导过一个本科学生叫金阳(音),他在研究中偶然发现水中的气泡凝结有几种物质异常稳定的物质,他对这些气泡非常着迷,它们为什么会长时间存在呢?当金阳告诉我他的发现时,我建议他通过网络迅速了解这一领域,因为我对气泡并不是很熟悉。气泡一般无法长时间存在,我们建议他进行永久泡沫机制实验,实验证实了他的想法。这是我的亲身经历。在科研阶段,金阳非常激动,他夜以继日的进行实验并完成报告。这件事也让我意识到:在六个月中,他的知识和个人能力迅速提高,甚至达到了博士生二年级的水平。那么,最关键的是什么呢?我认为创新的关键在于两点:一是让学生能做他们真正想做,喜爱做的事,这样他们才能独立学习,研究和思考;二是良好的科研支持条件和教师的指导。这样,可以使学生逐渐建立信心,发挥潜力。这两点是我认为应该重点强调的。

创新中心的第二个理念是以跨学科团队为核心,攻克极具挑战的大项目。网络技术使得国际合作更加容易,因此我们可以组建团队来实现共同的目标。我们选择的是极具挑战的大项目,什么概念呢?这类项目是在大学里通常只有跨学科团队才能完成。跨学科项目研究本身不是目的,而是一种途径。要把不可能变为现实,最大的难题就是创新。创新中心主要从事这类极具挑战的大项目,用相对较短的时间来解决问题,我们的团队不仅包括教授,也包括其他创新人才。具体举几个例子。我们知道,在现实生活中,机器耗能的百分之八十用于克服摩擦力。我们假设,能否将摩擦力降为零呢?这是一个非常大胆疯狂的设想,二十年前就提出了这样的假设,一直未得到解决。在最近的研究中,我们发现可以通过微观技术得以解决。这就是极具挑战的大项目,我们并不清楚未来的目标是什么。还有很多其他的例子,如绘制DNA图谱等。创新中心有大胆疯狂的想法、宏伟的蓝图、精英的团队、开放平等的氛围、跨学科跨国界的思维方式,想法常从微小处着手,但能够延伸到可持续发展的未来。这就是我们称为极具挑战的国际大项目。我用这张幻灯片来结束我的演讲,我们希望清华能够创造一个能让大家钻研疯狂大胆想法的环境,我们由此能应对巨大的挑战,我们希望年轻学子能够提出疑问,有批判式思维,敢于冒险,为我们社会提出革新性的解决方案。谢谢!

于歆杰(清华大学电机系副教授):我的演讲主题是“相聚大规模在线课程,增进你我信任”。

你们肯定在想,在网络课程中,我们应该相信哪些内容?我们为什么要相信?在回答大家问题之前,我想谈一下现在对于MOOC课程的一些极端观点。第一种看法是MOOC课程是高等教育的万能拯救者。在MOOC出现的初期,这样的看法是正常的。第二种看法是万维网可以让我们实现高等教育的变革,我将这种观点称之为“MOOC将我们带入教育的乌托邦”。然而,老师们却发出抱怨之声,认为MOOC提供了高质量的课程,这会导致他们失业。所以,他们不喜欢这样的课程。另一些人批评说,这种课程没什么特别的,只不过是远程教育的一种翻版,换汤不换药,虚张声势,所以这种课程最终会消失。

在这么多的抱怨和争论中,我之所以还要谈论“相聚MOOC课程,增进你我信任”是基于以下三点:第一,我认为MOOC课程可以为全世界的人们提供高质量的教育。第二,MOOC课程可以激发清华学生的自我创新兴趣。第三,在某种程度上,MOOC课程可以解决许多老师,尤其是中国老师所面临的困境,即教学质量与教学时间之间的困境。

这是我所教授的课程在EDX和学堂在线的统计数据。这门课分为两部分,每部分教授八周。我们总共上传了240个视频,每个视频时长5分半。我们为同学们设计了200个简单问题和100个难度较大的问题。下面是注册人数。在第一部分中我们可以看到,全球总共有22000名学生注册了该课程。大家可以从红色阴影部分看到注册人数。颜色越深,注册人数越多。大家从图中可以看到,在俄罗斯、中国、印度、埃及、北美和巴西,每个国家的注册人数超过了100,而且根据EDX的数据,注册者来150多个国家。这是我们课程上线第一年时注册情况的分布。注册者中从青少年到40岁甚至是50岁的人都有,这令我非常吃惊。所以,根据这一组数据以及其他数据(由于时间问题,不能向大家展示),我们可以相信,我们一定能提供全球的高质量教育。这是我要讲的第一点。

第二,让我们再回到MOOC课程和课堂教学关系的问题上。它们是相互竞争,还是相互促进?MOOC课程是不是可以发展的更好?它是不是可以作为催化剂,促进课堂教学?我相信是可以的。那么,它怎样促进呢?我给大家慢慢解释。我在课上做了一个实验,即所谓的“主动式学习”。这个实验包括两部分。第一部分是“翻转课堂”。我相信在座很多人都知道这种课堂模式,并且已将其付诸实践。这种课堂将学生的学习与上课顺序颠倒,即我们要求学生在上课前,在网上进行练习,相互交流。除此之外,我们还要求学生在课堂上设计、执行并证明他们的实验。我们将这种“翻转课堂”和“现场实验”称为“主动式学习”。我们想通过这种方法,增强学生学习的主动性。下面是我一个学生的研究过程。这个研究是在第五讲和第六讲之间展开的。在第五讲之后,学生需要做练习,即解决三个问题。他需要做一个实验。学生在第五讲中设计并讨论实验,在第六讲中证明实验结果,这是审查部分。在开始研究之前,他需要在MOOC课程上观看视频并做测试。之后,他需要设计一个实验。这听起来可能挺简单,但是对于初学者,尤其是我这门课程的学生都是大一新生,这个工作还是有挑战性的。这是在这两节课之间学生们需要做的所有事情。那么,我们的课堂是怎样的呢?我们不进行讲授,而是鼓励学生去讨论。讨论包括三部分。第一部分是讨论知识。学生将会就他们不理解的问题进行提问。概念是不是不清楚?他们还会从图书馆和网络上查询相关知识,之后在课堂上与同学们分享信息。这就是知识讨论部分。第二部分是练习。在这一部分中,我们将会在课堂上给同学们布置一些更加困难、更加复杂的问题来解决。这部分最重要的是我们将会给同学一些真实电路,并且要求他们分析这些真实电路最基本的作用。此外,我们还要求他们证明他们所设计的实验。如果同学或老师对他们的实验设计有疑问,他们则需对他们的设计进行说明。同时,他们也需要证明研究结果。大家可能会问,这种教学模式怎么可以在普通的教室中实现呢?几十甚至是几百个学生看着一位老师,看着一个黑板,这种教学模式怎么可以实现呢?这是不可能的。所以我们向教务处寻求帮助,希望他们重新设置教室。大家可以看到幻灯片上的这幅图片,每一面墙上都有一个黑板。此外,我们的桌子是圆桌,这有助于学生们相互讨论。所有的椅子都可以360度旋转,这为同学们相互检验实验结果提供了便利。所有的桌子都装有足够多的电源插座,这样,学生就可以拿着他们的电脑和实验设备,现场做实验。这是一些初步结果。在我宣布最终结果之前,我需要说明一点,这门课是选修课,所以实验组学生和对照组学生有相似的学术背景。但是一学期以后,我们发现,实验组学生的期末成绩比对照组学生的期末成绩高8分,这说明了MOOC课程的作用。但是最重要的是,学生亲手实践的经验增多了。更令我们惊奇的是,有些大一新生甚至在课程结束后从专利局获得了专利。所以,我想告诉大家的是,我们将MOOC课程作为教育创新的工具。

下面让我们看一下第三个主题,即“教学时间和教学质量的困境”。下面我给大家举一个例子,看看中国教学时数的现状。司先生是中国西北地区一所高校的老师,这是他2013年上半学期的教学时数。他需要让12位学生在学期末完成论文。之后,他需要给3个班授课。所以这门课每周授课时数为12小时,这门课从第一周上到第十四周。十四周之后,他需要另外连续两周,为另外两个不同的班级设计电子课程。这两周之后,还需要连续两周做设计指导。这种春季学期的教学时数是不足为奇的。他一年的教学时数为500小时。司先生的教学时数是整个中国现在的普遍情况,他没有时间做科学研究和教学研究,他只是把他学到的东西交给学生。那么,MOOC课程怎样帮助司先生和他的学生呢?当然,我们需要借助Scholar's Box。这也是伯克利加州大学的阿曼达·福克斯教授去年在这里指出的。我们将会做相似的实验。我们也要求他们的学生在上课前,通过MOOC课程平台观看视频,进行测试。在这种课堂上,他们不进行讲课,而是让学生们互相提问,互相作答。我们希望通过这种方式,限制讲课时间,让老师们将多余的时间用于科学研究和教学研究。我相信,这是我们提供高质量教学的基础。所以,在第四学期,我们会在青海大学进行该实验。在明年春季学期,我们可能在云南师范大学和南京大学进行这样的实验,以便来推广我们的这种课程。所以,我们希望通过MOOC课程解决教学质量和教学时间之间的困境。

到此为止,我已经谈了我对MOOC课程的看法。你相信MOOC课程可以提供高质量的教学吗?你相信它可以激发清华学生自主创新的兴趣吗?你相信它可以解决教学质量和教学时间之间的困境吗?如果你相信,那就让我们共同推广它吧!谢谢。

柏可珍(伯克利历史系教授):我是印度历史教授,我经常听到这样一个观点,即使在伯克利也是如此,说我的专业是多么无意义,不高效,很容易被取代等。我是今天唯一的人文学科的教授,唯一一个不使用现代技术的人,我不用电脑,不用幻灯片,不用转换器,不需要高分辨率,也就是说技术失误对我没有影响。我其实不需要进入21世纪。是的,但是我进入了21世纪,我需要使用技术,所以我想和各位说的第一点就是,历史学家通常是使用技术的。如果你来到我在伯克利的课堂,你不会看到计算机或者幻灯片,只有我在讲课。我在这里要举一个合作的和全球的思维方式的例子,我的同事约翰在之前讲到,通过合作来了解大脑是怎样运作的,怎样处理大量信息,不断调整适应。或许,在北京,我能举的关于合作思维最好的例子便是同我的同事就长城和紫禁城所展开的对话。他能够不使用电脑或其他技术手段给我讲述自公元前7世纪到现在的历史,包括王朝兴衰、经济发展、中国女性在历史上遭遇的苦难,以及为什么中国国家的概念会比同期印度的发展要快。我们可以跨越国界、合作地、学术地来探讨紫禁城。历史学家面对的一个悖论就是,当我们打开历史资料,我们得到的却是确定的答案。这绝对是一个悖论,因为当我们打开历史资料,我们绝对是缺少确定答案的,历史资料让我们产生了怀疑,它带来的疑问远超过提供的答案,其结果就是,本以为是真理的地方出现了批判式思维。

数千年来,人类特别是人类大脑,约翰我可以作为你们的研究对象,人类一直在寻找在同一时间同一地点能向数以百万人讲述的稳定有序的故事、不争的事实,或许对于其他领域确实如此,但在人文学科,它会迷惑人类,特别是历史学家。我给你们举一个例子,在你面前有一个项目,陈校长和杜校长即将总结陈词,我会尽量快一点。作为一名老师,一名历史学家,我绝不相信我曾经做过一模一样的讲座,我当老师也有些年头了。但如果你第一年对我的印度历史课堂录音的话,第十年当你再回来,你不会听到一样的课。这是因为历史学家对于史料做的研究,他们不断地改变历史故事,我们会围绕那些确定性的东西来提出批判性的质疑,这在全球背景下应该是最为重要的。我再举一例。绝对没有唯一的答案,你们所有人都知道“9·11”发生了什么。在我本科生第一节课我会问学生,你们谁知道“9·11”发生了什么?学生然后会举手,我问发生了什么?回答说两架飞机飞入两座摩天大楼,导致三四千人死亡。我们有共识,知道发生了什么以及发生的时间,然后我和我的学生们说,在纸上写出为什么会出现这一事故。如果一个班级有20人,那么我会得到20个不同的答案。如果另一个班级有50人,那么我会得到50个不同的答案。如果加在一起,我会有70个不同的答案。我们知道在某一时刻发生了什么,这得益于技术将事件记录了下来。但我们无法从技术得到解释,得到发生的原因。而这正是历史学家要做的,也是通过跨文化的合作,要培养学生的批判式思维。当然,技术使得教学更加便利,有了数字史料,我们能做很多事,这里举一个例子。我不用电脑,多数历史学家也不用。我是印度历史学家,1947在印度和巴基斯坦都有种族隔离,数字史料记载了当时政治家的观点。在创新合作的本科教育中,我把学生分为两到三个组,并给他们数字史料的一部分,例如史料中有各有一位名人演讲,我可以让我的学生只使用得到的部分史料,即演讲稿,来探讨种族隔离是否会继续。又如,我们可以展示16世纪城市的轮廓图,我们可以来制定这个城市如何发展,向市民提供何种资源,怎样会失败,这只是诸多例子中的一个。以上举出的便是在伯克利我们创新合作的教学方法。我有我的办法,即使我没有使用电脑或者幻灯片,我的课堂依然很有意义。(清华大学工程教育研究中心根据录音整理,未经本人审阅。)编译:乔伟峰 审阅:王孙禺

第24次教育工作讨论会工作总结报告

2014年10月16日副校长兼教务长 袁 驷老师们、同学们、校友们:

清华大学第24次教育工作讨论会将于今天落下帷幕。会议从2013年9月正式启动,历时一年多。开幕当天,陈吉宁校长以公开信的形式,阐述了本次讨论会的意义和要求,得到了全校师生、广大校友乃至社会各界的热情响应。一年中,大家围绕“创新教育模式,激发学术志趣,提高培养质量”的大会主题,展开了广泛而深入的研讨。会议找准了问题、落实了行动、取得了成效,为清华新百年人才培养工作的改革与发展打下了坚实的基础。下面,我仅就讨论会的基本情况,做一个简要的总结。一、广泛研讨、凝聚共识

本次会议是清华新百年的第一次教育工作讨论会,学校和各院系都高度重视,分别成立了领导小组和工作小组。全校上下通过工作会议、调研考查、学术演讲、专题研讨和教学法讲座等多种形式,进行了多层次、多角度的充分讨论。

为使研讨会深入而有成效,学校成立了教学评价与质量保障、课堂教学转型、培养方案优化与国际认证、人事制度改革与强化教育责任等四个专题工作组,召开了文化素质教育、在线课程建设、学生评教新方案、挑战性学习课程等多个专题研讨会,还开展了征文活动。据统计,仅校级层面的专题演讲、专题研讨及专项会议就有35次,参加者逾2500人次。

各院系积极行动,结合专业特色举办了一系列主题明确、内容丰富的研讨会,就本院系学生学习状态和教师教学工作开展有针对性的讨论。例如,电机系的电路原理课程主动式学习研讨会、化工系的核心课程体系建设研讨会、基础工业训练中心的创客交叉融合空间构建研讨会、信息学院的开放在线课程教学座谈会、电子系的基于专业知识架构课程体系改革研讨会,等等。

这次讨论会还突出了开放性,特别是来自国际顶尖高校的一系列特邀报告引起热烈反响。去年9月的开幕式上,就请加州伯克利大学学术委员会主席克里斯蒂娜·马斯拉奇做了首场报告,畅谈创新本科教育的“伯克利模式”;10月,EDX总裁阿加瓦尔的报告深入剖析了MOOC课程与教育模式创新;11月,美国工程与技术认证委员会(ABET)执行主任密里根介绍了ABET的认证理念和实施情况;12月,普渡大学教授、我校工业工程系前任系主任萨文迪就如何激发学生学术志趣、提升创造力交流了经验和体会;今年1月,杜克大学校长博海德围绕通识教育的主题发表演讲;4月,成功举办了清华-伯克利高等教育论坛;6月,MIT教授克劳利又以“建立21世纪的大学”为题作了特邀报告……众多精彩的报告进一步开拓了我们的视野和思路,启发了我们对当今世界高等教育改革的深入思考,为我们创新教育模式提供了丰富的经验。

总而言之,广泛而深入的研讨,起到了集思广益、凝聚共识的重要作用,为切实落实行动创造了必要条件。二、落实行动、推动改革

研讨的目的在于行动,行胜于言。在充分研讨、统一思想的同时,谋改革,定方案,逐步明晰和落实各项教学改革措施。

在教学评价方面,学校经过认真调研、征求意见,于今年初公布了学生评教新方案。改进的要点是:划分出学校、院系、教师三层评估指标体系,将“评教”与“评课”相分离,“效果评价”与“诊断评价”相结合,并且为满足留学生参与评教的需求,还将增设英文评教界面等改进措施。目前网上的评教系统正在抓紧开发,将从本学期起试点推行。

在学生评价体系改革方面,也取得实质性进展。如学业评价,将实行课程成绩由百分制到等级制的转变,改变以往以学分绩为主的学业评价体系,树立以促进学生全面发展为宗旨的评价观,从而带动课堂教学和学生学习行为的转变。除考查学生对知识的掌握程度外,还推出了学生素质测评新方案,强调帮助学生认识自我,鼓励个性发展,并给予学生充分的反馈。

在课堂教学转型方面,抓住大规模开放式在线课程兴起的有利时机,在国内率先推出“学堂在线”MOOC平台,目前已上线课程68门、预告课程152门,课程涵盖信息技术、数理化、经济金融、艺术、人文、体育等多个领域,选课人次超过58万。旨在提高第一课堂学业挑战度的挑战性学习课程,已有4门校级示范课在建,后续将进一步建成20门校级示范课。鼓励首创精神的“创意、创新、创业”教育也在逐步推进,正在建设的多学科交叉和探索未知的X-Lab教育平台、让学生做梦想家和实现者的“创客空间”、学生自主兴趣团队Innovation Club、以校园为实验室的Campus as Lab以及最近创立的通识课程教学的新雅书院等基地和教学项目,使清华园的创新氛围更加浓厚。

在教育质量保障体系方面,环境学院、机械系和化工系作为第一批试点院系参加ABET国际认证,已于10月初完成了预评估。三个院系在学生能力素质、实验室建设等方面获得好评,在培养目标和课程建设等方面得到评估专家的中肯建议,对下一步改进教学、提升质量指出了明确目标。此次ABET认证虽然仅从3个院系开始试点,但影响面很广,共涉及16个与认证相关的开课院系、6个教学实验中心及9个学校行政管理部门。参与国际认证的一个重要意义,是在全校建立起关注学生学习、以学习成效为导向、注重持续改进的教育质量观。

在师资队伍建设与强化教育责任方面,紧密结合正在全力推进的人事制度改革,有关部门共同配合,制定了近10项有关教育教学的人事制度改革细则,进一步要求和激励教师为人师表、教书育人。

本次研讨会的深度和广度超出预想,师生校友提出了许多中肯的建议,学校在系统整理和分析的基础上,提出了《关于全面深化教育教学改革的若干意见》,共40条具体措施,作为今后一段时期教育教学改革和发展的纲领性文件。三、面向未来、再创辉煌

回顾这次教育工作讨论会一年来的思想研讨和改革实践,呈现了三个重要特点:

一是主题鲜明、专题多样。讨论会以提高质量为目标,以激发学术志趣为关键,深入探索创新教育模式的理念与方法。各研讨专题覆盖了我校教育教学改革的多方面、多层次内容,涉及教育教学改革的许多重要、核心问题。

二是广泛参与、集思广益。本次讨论会参与人数众多,邀请了国内外知名专家、校友与全校师生一起交流、讨论,还建立了专门网站和讨论区。讨论会尤其强调院系教师的参与度,同时也更加关注学生对于学校改革举措的感受,把他们的意见和建议作为落实行动的出发点。

三是边议边改、重在落实。首先通过深入研讨,总结经验、找准问题,然后提出措施并切实改进,把理念融汇到行动中,把方案落到实处。在师生之间、课堂之上、校园之中,一点一滴地汇聚力量,聚沙成塔、集腋成裘,最终形成全校的教育教学改革新态势。

老师们、同学们,今天的闭幕式标志着这次讨论会的集中研讨活动告一段落,但全面深入的教育教学改革方兴未艾。长期以来,清华大学始终坚持以人才培养为根本任务,有着高度重视教育教学工作的优良传统。在百年校庆前召开的第23次教育工作讨论会上,我们总结了清华百年办学的传统与经验,探讨了新百年人才培养的使命与战略,明确提出了人才培养的“优势转化战略”;如今,在全国各领域全面深化改革的新形势下,我们通过第24次教育工作讨论会,审视新时期人才培养的新特点新需求,深刻认识我们面临的重大挑战,提出了进一步深化教育教学改革的整体思路和具体举措。让我们继承传统,面向未来,继续保持和发展清华大学的多种办学优势,坚持不懈地把这些优势积极、主动、优先地转化为提高人才培养质量的新优势,大力开拓价值塑造、能力培养、知识传授“三位一体”的人才培养途径,不断创新人才培养模式,充分激发学生学术志趣,为造就一大批具有健全人格、宽厚基础、创新思维、全球视野和社会责任感的高素质、高层次、多样化、创新型人才,尽到清华人应有的责任与担当,不断创造清华教育的新辉煌。

谢谢大家!

全面深化教育教学改革,大力提升人才培养质量——在清华大学第24次教育工作讨论会闭幕式上的讲话

2014年10月16日校长 陈吉宁尊敬的各位老师、各位同学、各位校友:

经过一年的深入研讨,第24次教育工作讨论会今天就要闭幕了。正如袁驷副校长的介绍,讨论会自始至终都得到全校师生、广大校友和社会各界朋友的关注、参与和支持。首先,我要代表学校,向大家表示衷心的感谢!

这次讨论会是在上次教育工作讨论会的基础上举行的。2009—2010年,我们在百年校庆前夕召开了第23次讨论会,在全校师生广泛讨论的同时,约请了朱邦芬、史静寰、钱颖一、姚强、薛澜等一批对学校使命战略、人才培养、体制机制有深入思考的教授,牵头组成三个研究组,反思过去,立足现在,展望未来,形成了三份很有分量的研究报告。这些报告对这次讨论聚焦问题、推进改革奠定了重要基础。

改革开放30多年来,我校人才培养总体质量是好的,但相对于国家的要求、人民的期待和一流大学的目标,还存在差距。其中的核心问题,是我们在培养拔尖人才方面还不突出,这也是我校面临的最大挑战。

去年9月启动这次讨论会时,学校确定了“创新教育模式,激发学术志趣,提高培养质量”的主题,希望进一步对“培养什么人、怎样培养人”的根本性问题进行思考和研讨。在讨论过程中,学校深入贯彻落实党的十八届三中全会精神,启动了综合改革方案的研究制订工作,同时加快了章程建设,对许多重要问题有了新的认识和共识。随着讨论的深入和学校综合改革先行先试,这次研讨的问题远远超出了预定的内容。这是一个很好的结果,也凸显了这些问题的严峻性和解决它们的迫切性。

刚才,几位老师和校友从不同角度作了精彩发言,我完全赞同。下面,我结合这次讨论会的情况,就如何认识当前人才培养面临的新形势、新挑战,如何进一步深化教育教学改革,谈一些意见。一、我校人才培养工作面临的新形势与新挑战

一直以来,我校高度重视人才培养,形成了“厚基础、重实践、求创新”的育人特色,在各个历史时期都培养了大批适应社会需要、推动社会进步的优秀人才。在总结办学经验的同时,我们也清醒地认识到,随着时代发展和社会转型,大学的外部环境正发生深刻变化,清华的人才培养工作必须进一步解放思想、着眼长远,适应新形势,应对新挑战。

当今时代,全球化深入发展。人才、资本、技术、信息等在全球范围加快流动,各方面联系日益紧密。全球化是中国下一步发展最宝贵的机遇,也是清华发展的重大机遇。中国发展从过去的融入世界到今后的引领世界,所需要的骨干人才,不仅要关心中国,也要关心世界;不仅要懂得中国,也要懂得全球;不仅要研究发达国家,也要关注发展中国家。如何培养学生的全球视野和国际竞争力,无疑是全球化对我们提出的一个重大挑战性课题。

当今时代,人类社会深刻转型。目前,世界经济、社会、科技、文化等各方面正加速变革。与之相伴,环境污染、资源约束、贫富差距、公共卫生、安全威胁等各种全球性挑战更加凸显。在这一背景下,无论中国还是世界,经济模式、生产方式、生活方式、社会结构都将发生巨大变化,社会的人才需求必然随之改变,人才成长方式也会与过去不同。

当今时代,中华民族迈向伟大复兴。今后二三十年,是我国社会转型和实现“两个一百年”奋斗目标的关键时期,也是中国跨越“中等收入陷阱”、带领13亿人口跨入现代化国家行列的冲刺阶段。全面深化改革,实施创新驱动发展战略,加快转变经济发展方式,是实现中国梦的必由之路。面向长远未来,我国需要什么样的领军人才,他们应具备怎样的价值观和能力、知识结构?需要我们深入研究。

当今时代,教育技术快速发展。随着以信息技术为标志的新技术革命突飞猛进,先进教育技术大量涌现,特别是MOOC的兴起,给大学教育带来了新机遇、新挑战。它们正深度改变着现有的教育教学方式、人类思维模式和学术组织形式,有可能直接冲击教育界现有领跑者的优势地位,催生全球高等教育的新格局。

上述新形势、新情况,对学校教育提出了新目标、新要求。它要求我们培养的人才必须有远见、有担当、有视野,能够适应并引领世界未来的发展潮流,能够走在思想文化和科学技术发展的前沿,能够满足社会转型和国家发展的长远需要。但是,我们在办学理念、体制机制、方式方法上都还不相适应,人才培养面临的一系列挑战也更加突出。

一是如何在全球化的大背景中定位我们的人才培养目标?我几次提到,法学院许吉如同学在哈佛当交换生时曾写信给我,说令她惊讶的是,海外学生能够跨越自己的国籍和文化背景、站在整个世界的视角去观察和思考问题。虽然学校多年前已经意识到这个问题,采取了一些措施;但是应当说,目前我们的教师和同学关心的往往只是眼前的、身边的、当下的一些具体问题,对全球性重大问题的关注度还远远不够,对颠覆性的学术研究和技术突破不愿意或不敢投入,对今后几十年社会的发展变革趋势还缺乏清晰认知。

二是如何在社会深刻转型的形势下把握人才培养规律?最近10多年,我国高等教育迅速实现大众化,开始了普及化进程。在大众化阶段,社会对人的要求和评价,直接的、量化的、功利的东西多了,大学本身和大学培养的人才自身都面临着巨大的外部压力。同时,社会的人才需求日益多样化,人的成长路径也较之过去有了显著变化。面对来自社会的种种诱惑,面对越来越多的不确定性,我们的学生在理想追求、价值观念、胸怀视野等方面面临严峻考验。清华要培养的不是有一技之长的匠人,而是具有领导力的未来社会引领者、开创者、建设者。因此,在工具性知识越来越多的当代社会,怎样培养非功利心的人,如何帮助学生掌握未来成长最重要的价值和能力,避免人生目标的功利化、庸俗化,是学校面临的又一个重大挑战。

三是如何在促使学生个性化发展、多样化成长方面有所突破?应当说,清华培养的学生质量“均值”不低,但“方差”较小,杰出人才的比例并无显著优势。这说明我们的教育趋同性强,也说明培养模式对学生多样化、个性化需求的包容不足,供学生自由发展、个性成长的空间不够。在计划经济时代,社会对人才的同质化要求较多,清华的办学无疑是非常成功的。但是随着知识经济发展和创新型国家建设,随着我国发展从跟踪到引领,未来社会对人才的多样化需求将大大增加,对创新创业能力的要求大大提高,再靠单一的培养模式显然行不通。学校教育的核心是要形成有利于人才成长的土壤和环境,而不是替学生设计好路径。如何改变现行培养模式,为拔尖创新人才大量脱颖而出创造良好环境,是摆在我们面前的另一个严峻挑战。

四是如何培养学生的批判性思维和创新创业能力?这是培养创造性人才的迫切需要。学生的批判性思维和创新精神,来自每一门课程、每一个培养环节的训练。但是,我们很多课程和环节仍然过于关注知识的完整性,而不是如何激发学生的兴趣、启迪学生的思维、鼓励学生挑战权威,用同学们的话来说就是“水课太多”。这既扼杀了学生的学习兴趣,耽误了能力培养,又扭曲了学生的价值观。课程问题,首先反映了我们的教学观念问题,我们如何要求学生的问题。很多老师停留在把传授知识作为课程教学的核心,忽视了学生的能力培养和价值塑造,甚至是只教书、不育人。同时,还反映出我们的培养体系和环节不合理,学科交叉融合不够,师生互动太少,教学评价激励机制亟待改革。

老师们、同学们、校友们,我们过去人才培养的很多成功经验,深刻揭示了教育规律和人才成长规律,必须在今后长期坚持。但是,有的做法已经不能适应新的要求,必须改革;有的甚至成了制约办学质量进一步提高的障碍,则必须坚决摒弃。二、全面深化教育教学改革的思路与举措

一年来,教育工作讨论会对我们要培养什么人,达成了广泛共识,那就是具有健全人格、创新思维、宽厚基础、全球视野和社会责任感的高素质、高层次、多样化、创造性人才。对于怎样培养人,也形成了清晰的思路和明确的方案,制定了《

清华大学关于全面深化教育教学改革的若干意见

》(以下简称“40条”)。今天我主要讲改革思路和举措,概括起来就是12个字:变理念、换焦点、转方式、多样化。

第一,要转变育人理念,实施价值塑造、能力培养、知识传授“三位一体”的教育。

通过这次讨论会,我们提出了价值塑造、能力培养、知识传授“三位一体”的教育模式。清华有着“干粮”“猎枪”的比喻,明晰了知识和能力的关系,无须多讲。这里要重点探讨的是价值塑造,因为价值取向比“干粮”和“猎枪”更为重要,是造就“猎人”的关键所在。

价值塑造,出发点是立德,落脚点是树人。习近平总书记讲,国无德不兴,人无德不立。这个德,从大的方面来说就是社会主义核心价值观,是个人追求要融入社会进步的主流。我们所要培养的学生,不能只贪图过舒舒服服的小日子,不能是“精致的利己主义者”,而必须是有抱负、有思想、有远见、有担当的时代英才。

在办学实践中,要真正实现“三位一体”、特别是价值塑造的目标,需要有效的教育模式。为此,学校将着力推动三方面工作。

一是重塑师生关系。这是“三位一体”教育的核心与抓手。在学校里不能是老师传授知识技能、辅导员培养价值观,将二者相互分离的这种倾向必须彻底破除。广大教师必须承担起学生价值塑造的主要责任,通过“言传”和“身教”来感染学生,用人格魅力和学识魅力陶冶学生的情操。为此,我们的教师要利用每一个教学环节、创造一切机会加强与学生的接触和交流,大幅度提高在课堂学习、学术研究和校园生活中师生互动的质和量,以收“大鱼前导,小鱼尾随”的“濡染观摩之效”。同时,要推动教学相长,纠正学生把导师、导师把自己当做“老板”的倾向,形成健康和睦、亦师亦友的师生关系。

二是强化课堂内外全过程全方位的互动和训练。我们要通过“4+2”六类课堂,即教室、校园、国内、国际、网络以及成长社区,创造全方位的成才环境,共同落实“三位一体”要求。过去各类课堂是有时脱节的,学生在课堂上学知识,在实习中锻炼动手能力,课外活动拓展素质,有时还互相冲突。这次改革就是要改变这种局面,以第一课堂为基础,推动各类课堂协同培养和价值塑造。同时,课外活动、宿舍生活、公益活动、社会实践、国外访学等环节都要围绕“三位一体”目标进行统筹、设计和安排,让学生接触真实的社会,了解广阔的世界。例如,实习不能全等老师安排好了,学生只去参加,而要从联系实习岗位开始,因为这本身就是对学生的一种培养。又如,学生社会实践热衷于不停地做各种不同公益,不断换新的,浅尝辄止就难以深入,没有坚持就没有质量。再如,宿舍交流也是促进学生成长的环节,但如果同宿舍的几个人固化了,这种促进作用就要大打折扣。

三是减少课堂的学生人数。我校课程体系中,约70%是大班授课,30%为小班。今后要倒过来,争取把小班课程提高到70%,以增加师生的接触频率和交流深度。要坚持教授上本科生讲台,不仅上大课,还要提倡上小课。大学贵在有大师,但必须是能触摸到的大师,必须是有温度的教育,能使学生和老师亲,通过老师来影响学生的思想、人格和人生。

为了贯彻落实“三位一体”教育模式,学校目前已采取了一些举措,建立了若干人才培养特区,创立了本科综合实验区,今后还将陆续推出新的举措。

第二,要变换工作焦点,推动教育教学主体从“以教为主”向“以学为主”转变。

教与学,是办学的一对主要矛盾。认识规律和教育规律都决定了大学教育要以学生为中心,要抓住学生学这个矛盾的主要方面。长期以来,我们比较注重知识传授,强调知识体系的完整性,工作重心便自然而然地落在抓教师、抓教学内容,对学生的评价主要看考试成绩。其结果是,学生的学术志趣和知识之外的能力,特别是理想信念、价值观念、视野胸怀等方面的提升诉求,被有意无意地忽视了。学生的多样化、个性化成长需求被压抑了,创新创业空间被挤占了。

要改变这种陈旧的教育模式,我们必须变换工作的聚焦点,推动教学工作从以教师、讲授为主体向以学生、学习为主体转变,即从“以教为主”向“以学为主”转变。

一是加强教师培训,改变教学方法。学校决定设立专门机构,拿出专项资金,大力开展教师和助教培训,提高教师特别是青年教师的教学能力,改变以讲为主的教学方式。同时,要调整教学评价激励机制,鼓励和支持教师开设小班研讨课,运用研究性、探究式等教学方式,引入“翻转课堂”等新思路新方式,不断创新教学手段和方法,从而根除知识灌输的习惯做法,激发学生的学习积极性、主动性、创造性。

二是优化课程体系,增加学生的自由选择度。我们大量课程都是两三个学分,不深不浅,不痛不痒。一方面,要精简学生必修的课程门数,多开一些大学分的课程,增加学习挑战度;另一方面,要鼓励教师多开设高质量的课程,增加全校课程总数,扩大学生的自主选择空间。同时,要建设多种类型的人才培养体系,提高转系、转专业的自由度,推动二学位、双学位、辅修和交叉学科认证课程项目。我们还要着力构建学生自由成长的氛围与环境,支持其根据自身特点和发展志趣自主选择学习、成长路径,并探索建立本科阶段的“间隔年”(gap year)制度,尝试本科生全程自主设计培养路线的学者项目(do it yourself,DIY)。

三是建立基于学生学习与发展成效的教学质量保障体系。关注学生的学习与发展成效(Outcome Based Education,OBE),是以学为主的根本要求,其关键是实行基于OBE的课程设计。它包含三个步骤:确定课程学习成效,以学习成效为指南设计教学环节,最后通过作业考试等环节检验学习成效的达成,形成课程设计的闭环。比如学生学习兴趣不高,教师不能简单归因为学生工作要加强,而是要在课程学习成效中增加“学习兴趣”一项,然后设计授课环节能够提高学生的学习兴趣,再以作业考试等来检验学习兴趣是否增加了,如果没有增加,我们还需要重新设计授课环节,直到学习兴趣真正得以提高。同时,学校将加强评估,6年一轮对本科专业进行校内评估,评估差的将停止招生;鼓励院系参与ABET等国际专业认证,根据认证标准改造教学环节和设施,提高毕业生质量的国际认可度,形成培养质量持续改进提高的长效机制。

第三,要转变教育方式,在本科人才培养中积极推进通识教育,促进通专融合。

通识教育和专业教育的关系,是教育史上一直争论的问题。无论中国还是全球,过去、现在在争论,将来也还会争论下去。我们面临的问题是,并没有把二者的关系处理好,试图通过文化素质教育来达到价值塑造、人格养成的目的。主要做法是让学生多选点课,而课的水平又不是很高,结果最多是拓宽了知识面。事实证明,专业教育加文化素质教育,想解决通专关系的做法,现在看来不太有效。在专业教育方面,我们的专业过窄、过于刚性,也没有把知识传授、能力培养与价值塑造很好结合起来。

通识教育主要关注学生作为一个有责任感的人和公民的生活需要,核心是教学生如何做人,这是我们实现“三位一体”教育目标的重要组成部分。我们今天仍在探索使通识教育与专业教育紧密结合、有机融合,为的就是解决学生长远的适应性、能力和世界观、人生观、价值观问题。作为深化改革的重要举措,我们要建立以通识教育为基础、通专融合的本科教育体系,目前的重点是做好两件事。

一是构建与专业教育相融合的通识教育课程体系。学校要加强通识教育的顶层设计,把通识课程与课程之外的其他培养环节结合起来,切实提高通识课程质量。需要强调的是,要扭转那种把通识课当成概论课的错误认识,切实提高课程挑战度,使通识课也达到专业课的水准。要调整优化本科培养方案和核心课程体系,提高培养方案的弹性、灵活性和学生的自主选择性,促进通识教育、专业教育和学生自主发展有机结合。要建立通识教育责任体系,建设通识教育教师队伍和课程基地,设立专职教授岗位负责通识课程建设。

二是推进通识教育实验区建设。最近,我校刚刚成立了新雅书院,试点书院制博雅教育,在部分院系推广较为完整的两年期通识教育体系。新雅书院实行不同院系、学科的学生混合住宿,为差异更大的学生创造直接的思想交流和碰撞的条件。部分师生对此存有一定的顾虑。诚然,混住会产生一些过去没有的问题,比如可能会对一直沿用的行政班级体系带来一定冲击,两者该如何协同共进?能否通过混住形成一种新型的学生社区文化,并传承下去?这些问题都需要我们在实践中加以研究。我们之所以一开始做的规模很小,主要是目前没有那么多高水平的教师和课程资源,也希望将其真正做精做好。今后条件成熟了再逐步扩大,最后推广到全校,这个过程恐怕需要10年甚至更长时间。新雅书院是一棵新苗,需要我们共同呵护,希望大家不要对一个襁褓中的婴儿指手画脚、求全责备。

第四,要丰富培养方向和评价标准,提升学生多样化成长的自主性、自信心和开放性。

有人认为,清华学生像一个模子刻的。这从侧面反映,我校学生的成长类型较为单一,学校的培养方向和评价标准较为单一。我们“求同”过多,“存异”不够。世界是丰富多彩的,社会是多样的,单一模式培养的人很难适应大环境,必须拓宽培养方向和调整评价标准。也就是说,我们不能只把学生培养成一种类型A,通过学得早一点、深一点、多一点,使之从A变成A+,而是要从A到X,培养多种类型的人,使学生在多样化的成长路径上各具特色。

前两天几位校友跟我聊天,说当年都有考试成绩不如人的挫败感。这是大家都挤一座独木桥的结果。在一个班级,总有一半的人成绩落在另一半之后。其实,每个人都有自己的优势和长处,清华同学更是如此。如果让不同的人走不同的路,从不同角度、用不同标准来衡量,就会发现每个人都很优秀。这样,才能让每个学生充分建立走向社会的自信,而不是留下挫败感、失去自信心。

首先,要破除单纯知识考试的招生录取模式。重塑招考关系,要从看分数招生转到看故事招生。也就是不仅要招成绩好的人,还要招有故事、有经历、有体验的人。今年教育部公布了新的高考招生方案,我们要把握住这次招生制度改革的重要契机,建立更加符合清华培养目标的多样化的招生录取机制。

其次,要破除依赖“学分绩”的学业评价方式。指挥棒不变,培养多样化人才就是空谈。学校决定建立多维度的学生评价、荣誉、奖励体系,增加荣誉的多样性和激励的多样性,大幅提高单项奖学金和特色奖学金比例。要探索课程考试改革,重点考查学生的创造力、想象力、表达力等能力素质。我们鼓励各院系面向全校提供多样化的第二学位、辅修学位和交叉学科课程项目,拓展学生的成长通道。

同时,要大力加强创新创业教育。目的是激发和培育学生的企业家精神、首创精神、团队精神。企业家精神不是企业家独有的。清华学生无论将来做学问、搞管理还是办企业,都很需要这种精神。在创新致胜的时代,创业家将成为真正的社会骨干。我们要通过第一、第二课堂等各种途径大力推进创新创业教育。大家知道,学校已经建起了创新实验室(X-lab)、创客、学生兴趣团队等多个创意创新创业教育平台。在这次讨论会进行期间,我们又创办了清华-伯克利深圳学院,以打造全球创新人才教育与研究平台,培养科技领袖和未来企业家。

多样的世界才丰富,多样的社会才活跃,多样的人生才精彩。学校和我们每个人,都要对多样性有足够的认识、理解、尊重和包容,这是帮助学生多样化成长的先决条件。

以上四方面改革举措,如果分别用一个词来概括,可以是:三位一体,以学为主,通专融合,多样成长。

老师们,同学们,校友们!

当前,我校人才培养既面对老问题,又面临新挑战。这次教育工作讨论会面向长远,研讨的都是一些长期性、战略性的问题。这也决定了教育教学改革具有长期性、艰巨性和系统性。因此,讨论会的闭幕并不是结束,而是改革的起步。让我们携起手来,从现在开始到2020年前后,结合学校综合改革,将讨论会的丰硕成果付诸实施,将各项改革落到实处。相信在不久的将来,清华园必将走出越来越多信念执着、品德优良、知识丰富、本领过硬,走在时代前列的奋进者、开拓者、奉献者。

谢谢大家!清华大学关于全面深化教育教学改革的若干意见清校发〔2014〕29号

为了深入贯彻落实党的十八大、十八届三中全会精神和《国家中长期教育改革和发展规划纲要(2010—2020年)》,根据《清华大学综合改革方案》,经过全校第24次教育工作讨论会广泛深入讨论,现就全面深化教育教学改革、提高人才培养质量提出以下意见。一、总体目标和主要任务

1.我校全面深化教育教学改革的总体目标。面向国家长远发展战略和世界变革的未来趋势,围绕立德树人根本任务,深化人才培养体制机制改革,建立价值塑造、能力培养和知识传授“三位一体”的教育模式,坚持和完善世界一流、中国特色、清华风格的教育教学体系,努力培养学生具有健全人格、创新思维、宽厚基础、全球视野和社会责任感。

2.全面深化教育教学改革,要坚持社会主义办学方向,全面贯彻党的教育方针,传承弘扬优良办学传统,深入探索教育规律和人才成长规律,坚持育人为本、德育为先、能力为重,引导学生又红又专、全面发展;坚持发挥教师的主导作用和学生的主体作用,推动各种办学优势向人才培养积聚和转化;坚持为学为人并重,弘扬“严谨、勤奋、求实、创新”学风;坚持改革创新,强化“厚基础、重实践、求创新”育人特色,努力造就高素质、高层次、多样化、创造性人才。

3.落实以学生学习与发展成效为核心的教育质量观,健全教育质量保障体系。尊重和激发学生的学术志趣,促进教育教学工作向以学为主转变。根据人才培养目标,系统梳理和调整课程体系,以课程和培养环节的学习成效为基础,健全以学生为本、以成效为核心的教育质量评价与监控体系,努力促进学生的长远发展。

4.建立以通识教育为基础,通识教育与专业教育相融合的本科教育体系。坚持全面发展和个性发展相结合,统筹通识教育和专业教育,加强通识教育顶层设计,全面提高课程质量;发扬专业教育的特色,优化专业核心课程,增强课程挑战度。提高培养方案的弹性、灵活性和学生学习的自主性、选择性,切实推动学生价值观塑造和升华,增强对优秀传统文化的共识和对人类文明的理解,养成高尚而独立的完整人格,培育科学的批判精神和创新精神,强化实践能力和创新创业能力培养。

5.明确研究生教育定位,推进结构调整,完善分类培养机制。优化人才培养战略布局,进一步形成学术型人才与专业型人才培养并重的格局。博士学位教育着重培养具有国际竞争力的高层次学术创新人才,专业学位教育主要培养具有职业素养、创业精神的高层次专门人才。根据学科特点明确学术型硕士的培养定位,或作为博士生培养的补充与准备阶段,或培养应用型人才。

6.构建与现代大学相适应的学生工作模式,推进全员全过程全方位育人。坚持“拥护党、拥护社会主义,服务祖国、服务人民”的基本要求,以社会主义核心价值观为引领,加强和改进思想政治教育工作。加强学生工作队伍和学生集体建设,改革学生评价、荣誉、资助和指导方式,引导学生把价值塑造变为内在需要和自觉行动。强化教师的教书育人责任,带动管理育人、服务育人。超越传统课堂限制,在教室、校园、国内、国际以及网络和成长社区上综合协调,统筹推进,全面育人。二、建立现代教育治理结构

1.探索构建鼓励创新、管理规范、分工负责的治理模式。明确教师、学生、行政各自职责,学校和院系分级负责,健全教学责任和教学管理体系。建立教学委员会,负责审议教学计划方案,评定教学成果、教学质量,检查、指导教学管理和教学队伍建设等重要事项,对教育改革和人才培养提出咨询建议。设立学生课程咨询委员会,强化学生对于课程和培养方案的反馈机制。建立包括校友、行业代表的学生培养发展咨询委员会,提供前瞻性、专业化的咨询建议。改革学位评定委员会制度,更好地服务于多学科、跨学科、交叉创新人才的培养。转变教务处、研究生院、学生部等部门职能,简政放权,提高政策落实、资源统筹、咨询服务、监督管理水平。

2.坚持人才培养是教师的第一责任。深化人事制度改革,确保教师把主要精力投入教学和人才培养,发挥教学环节和师生互动在促进学生全面成长中的主渠道作用。充分发挥教研系列教师在教学和人才培养中的骨干作用,鼓励教授为本科生授课。建设通识教育教师队伍,设立教授岗位专职负责通识课程建设。建设工作量饱满、教学效果突出的教学系列教师队伍,为全校性平台课程、覆盖多个院系的专业硕士平台课程等提供保证。设立实践教师岗位,选聘具有丰富行业经验和一定教学能力的专家从事教学工作。改革完善班(级)主任制度,鼓励学术水平高的教师担任班(级)主任。

3.加强教师教学能力建设,鼓励和支持教育教学创新。设立专门机构,提供专项资金,下大力气开展教师和助教培训,帮助教师特别是青年教师不断提升教学能力。设立教学研究基金,支持教育理论研究和教育创新实践。健全教师教学荣誉体系,改进校级教学成果奖、青年教师教学优秀奖等评选奖励制度,增设“教学卓越奖”,办好“良师益友”、“我最喜爱的教师”等评选表彰活动,加强对优秀教师的宣传力度,鼓励教师热爱教育、热爱教学、热爱学生,在教育教学中追求卓越。

4.健全人才培养的资源配置和结构调整机制。探索建立学校主导的学生规模、结构、资助与学费的管理模式,完善富有竞争力和吸引力的奖助学金制度,建立本科生学费调整机制,全面实施成本核算的专业学位学费管理机制。建立基于培养项目定期评估制度的本科生、研究生规模结构调整机制,适度增加博士生规模,面向全球竞争、人类共同挑战、国家重大战略及交叉创新人才培养,进一步优化博士生类型和学科结构;面向社会和行业需求驱动,积极开发新型专业学位培养项目,稳步调整硕士生类型结构。

5.围绕国家人才战略,探索学位授予的校本管理模式。争取国家支持,由学校试点,自主增列学位授权点,自主设置本科专业、第二学位、双学位等培养项目,自行审批学位、设计印制学位证书。积极探索国际合作培养和授予联合学位。根据学科发展和人才培养需要,每年或每两年进行一次学位授权点增列和调整工作。对于授予学位口径实行分类管理,博士学位可按现有学科门类授予,并探索减少门类设置,精简博士种类;专业学位等应用性强的硕士学位,可按现有二级学科授予,也可同学术型学科脱钩。把握新的人才热点和急需,突破既有学科目录约束,根据行业领域特征自主设置硕士方向。

6.建立科学合理的教学资源分配机制,保障教学投入力度。实施教学经费分配方式改革,在院系教学经费分配方面,把主要按学生人数多少分配经费的做法,改为与院系开课数量、生时数和教学质量挂钩。采取有效措施,支持教师跨院系开课、学生跨院系选课。多方筹集资源,推进教学基地、教学实验室、创意创新创业实验室等教学条件和平台建设。三、深化本科教育教学改革

1.按照人才成长规律,改革本科招生选拔机制。坚持科学、公正、公开原则,承担大学的社会责任,关注贫困学生。结合国家和各地招生考试制度改革,改变过分依赖知识考试的招生录取模式,注重考查学生的志趣和能力,建立多样化的招生选拔机制。设立招生委员会审核制定招生政策、制度和程序,建立监督和协调机制。探索推进招生队伍职业化建设。

2.调整优化本科培养方案和核心课程体系,促进通识教育、专业教育和自主发展有机结合。学校制定切实可行的通识教育目标,强调人格养成和价值塑造,培养独立思考能力,增强团队精神,在师生互动、生生交流中理解和尊重多样性,养成现代文明人。院系设定有前瞻、可落实的人才培养目标和学习成效,以专业核心课程为载体,体现各专业人才培养基本要求;在通识教育和专业教育中都要给予学生更多的学习自主权和选择权,为培养多样化人才提供充分空间。科学设计培养方案、课程体系和组织教学环节,减少学生必修的核心课程门数,充实课程内容,提高课程质量,使核心课程达到世界一流大学水平。

3.探索建立通识课程体系,积极推动通识教育试点项目。建立中国特色、清华风格、时代特征的本科生通识教育模式和课程体系,按照专业课程水准和面向非专业学生的原则,通过小班讨论课、助教培训等方式,不断提升通识教育水平和课程质量。试点书院制博雅教育,在部分院系推广较为完整的两年期通识教育体系。建立通识教育责任体系,在教学委员会下设立通识教育委员会,统筹协调全校通识教育的目标、方案和考核评价;建设通识教育课程基地,负责全校通识课课程组的建设、协同、组织、规划和研究;学校以适当集中共享的方式规划学术活动的物理空间,给予配套经费,建立健全管理和运行的长效机制。院系按照学校要求开设通识课程,开课数量和质量列入院系年度考核内容。鼓励高水平教师开设面向全校的通识课程。

4.凝练专业核心课程,提升学生专业技能和职业素质。专业教育要充分体现“三位一体”的培养模式要求,通过某一专业领域的深度知识学习,培养学生掌握高水平的专业技能、具备良好的职业素质和终身学习能力。强化课程的整合性,精化专业核心课程,减少专业课程的数量和刚性,提高课程挑战度,激发学生志趣,鼓励创新。专业核心课程作为专业教育的基本要求,约占学分总量的1/3~2/5。

5.探索多样化的成长路径,提升学生学习的自主性和开放性。建设多种类型的人才培养体系,提高转系和转专业的自由度,推动第二学位、双学位、辅修和交叉学科认证课程项目。构建新形势下学生自由成长的氛围与环境,支持学生根据自身特点和发展志趣自主选择学习和成长路径。探索建立高年级本科荣誉学生的个性化培养制度,将全球化要素列入培养方案,为学生提供跨文化体验和国际化经验,树立全球视野。

6.以第一课堂为基础,全面推进各类课堂的协同培养。第一课堂鼓励教学创新,强化启发式教学,提高课程兴趣度、学业挑战度和生师互动性。第二课堂强化学生全面素质培养,大力推进创意、创新、创业教育。第三课堂统筹建设实践和实习基地,让学生感受真实世界,在服务社会中增强分析和解决实际问题能力。第四课堂实施海外研修计划、国际SRT、交换学习等系列项目,依托全球优质教育资源,为学生创造进入国外一流教育、研究、公共机构的学习机会,营造开放、自主的成长氛围。第五课堂依托在线课程,推动MOOC、SPOC和混合式课程建设,推动新技术在教学上的应用。第六课堂重点打造成长社区,建设校友网络,强化教师、学生、校友之间的联系互动,相互学习、共同提高,推动终身学习。本科教学方案要整体考虑六类不同课堂,增加兼容性,提升培养成效。

7.完善人才培养特区建设,发挥引领和示范作用。支持各种人才培养试点项目,探索新的人才培养模式。丰富和充实“学堂计划”,在全校范围发挥引领和辐射作用。深入推进“卓越计划”和文科实验班建设,培养有理想、重实践、求创新的卓越人才。提高全英文授课质量和数量,打造清华暑期学校品牌,整合并丰富各院系以及跨学科交叉开设的各类暑期课程,形成对国内外优秀学生有吸引力并可持续的暑期项目系列。四、推进研究生培养机制改革

1.改革研究生招生选拔机制,建立适应培养目标的录取机制。博士生招生加强对学术志趣的考查;推行“申请入学-学科博士招生委员会全面考核决定录取”的方式,充分发挥和有效规范专家组、导师在招生中对考生学术志趣、学术能力、学术潜力等的评价和决定作用;推出可辅助导师选才的学术人才素质指南。专业硕士招生强调被录取者与项目的精准契合,充分听取社会和市场声音,按照项目实行差异化招生;以熟悉行业或职业领域、了解人力资源需求的专业招生人员组成的委员会主导招生工作,提高招生选才的科学化专业化水平。取消院系研究生招生数量与本科生数量挂钩的做法。

2.推进研究生分类培养,学术型与专业学位教育区分鲜明、各成体系。博士生培养要更加突出学术志趣和创新动力,培养目标应反映社会需求并体现学科发展具体需要。培养过程应贯穿加强基础理论、拓宽跨学科知识和国际视野、提升创新能力的原则。鼓励富有创新潜力的博士生进行具有跨学科、交叉创新色彩的选题,并给予一定的学术资源支持。鼓励和支持博士生面向学术前沿开展原创性研究,毕业后到主流的学术科研机构就业。专业学位教育要更加面向市场,培养目标和方案的制订应吸纳行业专家参与,制定适应培养目标的学位论文形式和标准,推动建立以职业胜任力为导向的评价体系。探索学科特色与行业需求相结合、理论知识与专业实际相结合的多样化培养模式。试点小规模在线课程和翻转课堂,提高课程挑战度,建立符合教学规律、实现最优教学效果的研究生培养模式。继续推进研究生学术与职业素养课程平台建设,加强学术规范教育和伦理教育,增强学生学术责任感。

3.发展特色研究生项目,探索新的培养模式。建设一批满足国家和社会需求的高水平特色学位项目。推动设立引领社会和市场需求的多学科交叉融合硕士生项目,如大数据硕士、互联网金融硕士、全球政治与经济硕士、统计第二/双硕士学位等项目。选择优势合作伙伴,优化国际双硕士学位、全英文硕士学位项目,如苏世民学者、清华-伯克利深圳学院、清华-霍普金斯全球政治与经济双硕士学位、MBA+X双硕士学位等项目。面向国家战略和人类重大问题,充分发挥多学科优势,推进发展中国家研究等跨学科博士生项目。

4.探索高层次复合型人才的培养规律,推动设立研究生第二学位,增加跨学科的研究生项目。积极争取国家政策支持,允许博士生、硕士生在攻读学位的同时,可以申请在本校攻读第二学位或双学位(硕士学位),以利学生就业和长远发展。申请攻读第二学位的学生,要通过第二学位培养院系的面试考核。攻读第二学位,应向学校缴纳适当合理的费用。根据学生和社会的需求,拟逐步开设管理、法律、统计、数据科学等第二学位。

5.改革研究生年限管理,实行弹性修学年限。原则上,基本修业年限(学制)为硕士生2年、普博生4年、直博生5年。实行弹性修业年限,最长在校学习年限为硕士生3年、普博生6年、直博生7年。超过基本修业年限但不超过最长在校学习年限的博士生、硕士生,在院系和研究生院实行备案管理,每学期逐一更新状态;达到最长学习年限时,除院系认定的因博士论文研究有重大创新而需要延迟者之外,学生必须办理离校手续,不再保留学籍。特殊项目的硕士生毕业年限可缩短到1年,国际合作项目的毕业年限尊重国际规范。个别学习和研究能力强的学生经过努力提前完成学业,准予其提前毕业并授予相应学位。五、改革完善学生工作模式

1.加强和改进思想政治教育工作,提高价值塑造的实效性。推进学生工作机构改革,完善思想政治工作机制,按照“三位一体”的教育要求构建学生工作体系。巩固“双肩挑”辅导员制度,实施双肩挑骨干队伍学术发展支持计划,形成队伍可持续发展机制。提高双肩挑队伍思政工作水平,提升职员队伍的专业化能力,减轻辅导员的事务工作负担,保障辅导员在学生思想政治教育和发展辅导工作的时间投入。充分发挥教师在教学、科研等校园生活各方面的言传身教作用,把价值塑造融入人才培养的各个环节。

2.改革学生评价方式,构建发展评价咨询体系。改变通过学生互评打分确定评级的综合素质测评方式,形成学生全面发展反馈机制和个性发展支持机制,建立尊重志趣、激发自信的多样化评价方式。依托信息化建设和大数据技术,整合咨询服务资源,加强咨询师队伍建设,构建面向全体学生的人格发展、职业发展和学业发展一体化咨询服务平台。

3.改革学生荣誉体系,促进学生把全面发展和个性发展相结合。进一步明确学生荣誉体系的定位,取消奖学金等级划分,大幅提高单项奖和特色奖比例,统筹奖金、荣誉课程、实践机会、研究项目、学术交流等各类发展资源。增加荣誉的多样性和激励的多样性。改革荣誉评定流程,突出学生中心地位,扩大教师和校友参与,把分配名额、被动评定和主动申请、提名推荐结合起来。梳理学生集体荣誉体系,将社团协会等各类学生集体纳入覆盖范围。

4.改革学生资助模式,完善资助体系。建设基于诚信、基于需要和基于服务的资助体系,帮助全部有需要的本科生制定个性化的一揽子资助解决方案,实现全部家庭经济困难学生和全部家庭经济特别困难学生的基本求学费用“两个全覆盖”。实施新的研究生奖助体系。

5.完善实践育人模式,提高学生对现实问题的认知水平、解决能力和社会担当。统筹实践资源,完善支持机制,促进教师参与,规范项目管理,重视学生独立性、自主性和创新性训练。明确区分实习实训、课题研究、社会服务等不同实践形式,强化专业指导,提高实践过程的现实性和挑战度,形成有效的实践育人模式。构建创新人才因材施教工作体系,营造创意创新创业氛围。改革博士生社会实践,对研究生提出志愿者、义工等指导性要求,在实践中增强社会责任感。

6.加强校园文化建设,优化学生学习与成长的环境。大力传承弘扬清华精神,深入开展校园文化建设活动,充分发挥文化育人作用。改善校园设施和环境,建立有利于多向交流的学习、研究和生活公共空间,丰富校园活动形式,促进学生对大学社区的融入,加强学生的校园生活体验,促进不同文化背景、不同生活背景、不同专业背景学生的沟通交流,帮助国际学生融入清华、熟悉中国,帮助国内学生拓展全球视野、适应跨文化交流与合作。探索住宿制学院建设。

7.创造多样化发展空间,加强学生领导力培养。结合未来各领域领军人才的培养目标,规划和开发领导力教育课程和实践环节,建设专业化的领导力训练平台和全球化的领导力训练基地,设计多层次、多领域的领导力培养项目,探索有效的学生领导力培养途径。

8.加强学生集体建设,帮助学生在集体中成长成才。把集体建设作为促进学生共同成长的重要途径,加大学生集体建设支持力度。指导学生集体实现自我服务、自我教育、自我管理,强化成长与发展服务。发挥学生自主性,支持学生社团发展,提高社团水平,发挥社团优势,服务学生个性发展。

9.加强学生人生发展和职业发展指导,关心支持毕业生的长远发展。把学生的人生发展和职业发展指导贯穿到人才培养全过程,帮助学生开展职业生涯规划,自主选择人生发展目标。结合学生人生梦想和发展取向,有针对性地开展价值引导、就业指导和资源匹配,激励毕业生立大志、入主流、上大舞台,在实现中国梦和推动人类文明进步的伟大实践中创造自己的精彩人生。完善校友终身学习服务平台、职业发展支持体系和人生发展交流网络,强化校友在人才培养中的作用。六、健全教育质量保障体系

1.以评估为抓手,建立本科教学质量保障和改进体系。本科专业必须参加6年为周期的校内评估,评估合格才可进行招生。鼓励院系参与ABET等主流的国际专业认证,根据国际认证标准改造相关教学环节和设施,提高毕业生质量和资质的国际认可度,确保培养质量。

2.建立多维度评价体系,改进评教和评学方式。改革教师教学评价体系,实施效果评价、诊断评价、过程评价、毕业生调查、教师自评、专家评价等六维评教系统,建立校、院系、教师三级教学效果评估指标,并将助教纳入评价体系。探索考试改革,成绩不仅反映知识掌握程度,而且考查学生在学业中表现出来的创造力、想象力、表达力等能力素质,课程成绩从百分制改为等级制,并全面改革以学分绩为主的学业评价体系。建立科学合理的学生综合性评价体系,开展全校统一的学生学习与发展调查,建设学生学习过程基础数据库,集成现有评教、考试等各种评价数据,为人才培养提供反馈和依据。

3.尊重导师的学术判断力,强化研究生质量保障体系建设。结合深化人事制度改革,优化研究生导师队伍结构,提高导师队伍学术水平,充分发挥导师在研究生学业指导和全面成长中的首要作用。坚持导师(或导师组)是研究生培养质量的第一责任人,健全自我约束为主、外部监督为辅的教师学术诚信保障机制,充分尊重导师及同行专家对研究生学位论文做出的学术判断和评价。同时,通过加强培养过程管理、根据学科特点强化导师资助和指导责任、加大中期考核和淘汰力度、严格学位授予质量管理和外部质量评估,以严格的培养质量评价促使培养单位和导师严把质量关。对出现质量问题或存在质量隐患的培养单位、导师、学生,予以严肃处理。

4.改革研究生培养质量指标体系,创新研究生教育评价机制。建立科学合理的培养标准和执行过程,确立公开的学科培养目标,推行与培养目标相符的招生政策、选拔方式和培养方案。重视国际认证和评估,建立对项目培养目标、目标实现程度、市场满足程度、学科发展等指标进行定期评估的机制。建设根据评估结果不断改进培养工作、调整规模结构的机制;完善全过程质量跟踪机制,建立覆盖入学、在读、毕业等环节的学术环境调查和反馈机制,实施基于学习成效的课程质量评估和对于学生的全面评价。七、做好改革的组织实施

1.加强学校对教育教学改革的领导,力求取得改革实效。教育教学改革是继人事制度改革之后学校推动新百年发展的又一重大战略举措,是深化学校综合改革的关键。教育教学改革由学校综合改革领导小组统一领导,研究解决改革中的重要问题,协调教育教学改革同其他各项改革的关系,协调本科生、研究生的改革政策衔接。

有关部门和各院系要根据本意见制定具体计划并组织实施。院系教育教学改革实施工作由院系党委行政负责,院长(系主任)、党委书记是第一责任人。涉及全校的研究生教育改革,由研究生院(党委研究生工作部)具体协调和组织实施。涉及全校的本科生教育教学改革,由教务处牵头、会同党委学生部(学生处)具体协调和组织实施,同时探索设立本科生院。

2.顶层设计和发挥基层首创精神相结合,保证改革有序推进。教育教学改革从2014—2015年秋季学期开始启动,争取用1年左右时间完成各学科专业、各层次学生的“三位一体”培养目标制定和培养方案、教学计划调整工作,用3年左右时间形成新的本科教育体系、研究生分类培养机制和学生学习与发展综合评价体系,用5年左右时间完成其他各项改革及相关配套改革,使全部改革任务到2020年基本完成。对于部分涉及面广或者尚未高度共识的具体改革举措,要选择有条件的院系、学科、年级或课程、环节先行先试,在实践中取得经验后再加以推广。

3.坚持群众路线,充分发挥广大师生的改革主体作用。注重发挥学术委员会、学位评定委员会、教学委员会等各级学术组织的主导作用和教研系列教师的骨干作用,有关改革措施要在教师中进行充分酝酿、凝聚最大共识。注重发挥学生的主体作用,有关改革措施要充分听取学生的意见和建议,争取广大学生的理解和支持,依靠学生党团组织、学生骨干和学生各类集体合力推进改革。加强对教育教学改革的宣传宣讲和深入研讨,帮助全校师生充分认识改革的目的意义、主要任务、重要措施和进度安排,增强投身改革的积极性、主动性、创造性。清华大学2014年10月16日

课程创新

《中国建筑史》MOOC课程小结

建筑学院 王贵祥 张亦驰摘 要:本文介绍了作为清华大学首批MOOC课程的《中国建筑史》,从筹备到拍摄、制作、课程运营的全部过程,结合MOOC课程特点及学生反馈,总结课程的成功经验和不足之处,以及现阶段的课程成果与影响。关键词:中国建筑史;MOOC 课程一、背景

MOOC(Massive Open Online Course,大规模在线开放课程)是基于课程与教学论及网络和移动智能技术发展起来的新兴在线课程形式。2012年,斯坦福大学教授创建的Coursera和Udacity在线学习平台上线,麻省理工学院和哈佛大学联合创办的EDX上线,美国一流大学纷纷加入在线教育,这一年也随之被《纽约时报》称为“MOOC年”。2013年5月,清华大学、北京大学正式加入EDX平台,10月清华大学推出“学堂在线”平台(www.xuetangx.com),《中国建筑史(上)》(以下简称《上》)成为清华大学在学堂在线开设的首批五门课程之一,同时也是在EDX与学堂在线同时上线的两门课程之一(另一门为电机系于歆杰教授主讲的《电路原理》)。

2014年2月,《中国建筑史(下)》继续在双平台同时上线,目前讲课部分已基本结束,正在进行期末考核。二、课程筹备与制作(一)课程团队

与传统课程不同,一门完整MOOC课程的制作需要一个团队通力协作。《中国建筑史》的课程团队由授课教师、制作人,摄制团队、助教和课程志愿者,以及来自课程平台的技术支持团队共同组成。

1.授课教师

主要负责讲授内容的筹备,设计教学大纲,梳理知识点结构,设定受众知识水平和课程的风格。同时授课教师也需要出镜、主讲,并与制作团队探讨课程的呈现风格和形式。

2.制片人与制作团队《中国建筑史》课程的制作方为中国传媒大学凤凰学院。制片人在正式拍摄前需要和授课老师进行沟通,对讲授内容有一定了解,负推敲镜头语言,清晰、直观地展现课程内容,同时对课程的风格进行把握,尽可能展示课程内容和授课教师的魅力。

制作团队则根据制片人的指示负责课程内容的拍摄和后期剪辑制作的工作。

由于本门课程需要较多历史、地理、文化等背景知识,讲述的主体建筑本身则需要大量图像和视频资料,“看图说话”的讲课方式需要语音与图像紧密结合,这些都决定了制作人在课程制作中至关重要的地位。制片人与教师、助教经过几轮讨论,大到视频的整体呈现风格,演播室布景,小到片头和视频中的装饰元素都反复推敲,最终取得了较为满意的效果。

3.助教

助教的职责较多。在课程的整个制作和运营周期,都由助教担任项目经理的角色,负责学校、授课教师、制作团队、技术团队、课程发布平台等各方联络与协调工作。

在课程录制期间,负责教师与制作团队之间的协调配合,协助教师整理讲课内容、制作部分课程素材(图片整理、重绘,模型搭建),准备习题;起到类似监制的作用,在剪辑制作中在专业知识方面指导和协助制作团队。由于课程在中英文平台同时上线,助教还需要根据视频内容整理需翻译的文字,校核翻译完稿和样片,并根据剪辑完成的内容调整和翻译习题等。

在课程上线之前,将视频、字幕、习题、补充资料等文件上传至课程平台,并在测试员的协助下完成最后的检查,减少出错。

在课程上线后发布更新通知,及时通过邮箱、课程论坛等收取学习者的反馈,并回答论坛上提出的各类问题;伴随课程的进行,还会推出一些与课程内容相关的图文小专题,作为课程推广的内容发布在“学堂在线”的微信公众平台上;同时助教还要准备期中或期末考试题目,制定评分标准并批改试题。

由于助教的工作量较大,一门在线课程往往由多名助教组成团队、分工协作。《中国建筑史》上、下各有五名至六名助教,均为建筑学院建筑历史与理论方向的硕士和博士研究生。

4.课程志愿者

课程志愿者分为两类。

另一类为Beta Tester(测试员),通过权限设置,可以在每周课程正式上线之前若干天提前看到所有发布内容。测试员在浏览所有内容之后向助教反馈出错情况。

一类为Community TA(社区助教),由在论坛上较为活跃且有一定相关知识背景的学习者担任,负责在课程论坛回答问题。

课程《上》 没有招募课程志愿者,《下》在开课时借鉴了其他课程的成功经验,在中、英文两个课程平台上各招募到活跃的测试员一名和社区助教若干。从《下》的反馈来看,由于测试员的工作,课程内容的出错率明显降低,且大大减少了助教的工作量。特别是英文平台,由于语言和文化的差异,存在很多中文平台上没有和无法预测的问题;来自美国的热心学习者Ron Reno每周都会做一个全面细致的总结,内容从拼写错误、语言逻辑的调整到对课程内容的质疑,以及一些文化差异上的反馈等,为课程在EDX平台上的成功运营做出了巨大贡献。(二)课程内容

课程大纲

经老师们讨论,全部课程共十六讲,上下部分各有八讲,由王贵祥、吕舟、贾珺、刘畅、贺从容五位老师讲授,内容与主讲老师安排如下:

1.王贵祥-中国建筑概说

2.呂舟-先秦与秦汉时期的中国建筑

3.呂舟-三国、两晋、南北朝时期的中国建筑

4.呂舟-隋唐时期的城市、宫殿、园林与寺观建筑

5.呂舟-隋唐时期的建筑遗存与建筑技艺

6.王贵祥-五代两宋辽金时期(10世纪至13世纪)的城市、宫殿与园林

7.王贵祥-五代两宋辽金(10世纪至13世纪)的宗教建筑

8.王贵祥-10世纪至13世纪建筑遗存与宋《营造法式》

9.贾珺-元明时期的城市与建筑(上)

10.贾珺-元明时期的城市与建筑(下)

11.刘畅-清代建筑概述与紫禁城

12.刘畅-城乡生活与建筑类型

13.刘畅-清代建筑技术与艺术

14.贾珺-明清时期古典园林

15.贺从容-中国传统民居建筑

16.贺从容-中国多民族的建筑

课程并不满足于对中国建筑史知识普及性的介绍,而是定位于更为专业的研究型课程,因此相对于建筑学院本科生必修课程《中国古代建筑史》,各讲内容更具深度,视角更多元,案例更丰富。其中,第一讲作为课程概述,具有较强的理论性;2~13讲按时间顺序和建筑类型分布介绍原始社会至清代中国各类型的建筑;14~16讲则是关于中国园林、传统民居和多民族建筑的三个专题。各部分内容没有专门的教材,全部知识点都来自教师的总结和梳理,以及几位授课教师研究方向下的最新成果。李路珂、李菁两位年轻教师也参与了课程内容整理、素材收集的工作。(三)拍摄与制作

1.宣传片

为扩大课程影响,更加生动形象地宣传课程内容,王贵祥、刘畅和贾珺老师亲自出境,在天坛、景山、北京胡同、蓟县独乐寺等地实景拍摄课程宣传片。宣传片采用亲切的“讲故事”风格,实地行走的画面配以古典风味的音乐,拉近了大师与普通学习者之间的距离。

2.录制

全部十六讲课程的讲授部分都在摄影棚制作完成。使用2~3个机位同时录制,布景为静态画面。

在录制过程中,制片人与教师还不断讨论了各种角度的镜头对最终呈现效果的影响,最终决定取消学生作为听众的镜头和老师的侧面镜头,以正面全景和特写镜头为主,以增强师生实时交流的感受。

3.剪辑与制作

对于《中国建筑史》而言,完成录制仅仅是完成了一小半的工作量,更重要的是后期的剪辑与制作。

根据教育心理学的规律和课程知识点的分布,每个视频从5~15分钟不等,包含1~2个知识点;每讲视频总长约为90分钟,与一节传统课堂内容大致相等。这种模式可以有效减少在线学习过程中的“走神”现象,有助于帮助学习者保持注意力,从而提高学习效果。

视频制作中,需要将大量的图像、视频素材与讲课语音关联。所有素材大致可分为五类:(1)建筑案例(包括复原方案)的技术图纸,模型照片,以及具有一定表现力的建筑绘画等。(2)实景照片,主要来自以往的实景拍摄、图书扫描和网络图片。(3)二维动画,主要指在图纸上随老师讲课的内容不断给出相应指示的动画方式。这种动画制作较为简单,但效果明显,在整个课程视频中应用最为广泛。(4)三维动画,演示建筑物的搭建过程、空间结构等。(5)影视资料,包括建筑物的实景拍摄、影视作品中对历史场景的想象、复原等。

最终呈现的视频以静态的图像展示为主,辅以说明性二维动画、文字和标注,减少其他不必要的装饰和动画效果。大量技术图纸的使用增加了课程的专业性,同时视频的整体氛围朴素、安静,利于学生将注意力集中到讲课内容本身上来。

在素材收集和视频制作的过程中遇到了不少实际困难。例如一些图书和图纸由于年代久远,扫描出的图片效果不尽如人意,由于版权问题无法使用网络图库中质量较好的素材,难以收集到一些较偏僻文物、遗址和古画的高清图片等。尽管如此,每位教师和助教都会尽可能从多个渠道搜集、整理素材,保证质量,这也保证了视频精致美观的效果。

在达到清晰、明确的基本要求之后,视频还希望能体现中国建筑史的课程特点。在课程《下》的制作中,经制作方与教师反复沟通,在摄影棚中使用建筑测绘图作为录像背景,视频使用统一、柔和的色调作为底色,各类提示框运用类似中国古建筑彩画的装饰样式等,古典的风格得到了较好的表达。

4.翻译与英文版制作

由于课程在英文平台EDX上线,所有内容都需要翻译成英语,且翻译要求准确、专业和连贯。负责全部十六讲翻译的是中国对外出版翻译公司,他们圆满地完成了此次课程的翻译工作,受到不少国外学生的好评。建筑学院外教何雅丽,博士生萨迪克和人文学院博士生于洋欢也协助翻译了部分内容。

与普通文献的翻译不同,《中国建筑史》课件中涉及大量专业术语,例如“厅堂”“庑殿”“斗栱”等,要求统一使用专业、通用的说法;古典诗词和文言内容的引用也为翻译增添了不少难度。翻译中的主要参考书有梁思成《图像中国建筑史》(中英对照版本),Guo Qinghua,A Visual Dictionary of Chinese Architecture和Nancy Shatzman Steinhardt(编),A History of Chinese Architecture,通过教师、助教和翻译的讨论,确定了一些主要术语的固定说法和翻译规范。对于较长的术语,首次出现时使用汉语拼音表示,在其后加注括号解释具体含义,再次出现则仅出现拼音,这样可以在解释清楚的同时保持行文的流畅。

最终完成的视频,前八讲为中英文双语视频,后八讲为使版面清晰,改为中、英文单独排版,学堂在线、EDX分别上传。

根据EDX学习者反馈,纯英文视频虽然在清晰度上有所改进,但在与讲课语音的对应性上感受并不如双语排版,特别是对一些有一定汉语基础、可以听懂汉语授课,却不知道具体的写法的华裔学习者,双语视频提供的信息更多,也更容易接受。三、课程运营(一)上线

课程每周上线一讲,上下部分均持续八周。每周内容期限正常情况下为两周,学生需在截止时间之前完成习题。最初两周的截止时间可适当延长。(二)学习资料、习题与考核“课程信息”页面中的“课程讲义”栏允许教师以文件上传的形式向学生提供参考资料。在课程介绍中列举了一些参考书,某些小节中老师也会提供一些参考文献、阅读书目和视频资料,但由于版权问题,大部分资料仅限于介绍,并不能直接提供下载,为学习者提供的课外学习资源相对匮乏。

习题方面,每一小节视频之后都有一定习题,以选择、填空等客观题为主,搭配适量讨论题目。客观题相对简单,以在视频中出现的知识点为主。此类题目主要起到提升最初记忆强度,复习、巩固的作用。由于课程平台暂不支持在线提交作业及附件,主观题以讨论题的形式在讨论区开放,系统与助教均不批改,亦不计入课程成绩。尽管如此,讨论区答题氛围活跃,且不少学习者具有或深刻或独到的见解。

讲课内容结束后有期末测试。《上》延续平时习题的做法,以选择、填空作为期末考试内容,答题不限时,对学习者知识的巩固和消化起到的作用较弱,区分度也较差。《下》目前采取更接近真实课堂的考试方式,学堂在线平台上,期末考试以客观题、作图题和实践题相结合。客观题为限时选择题,考查学生平时学习进度;作图结合课堂讲授的知识点,要求学生设计一个中国的院落群体,体现学生对知识点的理解和融会贯通;实践题要求学习者到访一处身边的古建筑、古村落,用照片、文字和简单的纸来概要描述这处建筑的特点。EDX平台上,前两项考试内容不变,实践题改为主观问答题和论述题。以上考试内容除客观题,都由助教批改。

为了使学习者适应新的考试方式,在《下》课程中期还加入了一项绘图作业作为热身和期中考试,要求学习者画出课程中讲到的清式构架或屋脊构造(二选一),作图方式不限。从两次考试回收的作业来看,不少学习者都有较好的知识基础,对课程的热情和参与度也较高。一部分学习者认为考试过于专业,并在论坛中表达了无法通过考试的担忧,如没有专业背景、没有美术基础等,但从成绩统计来看,能够按时提交平时作业,正常参加期中、期末考试的学习者,大都取得了不错的成绩。

尽管学习者互评,相互的学习和帮助暂时还难以通过课程平台来实现,但针对《中国建筑史》的课程特点,通过习题和考核方式的设计,尽量将在线课堂学生的“大规模”和“多样化”转化为教学优势。例如期末考核中的实践环节,答案经整理后可以作为课程成果发布在课程平台上,不仅为学习者相互的交流提供一份珍贵资料,对于教师和助教也是难得的拓宽眼界的机会,是真正实现了教学相长的环节。(三)讨论区与互动

大规模的交互和实时反馈是MOOC不同于之前的远程教育的一个关键。健康、活跃的讨论区是良好课堂氛围的重要保障。学生在讨论区的话题大致分一下三类:

1.技术疑难,包括网页、视频的正常显示及类似问题,一般由助教转交技术支持团队或由技术人员直接解决;

2.讨论题回答:这类回复占本课程讨论区中的绝大部分,学生在有讨论题的章节的回复会被链接到论坛中;

3.与课程内容相关的发言。由于讨论题回答的发帖数目巨大,在课程《上》的讨论区中并没有很好的分类方式,导致不少学生提问都湮没在茫茫帖子中而无人回复。课程《下》在每周的课程内容上线的同时,由助教发一个置顶帖,希望得到助教回复的学习者可以在该帖内提问。

助教在讨论区中并不是一个全能的答复者的形象,而只是对学习者做出一定的引导。同时助教也不限于机械地回答提问,而是可以通过塑造不同的个人风格,例如时尚、亲切或活泼等来活跃课堂氛围。

实际上,MOOC更加推崇的是学习者之间的问答、互动来完成交互学习的理念。但是从国内学习者的情况来看,针对习题的问题较多,而具有创造性的提问则较少,这种互帮互助的学习方法并没有很明显的成效;另一方面,《中国建筑史》的内容具有较强的记忆性,这也使这门课的MOOC课堂的氛围更加接近传统课堂,即知识更多的是由教师传授给学生。在EDX平台上,由于知识的陌生、文化的疏离和学习者的特点,讨论相对活跃。例如EDX论坛上一位很活跃的学习者(ID:FP_)曾提问,国子监是否像现代大学一样,有“非学术”的宿舍区和食堂,国子监的学生大致是怎样的年龄段,为何会有已婚学生的宿舍等。

除了讨论区,助教与学习者之间还会通过邮件交流。《上》开课伊始,曾收到不少针对课程意见的反馈,也有不少学习者来信表达对建筑史这门课程的喜爱。《下》则通过邮箱,建立了助教和课程志愿者之间长期稳定的联络,在平台功能尚不全面的情况下,邮箱也替代了一部分收取作业的功能。

遗憾的是,讨论区的交流基本都局限在助教和学习者之间,几位授课教师由于时间和工作安排,除了少量的邮件回复很少直接与学习者交流。(四)其他推广

目前,微信订阅号“学堂在线”每周发布与课程内容相关、兼顾知识性与娱乐性的小专题,已经推出的有《洪洞访古》《帝国丽影》《新叶村》《中国园林》等。果壳网“MOOC学院”小组中也有课程的相关页面,学生可以在这里给课程打分,评价及记录笔记,《中国建筑史》上、下都获得了高于9分的评分。四、成果与影响(一)课程成果《中国建筑史》课程在筹备的过程中,并没有参照现有的建筑史教材讲课,而是结合了基本的知识点及每位教师研究成果,并根据多年的本科生基础课《中国古代建筑史》的教学经验,重新梳理、整合而成,更具深度和广度。

例如第一讲《中国建筑概说中》,除了中国建筑特点、类型、分期等基本知识点外,还讲到中国建筑与西方“坚固、实用、美观”对位的“正德、利用、厚生”的三原则、中国古代城市方正与曲折的两种规划理念,以及中国古代建筑中阴阳、适形与大壮的思想等。

第二至十三讲按照时间顺序与类型学的划分,在介绍各个历史时期的建筑发展历程的同时,授课老师会根据自己的研究方向加入比传统课堂更具深度的内容。特别是第十一至十三讲清代建筑部分,采用中西方比较的视角和更倾向于建筑设计的研究方法,加入了不少相当有特色的案例,例如清代的制度与匠作,纪念性与实用性在清代故宫改造中的体现,清代重建太和殿时的立面设计方法等。加之刘畅老师自然生动、风趣幽默的讲授风格,这一部分在课程论坛和果壳网上都收到了高度的评价。

第十四讲将古典园林作为独立的专题讲述,盖因我国的古典园林成就高、类型广、遗存丰富。不同于其他类型的古建筑,对园林的认识不仅靠图纸,而更依赖于实地的考察和体验。这一讲中采用大量视频资料,提供了直观而真实的体验。

第十五、十六讲为传统民居和多民族建筑的专题,这两个专题也是之前的建筑史教学中未曾涉及的部分。我国明清民居地面遗存量大,艺术成就高;多民族建筑如满族大院、蒙古包、新疆阿以旺,西藏的喇嘛庙、碉楼、宗山、林卡,西南地区侗族鼓楼和风雨桥,傣族民居和佛塔等,各具特色,均为中国建筑不可缺少的组成部分。

目前课程组计划在全部课程结束后,将所有老师为课程准备的讲稿和PPT整理成《中国建筑史十六讲》(暂定)书稿,并与清华大学出版社合作出版。(二)影响《中国建筑史(上)》在学堂在线的选课量达到17000人,在EDX亦有8800余人选课。经过8周的授课和2周的期末考试,学堂在线的163位学习者和EDX的160位学习者通过了课程并拿到证书。另根据EDX的统计数据,课程《上》的学习者以来自中国和美国的学习者为主,英国、印度和加拿大紧随其后,以及其他来自亚洲、欧洲、非洲、美洲和大洋洲的139个国家和地区。

目前,课程《下》在两个平台的选课量分别为4500人和2000人。选课量回落属于正常情况,一方面,在了解课程内容后,课程的受众会更有针对性地选择课程;另一方面,一部分未能完成《上》的学习者也不会继续选课。但是从学堂在线的日流量来看,每天仍有300人次左右活跃(包括收看视频、做习题、讨论区发言等等),有效的选课量规模并没有明显下降。同时课程《下》考核方式变更,对学习者的参与度、对知识的掌握程度的要求也相应提高。

累计三万多人次的选课量,对于普及古建筑相关知识、提高民众的古建保护意识,具有重要的意义。课程在EDX平台上线,虽然极大地增加了制作难度,但在国外宣传和介绍中国古建筑,也产生了良好的影响。不少学习者希望《中国建筑史》能够继续开课,或推出和中国园林、中国民居相关的系列课程。

同时国内外多家媒体也报道了《中国建筑史》MOOC课程上线的新闻,先后有清新时报、清华新闻网等校内媒体,果壳网、央视新闻频道、欧洲新闻电视台、新华社等对课程组进行了采访并报道。参考文献

[1]李曼丽,张羽,叶赋桂,等.解码MOOC 大规模在线开放课程的教育学考查[M].北京:清华大学出版社,2013

[2]苏芃,罗燕.技术神话还是教育革命?——MOOCs对高等教育的冲击[J].北京:清华大学教育研究,2013(4)

[3]王帅国.MOOC101 MOOCs制作与运营.学堂在线www.xuetangx.com

空气洁净技术课程的教、学、研结合模式探索

建筑学院 建筑技术科学系 建筑环境与设备工程研究所 赵 彬摘 要:通过在建筑环境专业课“空气洁净技术”的教学中引入前沿课题介绍、实际工程观摩以及动手实践环节,充分利用学生研究训练计划(SRT)和挑战杯等课外竞赛环节,引导学生选有意思的题目、做有趣和有用的研究,将课程教学与学术研究有机结合,探索课程“教、学、研”结合的新模式,展现了配合我校建设“研究型”大学的特色,并取得了一定的效果。有望通过本专业课程的教学研结合模式探索,激发学生的学术志趣,从而培养他们的研究和职业素养。关键词:空气洁净技术;学生研究训练计划(SRT);挑战杯;教学研结合一、背景

空气洁净技术与国民经济的发展密切相关:无论是电子芯片、医药、生物技术等高科技,还是人们的居家、办公等日常生活,都离不开洁净的空气。尤其近年来,空气洁净技术与人居环境健康安全(如2003年SARS肆虐、美国、日本、俄罗斯等国的空气污染袭击等众多[1]例子)和高水平的生产工艺(如大容量、微型化的电子器件的加工、[2]高纯度的生物医学、化学产品的加工等)密切相关,成为国际研究的热点问题。比如,据统计,美国因室内污染造成的经济损失一年就达400亿美元,而我国的初步统计数据表明室内污染的损失也在一年170亿美元以上。同时,国民经济的发展急需空气洁净技术,我国军工、高新技术、环保、医疗、制药、食品、农业等领域对空气洁净技术的需求巨大。在这样一个时代急需的大背景下,“空气洁净技术”课程就成为建筑学院建筑环境专业本科生一门重要的专业课程。

但是,之前本课程的主要教学模式还是传统的教师课堂讲授、课后布置作业、学生期末考试的方式,以任课教师的体会来看,这样的教学模式已不适应“空气洁净技术”这样一门具有极强的实践特性且又日益更新的专业课程教学。传统的教学模式仅仅只能教给学生基本的原理,而面对生活、生产中随处可见的空气洁净问题,学生如何在有限的课程学习时间内,将所学用于实际,并且进一步深入研究自己感兴趣的问题,由此与我校“研究型”大学的办学理念相结合,就成为我对“空气洁净技术”课程教学模式改革的重要思考内容。与此同时,清华大学也积极倡导教师和学生在教学过程中增强互动,增大学生选课自由度,加强学科交叉,并组织实施了学生研究训练计划(Student Research Training,SRT)支持教学改革、激发学生的研究兴趣,从而培养职业发展素养。同时,诸如挑战杯这样每年一次的学生课外科技活动,也为专业课程的实践提供了一个很好的平台。于是,在2004年伊始开设本门课程以来,我就从课程的教、学、研着手,进行改革。以下就本格式的主要理念措施做如下所述。二、主要理念和措施

作为专业基础课程,传统教学模式的改进旨在让学生具备基本而又扎实的空气洁净技术相关的研究素质以及工程设计、分析能力,最重要的是不但教会学生相应的知识,更让其学会分析、解决问题的方法,进而激发学生对空气洁净领域的兴趣和坚定学习本课程的责任感,从而发现自己的职业兴趣,培养相应的职业素养。因此,到最前沿的问题,到工程实践中去,就成为教、学、研结合的关键点。针对这样的理念,我采取了如下措施:

教:在课堂教学环节中,引入洁净技术最前沿的知识和课题,介绍该领域国际著名大学和研究组的最新研究成果、介绍我课题组同期承担的国家自然科学基金、科技支撑计划以及“973”项目的背景和主要研究思路,启发学生从这些项目中探寻课程大作业选题,并且注重洁净技术与其他学科的交叉内容介绍,如环境健康、公共卫生等学科的交叉内容等。

学:安排了较多的学生主动参与的教学环节,发挥他们的主观能动性,积极的动手动脑。包括:安排洁净室现场参观,让学生了解实际的洁净室系统和形式以及运行控制等实际工程问题(2学时以上),并与洁净室运行管理的工程技术人员现场交流,了解实际存在的问题;课程讨论安排2次,第1次在洁净室参观之后,内容为课程考核题目的选题答辩(2学时)。通过教师设定一定范围的选题方向,由学生自行选题,课后学生通过查阅文献、现场参观、初步分析等,然后进行每人5~10分钟演讲并与教师进行答辩,确定最终课程考核题目;第2次在期末,内容为期末课程论文答辩(4学时),每人根据第一次所确定题目,课后针对性进行工作,包括研究分析、实际测试等,然后将内容和结果进行10~15分钟演讲并答辩。我取消了解答习题形式的课堂作业和期末考试的形式,而以学生结合课程教学内容自行选题,阅读文献,参与研究项目的方式(大部分为SRT、挑战杯比赛等)代替考核方式。

研:充分利用SRT和挑战杯等环节,鼓励学生将课程考核大作业与SRT和挑战杯以及“全国节能减排大赛”等结合。这个过程中,特别注意引导学生进行合理的课程项目论文选题,完成与科研、实际工程密切相关的课程论文,让学生选有意思的题目、做有趣、有用的研究,从而在研究中学习,在学习中培养基本的研究和职业素养。为此,教师和学生的互动不仅仅是在课堂上,更多的是在实验室和办公室,并且是分组、小范围交互,学生和教师的互动性大大增强。不少同学进而将所做作业延伸至本科毕业设计、甚至直读研究生的课题进行深入研究,真正由教和学的模式投入研究中来。

下面略举几例:

例一

:建环5(2005级)的陈淳同学对于本门课程的基础知识部分即气溶胶力学以及建筑室内气溶胶颗粒物的运动传播规律表现出了浓厚的兴趣。结合他的特点,从课堂上我讲的基础知识出发,我们单独讨论多次,让他确立了一个有意思但很有难度的前沿课题:如何定量分析空气中的气溶胶颗粒物随着空气运动时自身的滑移作用。经过长达一个学期的推导、编程以及实验对比,他实现了室内颗粒物运动的通用滑移通量模型,成果最终发表于国际气溶胶科学领域的权威期刊Journal of Aerosol Science,并得到国际著名CFD软件PHOENICS的开创者、英国皇家科学院和工程院院士Spalding教授的认可。而在后续学期的课程中,我引导建环6(2006级)的同学周斌将该模型实现于PHOENICS中,并应用于航天领域某大型洁净厂房的洁净方案设计优化,为该方法节省了40%的风机能耗,得到了合作方的好评。这样的做法,让学生不仅领略到了理论知识的有趣,更体会到其有用。这两位同学由于对这个领域的兴趣,后来都成为我的硕士研究生,并取得了优异的成果:两位同学的硕士论文均获得清华大学优秀硕士论文,周斌获得清华大学特等奖学金,陈淳获得学术新秀提名奖,并且都获得针对全国本专业学生的“夏安世奖学金”(每年全国研究生仅5名)。

例二

:建环1(2011级)班同学上本门课程期间,正值我国严重的雾霾天气影响全国大范围地区的时期。我引导同学们如何从本专业的角度出发,控制人所处的建筑内部这个微环境,以抵御大气环境污染的影响。于是,这个班有7位同学最终都选择研发有效、便宜的方法或设备来控制室内环境的洁净度。我把他们分成三组,让他们不仅独自分组研究,还合组讨论,互相取长补短。学期末他们都交出了令人欣慰的成果:胡天乐、赵真、潘文彪同学和纪文杰、陈慧(2010级)同学研发的两种不同原理的新风换气机双双获得清华大学挑战杯一等奖,其中胡天乐组还获得清华大学创意优化大赛唯一的特等奖,而另外一组张春辉、项翔坚、柳珺同学提出的风扇口罩,简单、实用,还编制了顺口溜指导如何使用这种简单方式,从而与前两组同学一并进入全国节能减排大赛决赛。

总之,以上措施实施10年以来,形成如下主要特色:(一)教学与科研紧密结合。课程项目论文的题目要么出自一些重大科研项目,要么出自一些很有创意的新想法,从而为新的项目开展奠定基础。教师引导学生完成其中的部分内容,并指导学生将相应的成果投稿到相关学术期刊、申报发明专利,或投入到工程实践中辅助完成相应的调试、测试和分析工作,解决实际工程问题。这样的教学安排有利培养学生的创新思维,从而与我校研究型大学的教学理念相结合。(二)大大激发了学生的学术志趣。由于考核方式为学生自行选定进行课程论文,因此学生有极大的自由度,可对其感兴趣的空气洁净技术领域的任何问题进行研究探索(当然期间教师将帮助学生把握问题内容、深度以及工作量等),选题内容涉及研究分析、工程设计、实验测试等,可以全面锻炼学生在基础研究、工程分析方面的发现问题、解决问题的能力,有利于理论分析、动手能力的双重锻炼。三、实施效果

课程建设至今已经10年,上述模式的实施效果明显:(一)课程深受喜爱。“空气洁净技术”课程目前已经成为本系很多同学喜爱的选修课,每届几乎满额选修本课程,每年的课程评估结果良好,逾70%单项课程评估成绩列同类课程的前15%。(二)学术成果显著。选课本科生已经在空气质量相关领域的国际著名期刊发表SCI论文15篇,在国际会议宣读论文2篇次,申报中国发明专利2项,部分成果已经引起了国际和国内同行的关注或应用。如:2001级本科生吴俊在本课程的大作业“风道内颗粒沉积规律模拟”发表于空气质量领域的国际著名期刊Atmosphere Environment后,得到来自欧洲、美国以及中国香港和中国台湾数十位同行的引用,并被俄罗斯联邦核研究中心的科学家Piskunov评论该文建立的模型为发展易用的颗粒沉积模型做出重要贡献(Pikunov,J.Aerosol Sci.,2009,40:664-679);2005级本科生陈淳的工作“室内颗粒物运动的通用滑移通量模型”发表于国际气溶胶科学领域的权威期刊Journal of Aerosol Science,得到国际著名CFD软件PHOENICS的开创者、英国皇家科学院和工程院院士Spalding教授的认可,邀请我们将该模型加入PHOENICS的最新版本;2006级本科生崔惟霖、董磊提出的牙科诊室净化器控制方案,得到北大口腔医院的认可和采纳,成果总结后发表于英国皇家学会会刊Journal of the Royal Society Interface,并被英国口腔卫生专业网(http://www.dentist-hygiene.co.uk/acatalog/Air_Purifiers_For_Dental_Practices.html)引用作为牙科诊室正确使用净化器的依据;2008级本科生周晚婷、蒋欣怡针对实际建筑室外颗粒物穿透进入室内的计算方法工作,获得了本专业著名国际期刊Building and Environment的Best Paper Award(2012),是当年该期刊1 195篇文章的3篇获奖论文之一,也是当年唯一的大陆学者获奖论文。(三)充分配合和有效利用我校的SRT计划和挑战杯等竞赛的第二课堂。通过本课程激发学生的兴趣,不少学生纷纷主动要求设置SRT计划深入研究课程大作业项目,并将有关成果参与挑战杯等竞赛。通过本课程约有60位学生参与了共计30余项SRT计划,并有9项获得SRT计划优秀项目一等奖、3项二等奖;获得清华大学挑战杯一等奖2项、二等奖1项、三等奖3项,以及全国节能减排大赛三等奖1项,截至本文完成之时,还有三组同学的课程成果进入了全国节能减排大赛决赛。四、结语

通过10年来对“空气洁净技术”课程的探索,实现了将学生研究训练计划(SRT)和挑战杯等课外竞赛环节与课程有机结合的教、学、研结合模式,建立了教学和科研紧密结合、大大激发学生学习兴趣的鲜明特色,并取得了较好的效果。有望将该模式推广,以激发学生的学术志趣,从而培养他们的研究和职业素养,为我校创办世界一流的“研究型”大学贡献力量。参考文献

[1]Jiang Yi,Li Xiaofeng,Zhao Bin,Zhang Zhiqin and Zhang Yufeng.SARS and Ventilation.Proceedings of the 4th International Symposium on Heating,Ventilation and Air Conditioning(ISHVAC 2003).Tsinghua University,Beijing,China:October 9-11,2003.251-257

[2]许钟麟.空气洁净技术原理(第三版).北京:科学出版社.2003

计算机辅助设计教学改革的探索与实践

机械工程系 刘 敏 冯 涓 田 凌摘 要:初步建设了清华大学“计算机辅助设计与绘图”课程的“理论教学—上机实践—项目训练”相融合的教学实践环境。这一本科课程建设的宗旨在于:a)帮助学生掌握计算机辅助设计与绘图工具在现代产品开发过程中的应用; b)为学生提供一个在协同环境中完成产品样机研制的创新实践平台。课程融合了多种不同的教学环节,主要包括:(1)面向应用的CAD理论教学;(2)基于web的软件自主学习实践;(3)实际玩具样机的团队设计与开发;(4)融合先进的3D打印技术;(5)企业实际产品开发流程的真实模拟。经过四年的探索实践,课程改革收到了良好的教学反馈,课程建设取得了初步的成果。关键词:计算机辅助设计; 计算机辅助绘图; 教学改革

计算机辅助设计(Computer Aided Design,CAD)是一门多学科、综合性的应用型新技术,它的蓬勃发展推动了几乎一切领域的设计革命,对加速工程建设和缩短产品开发周期、提高产品质量、降低[1]成本、增强企业市场竞争力和创新能力发挥着重要作用。为了顺应国内外CAD技术飞速发展的形式,高等工科院校中应及时地在相关课程的教学体系、授课内容及教学模式上加以革新,才能适应当今社会高素质人才和“卓越工程师”的教育培养需要。

清华大学“计算机辅助设计与绘图”课程始建于2004年,课程最初定位于二维CAD技术和三维实体造型技术,着重介绍二维图形的生成原理,实体建模技术和AutoCAD软件的概念、操作及二次开发。随着三维CAD 技术的飞速发展,除实体建模技术外,特征建模、参数化或变量化设计已成为目前主流CAD系统的建模方法;曲面建模、自顶向下设计、机构仿真等其他单元技术也在不断融入CAD应用系统中;从教学体系而言,原有“计算机辅助设计与绘图”课程中的二维CAD技术和三维实体造型技术正不断地同 “工程图学”相关课程教[2]学相融合。在这样的背景下,从2010年开始,课程组老师开始着手进行“计算机辅助设计与绘图”的教学改革。在对整个课程的教学目标,教学内容和教学模式进行了深层次思考后,我们将课程建设及改革的指导思想确定为:“建设一门与国际先进的三维CAD技术相接轨,理论与实践有机结合的本科生课程。本着技术应用化原则对原有课程内容进行改革与优化,强化工程实践、注重综合应用,培养创新意识。”根据这一指导思想,我们把以往课堂讲授为主的方式改变为以少量理论讲座为核心,以学生自主上机实践为呼应,并在模拟实际产品开发流程的团队项目训练中拔高,培养学生自主学习和利用现代CAD工具分析和解决问题的实践创新的能力。

经过四年的教学研究和探索,初步建设了清华大学“计算机辅助设计与绘图”“理论教学—上机实践—项目训练”相融合的教学模式和配套的教学实践环境。课程融合了多种不同的教学环节,主要包括:(1)面向不同应用的CAD理论教学;(2)基于web的CAD软件自主学习与实践;(3)学生自拟题目的实际机动玩具样机的团队设计与开发;(4)在CAD教学中融合先进的3D打印技术;(5)项目训练模拟企业实际产品研发流程。下面就所做的课程改革和教学研究工作给以具体的论述。一、课程简介与目标

CAD类课程具有实践性强的特点,因此其教学目标既不能只掌握[3]抽象的理论而无所应用,也不能只会软件而不懂得所为何用。因此我们将课程的主要目标设立为:(一)帮助机械类本科生掌握计算机辅助设计与绘图工具在现代产品开发过程中不同环节的专业应用及其核心理论,理论为实际应用服务;(二)为学生提供一个在协作环境中完成产品样机研制的创新实践平台。图1 “计算机辅助设计与绘图”课程框架

围绕这两大课程目标,对原有课程的教学内容、教学模式进行了改革和优化。重新启动后的“计算机辅助设计与绘图”课程为3学分/ 48学时机械大类相关院系专业选修课,新的课程框架如图1所示。理论教学是课程核心,通过每周一节课的课堂讲授,帮助同学理解计算机辅助机械设计及三维设计中进行工程图绘制的基础理论。实践教学部分在前八周和后八周,侧重点有所不同。在课程前八周,学生通过个人上机实验(2节课内上机加2节课外上机),在老师和助教的辅导下,根据上机实验指南自主学习一种具体的CAD软件的应用,进行基础的三维产品建模和装配。上机实验每周围绕一个专题,与理论教学彼此呼应。这一环节侧重于学生自主学习和基本实践能力的培养。后八周的实践环节则将个人上机实验和团队项目综合训练融合在一起。个人上机实验围绕CAD技术的高级模块展开,如自顶向下设计、装配与运动仿真、自由曲面造型等不同专题展开,而团队项目训练则模拟企业产品实际研发流程,围绕一个综合设计任务来实现。项目要求学生以三人到五人团队协作的方式完成一款机动玩具产品的虚拟样机设计和实物样机的制作。从玩具选题到原理方案的设计,到自顶向下的设计细化,再到机构运动仿真与分析,项目训练环节侧重于在综合实践中锻炼学生的团队协作能力和高层次创新能力,帮助同学们进一步理解现代CAD技术在产品研发中的作用。项目训练融合了先进的3D打印加工工艺进行实物样机制作,帮助同学通过实际的玩具样机来验证设计的合理性,极大地增加了课程的趣味性,并合理地将制造环节与CAD教学有机融合起来。二、理论教学专题的取舍

CAD技术是一门多学科交叉型应用技术。在理论教学专题的取舍问题上,本着“技术应用化”、“避免重复建设”的原则,在深入分析和研究国内外知名高校相同类型课程教学内容的基础上,对课程中CAD基本原理、核心算法、相关设计方法等进了行精心的、必要的挑选。课程摒弃了适合于研究生教学的或专业应用性不强的内容,如图[4]形处理技术、产品数据管理技术、产品协同技术、3C集成技术等;选择了与 CAD软件核心功能密切相关的建模和仿真为核心内容,其中包括:草图及约束、实体建模、特征建模、装配建模、自顶向下的设计方法、机构建模与仿真、工程图等,最终所确立课程内容比较好地做到了基础理论和实际应用相结合,在本科教育层面上保证了课程的系统性、完整性,具体教学内容安排详见表1。表1 “计算机辅助设计与绘图”教学内容安排

在理论教学的环节中,教师脱离软件平台,不涉及具体软件操作,重点阐释通用技术、原理及方法。例如,在草图及约束理论专题中,介绍CAD系统中约束/参数模型的建立,约束的表达形式,以及系统约束/参数方程的求解算法;在装配建模技术中介绍装配关系的表达,装配约束与自由度的概念及类型;在自顶向下设计专题中,介绍自顶向下和自底向上的设计理念,自顶向下设计的支撑技术;在曲面造型以及工程图绘制两个技术专题中,避免和工业产品造型或工业设计相关课程中的技术美学内容以及机械制图相关课程中的二维CAD技术重复,曲面造型专题着重介绍自由曲线与曲面的参数表达,计算机辅助绘图专题则围绕基于三维模型和正投影原理实现视图生成的绘图技术,强调三维模型和二维绘图的关联性。

此外,理论教学中还将近来迅速发展的3D打印技术引入进来。3D打印可以在不用模具和工具的条件下生成几乎任意复杂的零部件[5],将3D打印技术引入CAD理论教学,一方面帮助同学了解先进制造技术中样机研制的这一重要技术;另一方面能够实现在项目训练阶段[6]将零件设计、成型加工和精度检验等不同环节有机联系起来,在本科生还没有接受系统的现代制造技术的学习训练之前,初步领悟设计与工艺连接的重要性。三、基于Web自主学习的上机实验环节

工欲善其事,必先利其器。有了先进的CAD技术,还应该培养利用它进行工程设计的人才,反映在课程教学中就应该有 CAD软件系统的工程应用内容。课程上机实验环节依托清华大学CAD教学中心的软硬件设备,选用了一款工业界比较流行的、并具有代表性的参数化设计软件Creo/Parametric作为主要CAD应用教学平台。实践表明,CAD应用系统的学习必须经过大量的上机实践完成。这样一个过程很难全部通过老师在课堂上演示软件操作来完成。经过课程的初步探索,我们认为基于web形式的辅导资料,由学生根据实验指南自主完成上机实践是最为有效的CAD软件系统学习模式。所以,针对每一个技术专题,课程以网页形式给出模块化的上机实验指南,操作视频等资料(详细内容参考表1第3列)。每个上机实验指南围绕一个功能模块,结合典型的工程实例,系统化、分步骤的讲解软件操作和使用技巧。学生们在每周约四个小时的实验课上跟随上机指南自主学习,并与课堂中学习的CAD理论相互印证,加深理解。在这个过程中,当学生有任何疑问时,能够随时获得老师或助教的指导是保证这一教学模式行之有效的前提。

为了验证学生对CAD理论专题以及对应软件应用的掌握程度,在每一个主要专题结束后,配套了一定量的课后作业、自由练习等,要求学生自主完成,网上提交。在实验课上,不定期抽出30分钟到40分钟左右的时间,进行随堂测验,帮助同学阶段性检查学习效果及CAD应用能力。本着课程“技术应用化”的教学思想,课程所有的作业、练习和测验都不涉及CAD理论,而围绕零件或装配建模、机构设计或工程图绘制的工程实例,通过解决实际工程问题考核学生对CAD技术的理解以及工程应用能力。表2中给出了课后作业及随堂测验的两个实例。表2 课后作业及随堂测验示例四、可动玩具项目训练环节的设计

本科生高层次培养的目的在于激发学生潜在的创新意识,为研究型人才的培育提供温床。围绕“提供创新实践平台”的课程目标,在项目训练环节中,课程设置了一个“可动玩具的设计与制作”的综合大作业。要求同学们综合运用所学知识,自由组队,自由选题,在一定的预算要求内完成一个手动或电动玩具的CAD设计与实物样机的制作。所设计的玩具要求具有两个到三个运动自由度,每个运动必须通过具有一定复杂度的机械传动完成。选择玩具设计作为项目训练题目主要出于以下两个方面的考虑:其一,由于学时限制,教学内容中并未引进工程分析和结构设计的相关内容,选课学生也未对机械设计作先修课要求。所以大作业题目以功能设计、外形设计和运动方案设计为主。其二,在实物样机制作环节,主要采用3D打印工艺加工零件。零件的性能和尺寸受到成型材料(ABS塑料或光敏树脂材料)的机械性能限制,成型设备对零件尺寸和零件精度也有所限制。玩具产品中零件以塑料件为主,零件尺寸和精度要求相对符合设备要求。

从团队组建到玩具创意、到运动方案的设计和优化,到虚拟样机即CAD模型的设计,再到实物样机的制作,最后到课程结束前的玩具产品发布会上的产品展示,项目训练完全模拟实际产品开发流程。课程要求团队成员进行角色委派,设计分工,并在指定的时间节点完成不同阶段的设计任务及设计报告(项目流程和时间节点详见表1第4列)。在整个产品开发过程中,要求各组严格控制包括自制件和外购件在内的成本预算,根据成型设备给出零件的尺寸约束和材料性能参数,从而模拟实际产品开发流程中的设计约束。

3D打印加工环节引入项目训练,给课程训练带来了极大的吸引力。图2展示了2012年春季学期一组同学设计的“沙漠之鹰”仿真玩具手枪的流程。利用CAD系统完成了玩具的零部件设计,运动仿真,干涉检测之后(左上),通过学生自己亲手操作成型设备,从一点一层看到自己的设计作品成为实物(右上),并经过打磨、喷涂、组装形成机构和产品(右下),最终实现玩具的设计和制作(左下)。这一过程切实地锻炼了学生的动手能力,激发了学生的兴趣和潜在的创造力。图2 玩具模型CAD设计、3D打印加工、后处理、及组装(左上图是CAD软件中设计的完整的仿真手枪模型;右上图是激光3D打印工艺加工的手枪玩具中的零件;右下图显示学生喷涂后的自制件及部分外购件;左下图显示最后组装完成的可拆卸玩具手枪)在项目综合训练环节中,学生同时还获得了许多与CAD技术相关的延展性知识。例如,由于项目训练环节对软件平台不进行要求,学生可以根据个人偏好,零件形状特点和复杂度,采用不同的CAD系统进行零件造型。在进行装配时就不可避免遇到异构CAD系统相容性和文件共享的问题,通过解决这里问题,同学们加深了对不同CAD系统集成的认识。此外设计过程中,零部件的修改、版本的管理、成员之间的协助设计也加深了同学对产品数据管理系统产生背景的理解,为今后深入学习CAD高级课程打下了基础。在加工环节,经常出现由于尺寸设计不合理,导致零件无法装配,或者装配后精度不满足要求,导致电机烧毁或零件折断的现象发生。这些失败的经历其实对学生而言是相当宝贵的经验,使得他们更加深刻体会到了设计与制造过程的重要关联;零件结构的设计,技术要求和工艺过程的选择对整个产品功能的完成和产品质量起到至关重要的影响。五、课程设计作品以及学生评价

课程经过四年的建设和改革,并通过了三轮教学实践,课程已取得了一些初步的成果,并赢得了学生的好评,课程近两年教学评估进入全校前5%。图3展示了项目训练过程中的部分设计作品示例。图中第一行是在CAD系统中设计的虚拟样机装配模型,而第二行是对应的实物样机作品。

图中左边一列显示的是一款“仿真坦克”玩具的设计,由精仪系二年级学生组队完成。玩具外形全部模拟真实坦克外形,通过操控遥控器,坦克可以实现直线前进、转弯前进、炮塔转动、开炮射击这四个功能。坦克通过四个不同转速的6V直流电机驱动,所有机械控制以一片ATmega16单片机、一套PT2272-M4遥控发射接受装置以及两片L298N电机驱动器为基础,通过单片机程序控制。中间的作品是由机械系一、二年级本科生所组成的小组设计的“趣味3D弹珠机”(最右列中显示),玩具创意改变自弹珠机原型和单缸发动机传动装置,通过电机和传送带驱动六个阶梯往复上升,带动弹珠上升,并在轨道和风车中下降并再次上升,形成往复运动。玩具具有极强的趣味性和可观赏性,在模块之间的连接和机构的设计上具有其独到之处。右侧作品是机械系二年级、三年级同学组队完成的由三组全向轮构成的“风火轮”平台,上方搭载抓取机械臂,可实现地面上完美的三自由度运动。该作品经过改进后参加了2014年清华大学学生“挑战杯”比赛并获得了二等奖的成绩。图3 部分课程大作业设计作品

通过这些设计作品,可以看出,不论是对现有机械产品的简化模拟,还是对成熟机构的改型设计,抑或是创新机构的设计,通过综合性的项目训练,课程实现了我们课程改革和项目训练环节设计的根本目的,即1)通过综合实践中进一步掌握CAD应用技能;2)体验计算机辅助设计与绘图工具在实际产品开发过程中的应用;3)训练团队协同设计能力及创新能力。

在课程结题报告和最后的玩具展示会上,很多同学都总结了学习这门课程后的体会,例如2012年春季某组学生谈到,“在这门课中,我们学习了CAD的基本理论,掌握了Creo这样一款参数化CAD软件的应用,同时还设计并制作出了一个真正可动的玩具,我们的实践能力得到了切实的提升,也对设计与制造之间的联系有了更真切的认识。能够有机会学习这样一门寓教于乐、实用性极强的课程,我们在收获技能的同时,也收获了快乐…” 又如2011年春季学期某学生谈到他们的学习体会时说到,“通过这门课,我们对于CAD技术和现代产品设计过程有了很深刻的认识。从设计、到建模、到仿真到加工的学习,每一步都会对我们以后的专业课学习和工作很有用处… 对我个人而言,我学到的最重要的CAD设计思想是:自顶向下设计和在设计中保持尺寸关联性的重要意义。而课程最吸引我的地方是大作业的设计和加工,它给了我实现儿时梦想的机会…”六、结语

本文针对当前我国工科院校CAD类课程的地位、性质、教学内容发生很大的变化状况,结合我校相关课程的教学研究与改革探索,论述了“计算机辅助设计与绘图”课程教学改革在课程内容的制定、自主上机实践环境的建设以及通过玩具设计项目进行实践创新平台的培育等方面所做的有益工作。几年来的教学实践和学生反馈表明,“理论教学—上机实践—项目训练”相融合是本科生CAD类课程教学的有效模式。其中理论教学以“少、精、新”为主要思想,上机实践以“自主学习、及时释疑”为指导思想,而项目训练以“培养团队协作能力和创新能力”作为核心目标。

关于课程的进一步建设和改革,笔者有以下几点设想:1)在课程体系的建设上,进一步同其他数字化设计与制造相关课程,如计算机辅助工程分析(CAE)、计算机辅助制造、产品数据管理(PDM)等课程形成有机衔接,使课程成为本科数字化设计与制造系列教学体系的一个组成部分;2)在课程内容上设计,可以增加对CAE、PDM等内容适当的介绍,帮助同学对现代产品开发流程中计算机工具的应用有一个更全面的认识;3)项目训练专题还可以进一步拓展,同学生第二课堂中的各种科技活动、科技竞赛结合起来,使学生在选择专题时有更大的余地,更能发挥自己的创造性。参考文献

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[2]焦永和,张彤,等.第7次普通高等学校图学教育现状的调查与研究[J].工程图学学报,2009,30(3):168-172

[3]牛文杰、刘衍聪.“机械CAD基础”课程教学改革研究[J].东华大学学报(自然科学版),2010,36(4):451-456

[4]童秉枢、田凌、冯涓.研究生精品课程建设的探索与实践——“现代CAD技术”课程的改革[J],工程图学学报,2004,25(4):131-135

[5]杨东超、田凌、申永胜.基于快速成型原理的实物模型制作系统[J].工程图学学报,2011,32(4):70-73

[6]De Leon,John E.,and Gary Winek.lncorporating Rapid Prototyping Into the Engineering Design Curriculum[J].Engineering Design Graphics Journal,2000,Vol.64(No.I):18-23

“电路系统设计与实践”课程教学改革与探索

精密仪器系 罗秀芝 李玉和 王伯雄摘 要:介绍了“电路系统设计与实践”课程的实验教学改革情况,对教学内容、教学方法等进行了深入探讨。实践表明,改革后的实践课不仅调动了学生的积极性,提高了学生的工程实践能力,更重要的是培养了学生的创新能力。关键词:电路系统设计与实践 创新能力 测控技术“电路系统设计与实践”是精密仪器专业的一门重要的实践性课程。通过该课程的实践,学生在“模拟电子技术”、“数字电子技术”课程所学的理论知识和实验技能得到提高和巩固。我们在课程教学中不断探索改革教学模式和教学内容,突出题目的实用性、设计性和创新性,注重作为课程主体的学生的实践能力的提升,及其积极性和创[1~3]造性的发挥,以达到知识复合与创新能力培养相结合的目标。一、教学方法

如何培养具有创新能力的素质人才是高等教育亟待解决的问题,实践教学是高等教育中的重要环节。作为一门实践课,“电路系统设计与实践”课程改革的指导思想:不仅要提高学生电路的综合设计能力、电路调试的实际工作能力,而且要培养他们的创新能力,使课程成为启迪学生思维的重要载体。(一)课程设计以学为主,教师要做好组织主导作用“电路系统设计与实践”课是一门设计型的实践课,课程的中心应以学生的“学”与“练”为主,但是教师要把握好课程的方向。在进行课程设计之前,要求学生要建立完整的专业课程知识认知框架,教师要掌握更多的实际工程应用,以利于保障教学的质量。[4](二)独立课题与小组合作相结合

课程在小学期进行,具体模式为:设置一些针对实际问题以及工程应用的题目,每个题目给出具体的技术指标,学生自组小组,根据自己的水平、兴趣以及难度自选题目,进行电路设计与实际电路的实现;自选题目,给学生自主学习提供了最大的空间;自组小组的形式,[5]培养学生团队协作精神。[4](三)集中指导与个别指导相结合

学生题目选定后,通过查阅资料提出初步的设计方案,然后教师针对学生在理论课学习中易忽视的问题进行课堂讲解,如电路前后级的负载匹配问题以及仪器使用中通常会遇到的问题。学生根据教师的提示对自己的方案进行修改和完善。

课程的第二个阶段:学生进入实验室将自己的设计方案付诸实现。有了前期的教师讲解,学生进入实验室能够很快的开展电路的实际工作,并能保证学生的人身安全,以及实验室的设备、器材使用安全。进入实验室初期,教师对学生的方案只做审阅不做任何的指导。学生此时的问题很多,但教师只对学生在器件、设备应用过程中遇到的问题予以解答。在经过了两天的方案实施后,教师才对学生方案中有可能存在的原理性、方向性错误予以指出,以保证学生在有限的学时内能够完成题目。学生设计中存在的一些小的问题,则留给学生在后期的实际工作中自己去发现并解决。在此阶段教师要根据进度适时的指出学生没有注意到的共性问题。在电路设计的实现过程中学生不断发现问题、解决问题,他们的能力也在一步步的提升。在此阶段的后期,学生针对各自的题目要求以及遇到的问题开动脑筋,一些思想的火花也会在此迸发。[4](四)过程考核与目标考核相结合

课程教学活动的第三个阶段是对学生完成的电路进行验收,检查学生最后完成的电路的具体技术指标及其功能,此外还要对学生进行考评。主要考评学生解决问题的综合能力,亦即学生在电路设计与电路调试过程中遇到的具体问题及其解决问题的能力,了解学生考虑问题的深度。考评的过程也是引导学生将遇到的实际问题及其解决方法再回到理论高度去思考的过程。这部分占课程总成绩的百分之七十。

课程的最后阶段是学生报告撰写,针对方案的选择以及电路实现过程中遇到的问题进行总结,并从理论上进行分析。如果课程前期的大部分学时是从理论到实践的过程,那么报告的撰写要完成从实践又回到理论的作用,增加教学的广度和深度。报告的成绩占总成绩的百分之三十。二、科学选题,教学内容不断改进

如何丰富课程的内容,让学生有更多的选择,提高学生学习的主动性,培养学生的探索精神,实验题目的设置是关键。(一)从基础出发

在开始本课程学习之时,多数学生对于理论学习中用三角形标注的运算放大器的实际外形都未见过。因此课程最初以厚基础为出发点选题,题目以实用性和代表性为主,选择了如波形发生电路、程控运算放大电路、双音频报警电路等。这些题目是仪器电路中的常用电路,对于没有任何电路方面实际工作经验的学生,能较快的引导他们进入电路设计及其实验环节。实验之初,学生仅仅将查到的电路克板地照搬。但在实验的过程中,学生从改换元件值开始,渐渐地将自己的想法一点点地加进电路中,开始了自己的设计。通过对所遇到问题的解决,学生的电路实验技能得到了提高,也从中享受了成功的快乐。(二)重综合,突出测控,发挥学生潜能

在实践教学改革过程中,我们认识到“电路系统设计与实践”实践课的教学目的不应仅停留在提高学生在电路方面的实际动手能力,而应使其成为提高学生工程实践综合素质的一次机会。在教学中我们发现,前期的题目指向性过强,只是仪器电路中的某个模块,没有形成有机的整体。学生在进行最初电路设计环节时,方案的选择余地不大,所涉及的知识点不多,与专业课结合不够紧密,不能充分的调动学生的积极性和创造性。为此我们将题目进行了重新设置,推出了综合传感器、电路与测控知识的题目,例如,超声波测距仪、多通道自动巡回检测系统、感应台灯等题目。这些题目是科研和生活中实实在在的完整的仪器电路,对于运算放大器实际外型都没见过的学生,让他们在两周时间内完成,能行吗?实验教学改革只有试了才知道,相信清华学生的潜能。这些具有挑战性的题目,极大地激发了学生的学习热情。虽然,刚开始学生感觉不知从何入手,但通过广泛的查资料,渐渐明确了设计思路,清晰了完成题目需要哪些功能模块,针对不同模块设计相应的电路,这个过程中学生所涉猎的内容较以前的题目要多很多。在实践过程中学生的综合应用专业理论知识与技能解决实际问题的能力和创新能力都得到锻炼,取得了好的教学效果。

学生对课程的感受是这样的:“同组同学曾经说过,这次两周的小学期比两学期的电工课对他还有用。他这样说,那么他收获的最多的应该是知识了,而我,体会的最深的是独立工作、自主设计的快乐。两周前小学期第一堂课,我们只上了半个小时,但给我的冲击比以往任何第一节课都大。在这半个小时内,老师并没有讲授我们期望的各种纲要知识,只是让我们组队,给了我们很多题目,要我们从中挑选一个,在接下来的两周内把它完成。题目上的内容我们以前从没有接触过,所有相关知识要自己去图书馆查资料,自己对资源进行整合,自己完成设计。这个任务看上去很难,但在大学两年经验已经告诉我,只要认真去做,就一定能做得很好。”(三)加强系统性,拓宽知识面

在教学实验题目的综合性改革的基础上,我们进一步对课程的实验内容予以完善、加强实验教学内容的系统性。设置了围绕超声系列的题目:超声波数字测距仪、超声波多普勒效应安防报警系统;围绕红外系列的实验题目:感应台灯、火灾防范报警系统;围绕无线传输系列的实验题目:无线耳机,步进电机的遥控等。[6]

超声波传感器用途广,其作用原理和信号处理电路十分典型,且价格便宜,很适合应用于教学实践。在超声波数字测距仪实验题目教学效果很好的基础上,我们又新设置了利用超声波多普勒效应制作安防报警系统的设计题目。超声波测距是针对静止物体的测量,而超声波针对运动物体的测量与控制,是超声波应用的另一重要领域,一动一静两个题目的设置使学生更全面地了解超声波传感器的应用,教学内容变得更系统和完整。两个题目既相互独立,又相互关联、相互补充。通过这两个题目的引导,学生很自然对超声波测速及其他超声[7]波实际应用的原理及电路实现进行了研究。

系列化题目的引入将彼此孤立的实验题目串联起来,扩宽了学生的知识面,无形之中就引导学生进行深入的学习和研究。三、软硬件并重的课程教学手段,提供更宜于实践创新的环境

将计算机软件技术与电路设计和实践课程有机结合,对于学生在学时不多的课内完成实验题目很有帮助。

Multisim是美国国家仪器(NI)有限公司推出的以Windows为基础的仿真工具,适用于模拟/数字电路板的设计工作。它包含了电路原理图的图形输入、电路硬件描述语言输入方式,具有丰富的仿真分[8]析能力。学生利用该软件对所设计电路的仿真,可以避免因设计不合理而导致的失败,仿真的参数和结果对学生的现场电路调试具有指导意义,提高了学生的学习效率。更有益之处在于通过应用软件,学生可以检验自己新思路的合理性,新方法的可行性,有利于培养他们的创新能力。

为了让学生更全面的体验完成一个电路的全过程,引入专业的电路板制作软件学习环节,从最初的PROTEL到现在的AltiumDesigner软件,让学生把自己设计的电路变成PCB电路板。这一环节让课内的学习成果与实际工程应用更为贴近。通过电路板的布局布线,也培养了学生的电路工艺素养,使课程教学内容更全面。四、开放教学,提高教学效率,创造良好氛围

在课程设计的实验室实验阶段,实验室对学生实行全天开放,基本器件开放。将教学辅助材料,例如典型器件基本原理和使用方法的说明,提供的元器件网上发布。开放的教学环境,提高了学生的学习效率,为学生顺利完成实验教学任务提供了有力的保障。开放的实验时间,能够让学生仔细分析和研究实验过程中出现的每一个现象和问题,查找原因,设计解决办法,避免了实验结果变成学生唯一追求目标的现象。这个过程不仅使学生的综合能力得到提升,对学生的学习[9]迁移也起到良好的促进作用。

在教学实验过程中允许学生尝试各种方案,即使是有可能失败的方案。在成绩评定时,向敢于创新的学生倾斜。不用固定的思维代替学生丰富多元的思维,形成创新教育的实验氛围。在以学生为本的教学环境里,学生的学习效率、创新思维、创新能力也就在潜移默化中[10]得到提升。五、教学效果

对“电路专题设计与实践”课的教学改革与探索,使该课的实验内容系列化、层次化并具有“测控”特色,实现了实验时间、空间和教学内容的全方位开放。教学实践证明改革是成功的,学生们的设计与综合实践能力得到了很大的提高,最可喜的是在他们的设计里迸溅出创新思想的火花。有些学生最后完成的电路指标,超过了市售产品的指标,这是创新思想实践的结果。“电路专题设计与实践”课已成为一门深受学生喜欢的实践课。

教学是一项烦琐而艰巨的工程,包含着众多的教学环节,只有努力实践才能取得良好的教学效果。参考文献

[1]田淑珍,全成斌,李山山,等.数字逻辑电路实验课的教学改革探索[J].实验技术与管理,2010(11):169-171

[2]邓北星,徐淑正,黄乐.创新人才培养实验教学体系的探索与实践[J].实验技术与管理,2010(11):37-39

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以MOOC支撑一个完整的高水平本科专业课程体系:一种现实可能性

计算机科学与技术系 孙茂松 薛宇飞

MOOC是大规模开放在线课程(Massive Open Online Courses)的缩写。与传统的在线教育相比,MOOC不是传统的教师讲课,而是通过网络技术,将课堂教学、学习体验、师生互动等环节完整地在线实现,形成一种更加交互、基于群体行为的学习模式。MOOC的出现和发展,正在给高等教育带来革命性的变化。

2012年以来,MOOC风暴迅速席卷全球。最有代表性的MOOC平台包括coursera平台、EDX平台以及Udacity平台。其中coursera和EDX两大平台均定位于与世界顶尖大学合作,在互联网上提供各类高水平的大学课程。而Udacity的课程则以信息技术类为主。2013年5月,清华大学宣布加盟EDX,成为其首批亚洲高校成员,并开始制作第一批MOOC课程。2013年10月,清华大学发布中文MOOC平台“学堂在线”,面向中文互联网用户提供来自清华及北大、MIT等高校的MOOC课程。与此同期,北京大学、复旦大学、上海交通大学等中国高校也与世界主要MOOC平台签订协议,并制作了MOOC课程。

目前coursera、EDX、Udacity三大平台上的MOOC课程总数已经超过850门。再加上学堂在线、FutureLearn等新兴的MOOC平台,全球范围内MOOC课程的总数已超过1000门,并且仍在加速增长。coursera平台上线两年,就已经积累了约750万注册用户。可见,这一教育形式不仅仅被教育界所关注,也在学习者中产生巨大的影响。目前,香港科技大学、上海交通大学、吉林大学、华中师范大学等学校都开始尝试MOOC与线下混合式教学或认可部分MOOC课程的学分。MOOC已经开始对传统的大学教育带来冲击和改变。

据估计,北京大学、清华大学目前各自拥有的本科、研究生课程在5 000门左右。可以预期,随着MOOC的发展,全球主要MOOC平台的课程总数将会持续上升,用不了多久,就有可能超过清华、北大的课程总数。我们自然会想:当课程数量多到那种程度的时候,其内容的丰富性又会怎样?整体上会否形成很好的系统性,以至于我们有可能系统性地加以利用(如支撑若干个完整的高水平本科专业课程体系)?带着这个问题,本文以计算机科学与技术本科专业为案例,通过全面考查业已上线的相关MOOC课程,探讨用MOOC课程支撑一个完整的高水平本科专业课程体系的可能性。一、MOOC平台计算机专业相关课程开设情况

为了准确了解全球范围内MOOC平台上计算机类课程的开设情况,我们对coursera、EDX、Udacity三大平台上的计算机课程进行了统计。(一)coursera

在coursera平台上,共有25个类别的课程,每门课程可以属于其中的一类或几类。其中与计算机直接相关的类别有四个,分别为“计算机科学:人工智能”、“计算机科学:软件工程”、“计算机科学:系统与安全”和“计算机科学:理论”。每个类别中的课程数量都有30门左右,四个类别中共有不重复的课程109门,占全站课程总数的约六分之一。这些课程来自41所大学或机构,其中多数为美国的大学,也有许多课程来自爱丁堡大学、墨尔本大学、北京大学、新加坡国立大学等其他国家的知名高等学府。

为了更直观地了解这些课程的水平情况,我们分析了这109门课程的开课学校在国际较有影响力的大学排名中的情况。图1为《泰晤士高等教育》2013—2014年全球大学排名中,不同排名的高校在coursera上开设计算机类课程的数量。可以看出,所有109门计算机类课程中,有81门来自该排名中排行前50的高校,占总数的近3/4。此外,在109门课中,共有73门课来自于美国高校。其中,在U.S.News 2014年美国综合大学排名前50名高校开设的课程有49门,排名51~100的高校开设的课程有20门(如图2所示)。从以上数据可以看出,coursera平台上的计算机类课程中,大部分都是由排名较为靠前的大学开设的。图1 《泰晤士高等教育》2013—2014年全球大学排名中,不同排名高校在coursera平台开设计算机课程数量图2 U.S.News 2014年美国综合大学排名中,不同排名高校在coursera平台开设计算机课程数量(二)EDX

EDX平台上共有26个类别的课程,其中“Computer Science”分类中有32门课程,约占课程总数的15%。这些课程中,有一半以上来自麻省理工学院、加州大学伯克利分校、加州理工学院、哈佛大学等美国顶尖高校。此外有部分课程来自清华、北大、洛桑联邦理工学院等世界范围内的著名高校。也有课程来自Linux基金会这样在计算机行业内颇具影响力的非学术机构。虽然EDX上的计算机类课程数量明显少于coursera平台,但其内容仍包含了程序设计、软件工程、人工智能、嵌入式系统、量子计算等许多不同的领域。

这32门课程中,来自大学的课程共有30门。我们统计了这些大学在《泰晤士高等教育》及U.S.News发布的大学排名中的情况后发现,有24门课来自《泰晤士高等教育》2013—2014年全球大学排名中前50名的大学,另有3门课程来自排名51~100名的大学。这30门课程中,有21门来自美国的大学,其中20门课程来自U.S.News 2014年美国综合大学排名中前20名的学校,另一门课程来自德州大学奥斯汀分校,在该排名中列第52位。图3与图4显示了不同排名的大学的开课情况。可以看出,与coursera类似,EDX中计算机课程同样多数来自于排名较为靠前的大学。而且在EDX开设计算机课程的美国大学几乎都在U.S.News排名中位列前20,较coursera更为靠前。图3 《泰晤士高等教育》2013-2014年全球大学排名中,不同排名高校在EDX平台开设计算机课程数量图4 U.S.News 2014年美国综合大学排名中,不同排名高校在EDX平台开设计算机课程数量(三)Udacity

Udacity平台的定位和课程来源都与coursera、EDX有较大的区别。coursera、EDX主要与大学建立合作,其课程以大学课程为主。Udacity的课程以信息技术类的课程为主,除了少量的课程由佐治亚理工学院和圣何塞州立大学提供之外,多数课程由平台自行制作或由Google、nVidia等公司提供。其课程内容更偏向技术性而非学术性。

Udacity平台上共有36门课程,其中计算机类课程有26门。其中4门课程是佐治亚理工学院的计算机硕士课程,1门课程是圣何塞州立大学的程序设计导论课程。二、MOOC课程对清华大学计算机科学与技术本科专业体系的覆盖

清华计算机系从2003年起按照清华大学“宽口径,厚基础”的人才培养思想调整了本科教学培养方案,实施通识教育基础上的宽口[1]径计算机教育。培养方案所规定的课程体系可分为全校公共课程、自然科学基础课程、专业基础课程、基本实践训练课程、专业课程及综合论文训练等几大部分。其中,全校公共课程包括马克思主义理论课程和思想品德课、体育、军训、外语等必修课程,以及人文素质其他方面的选修课程;而综合论文训练是训练学习综合运用所学知识解决实际问题的能力,培养学生创新意识和能力,并最终完成自己独立论文的教学环节。而课程体系中其余部分则包括了从通识教育中的自然科学基础知识到计算机专业的核心知识与技能的各种内容,是计算机专业本科专业课堂教学的主体部分。本节将分析MOOC课程对计算机本科专业体系中自然科学基础课程、专业基础课程、基本实践训练课程及专业课程的覆盖情况。(一)自然科学基础课程

自然科学基础课程中包含10门必修课程及不少于7学分的必修学分课程。MOOC平台中的自然科学类课程可以较好地覆盖除实验环节外的自然科学基础课程。表1为MOOC平台中的课程对10门必修课程的覆盖情况:表1 MOOC课程对自然科学基础必修课程覆盖情况

在必修学分课程中,一般要求计算机科学与技术专业学生选择《离散数学(1)》《离散数学(2)》两门课程,以及《数学实验》或《数学分析》中的一门。表2展示了与这些课程内容相对应的MOOC课程。其中普林斯顿大学的Algorithm,Part Ⅱ课程内容与《离散数学(2)》中的图论部分一致,但不包含该课中的代数结构部分。表2 MOOC课程对必修学分要求的覆盖情况(二)专业基础课程

表3是计算机系培养体系中专业基础课程与MOOC平台上的课程对应情况。除《电子学基础实验》和《软件工程》外,其余课程都可以在MOOC平台上找到相应的内容。(三)基本实践训练课程

基本实践训练课程的情况见表4。表3 MOOC课程对专业基础课程覆盖情况表4 MOOC平台上基本实践训练课程覆盖情况(四)专业课程

专业课程分为专业核心课程、专业选修课程两部分。

表5显示了与专业核心课程对应的MOOC课程中。在目前的MOOC课程中,尚没有操作系统类课程(这是一个重要缺失)。《专业实践》是培养方案中训练学生实践能力的课程,MOOC平台上开设的课程中也没有与之类似的课程。表5 MOOC课程对专业核心课程覆盖情况

专业选修课程中包含限选与任选两种。其中,专业限选课程分为计算机系统结构、计算机软件与理论、计算机应用技术三个专业方向课组,以及一个专题训练系列。专题训练是对专业课程基础上的延展和补充训练,在此不做统计。

计算机系统结构课组包含密码学及安全计算、网格计算、高性能计算前沿技术等课程。表6列举了MOOC平台上的部分能够提供该专业方向知识的课程。表6 MOOC平台上的计算机系统结构方向课程

计算机软件与理论课组包含VLSI设计导论、数据库系统概论、软件开发方法等课程。表7列举了MOOC平台上的部分能够提供该专业方向知识的课程。表7 MOOC平台上的计算机软件与理论方向课程

计算机应用技术课题组包含计算机图形学基础、机器学习概论、人工神经网络等课程。表8列举了MOOC平台上的部分能够提供该专业方向知识的课程。表8 MOOC平台上的计算机应用技术方向课程

从以上分析可以看出,在清华大学计算机系本科专业教育培养体系中,自然科学基础课程、专业基础课程、基本实践训练课程和专业核心课程中绝大部分的课堂讲授类课程都可以在MOOC平台中找到对应的开放式课程。而实验类课程,MOOC目前开设得还很少。统计情况如表9所示。而对于专业选修课,学生完全可以通过MOOC课程完成培养方案中对各个专业方向的学习要求,实现了全部覆盖。

由表9可以看出,MOOC课程目前尚无法覆盖清华大学计算机科学与技术本科专业课程体系中的实验类课程。除此之外,以课堂讲授为主的课程中的实验环节也尚无法完全在MOOC课程中体现。但是,课程体系中不同类型的实验是有条件在MOOC平台实现的:

1.计算机软件实验:由于计算机软件类的实验都是在计算机中完成的,因此MOOC课程可以很容易将软件实验纳入课程中,并实现实验的自动评价。

2.计算机硬件实验:目前的教学,硬件实验的硬件(电路、芯片)设计过程大多是通过软件完成的,因此这类实验也可以较容易地在MOOC环境中进行。目前的技术条件也可以支撑远程的硬件实验调试,可以让学生通过互联网完成从设计到仿真,再到真实硬件调试的整个过程。

3.基础课实验:主要指物理实验、电路实验等基础课程相关的实验。这类实验可以通过虚拟实验室技术进行仿真模拟,但是其教学效果仍与真实环境的实验有差距。

通过以上分析可以看出虽然目前实验类课程有所欠缺,但计算机专业课程体系中的实验环节在今后是可以通过技术手段在MOOC平台上实现或部分实现的。表9 MOOC平台上的课程对培养方案中四类课程的覆盖情况

在以上列举的MOOC课程中,除了开设微积分、C++和Java课程的俄亥俄州立大学、加州大学圣克鲁兹分校及圣何塞州立大学外,其余课程的开课学校都是在《泰晤士高等教育》或U.S.News大学排名中位列前50的学校。这些课程中,有很大的一部分来自斯坦福大学、加州大学伯克利分校、麻省理工学院、普林斯顿大学和加州理工学院等计算机学科实力较强的美国一流大学。可见,这些计算机类MOOC课程的水平和质量是较高的。三、启示与建议

由上可见,计算机类的课程在MOOC上发展得很快,已经较为充分。原因是显然的:MOOC的催生,依赖于以互联网技术为核心的信息技术的高速发展,而站在信息技术最前沿的计算机领域的学者因此成为了MOOC的主要推动力量。国际上三家最有影响的MOOC公司coursera、EDX、Udacity的主要创始人或首任主席均为来自计算机领域的著名学者,计算机领域的教师也成为最容易接触和了解MOOC技术与理念的教育者。我们看到,通过MOOC课程,已经大体上可以构建起一个具有较高水平的计算机本科课程体系,虽然目前对实验及实践类课程的覆盖还比较有限(将软件类实验搬到网络平台上进行,原则上应该没有什么问题,甚至在很多情况下可以做得效果更好。硬件类实验在MOOC课程中如何设置会遇到“天然”的困难。各MOOC平台正在进行积极的尝试,对硬件类实验实现一定程度的“虚拟化”,研发所谓的“虚拟实验室”。例如,EDX平台上的Circuit Schematic Builder模块允许学生在虚拟环境下完成一些简单的电路实验题目)。随着MOOC的快速发展,可以预期在不久的将来,其他专业的MOOC课程也可望逐渐形成较为完善的课程体系。

接下来可能发生什么,或者说我们应该做些什么呢?一种现实可能性开始悄然浮出水面:大学(无论是一流大学还是普通大学)自觉地将体系化了的MOOC课程主要通过SPOC的方式系统性地、而不是零星地用于改善甚或变革自身教学。SPOC(Small Private Open Courses)是线上的MOOC与线下的校内小班课堂相融合的产物,与“翻转课堂”差不多是一个含义。MOOC和SPOC貌似差异很大,其内核是共通的,所谓“运用之妙,存乎一心”者也。

这种现实可能性值得我们认真思索和考量,并着手设计相关的教学试验。对计算机专业来说,开展此种试验的条件已基本具备。目前,清华大学已携手青海大学等五所西部高校建设《数据结构》在线开放课程共享平台,将清华计算机系《数据结构》MOOC课程用于西部高校的课堂教学。试验带有很强“拓荒”的性质,具有相当的前瞻性。

不妨进一步地设想:能否在国内找一个满足一定条件的计算机系\\学院做试点(典型条件如:地处偏远、教师资源存在很大的困难,但有抱负办学,最好有中外合作办学的背景,学院处于草创阶段,规模也不太大),几乎完全利用MOOC课程来完成本科培养方案呢?

如果我们的想象力更加天马行空一些,或许还可把这个问题推到极致的条件下来设想:借重于MOOC,得全球优质教师资源和优质课程资源为我所用,未来是否有可能不再需要实体大学的支撑,也能够像大学一样,办一流的高等教育呢?这个问题虽然过于大胆,但应该不是无稽之谈,其前景也不会注定就是“海市蜃楼”。参考文献

[1]清华大学计算机科学与技术系.清华大学计算机科学与技术学科本科专业教育培养体系[M].北京:清华大学出版社,2011:17

[2]清华大学信息科学技术学院本科培养方案及指导性教学计划 2013级(试行).2013

[3]Times Higher Education World University Rankings.http://www.timeshighereducation.co.uk/world-university-rankings/2013-14/world-ranking

[4]U.S.News Best Colleges National Universities Rankings.http://colleges.usnews.rankingsandr-eviews.com/best-colleges/rankings/national-universities

设立“交叉项目综合训练”课培养学生交叉学科研究能力

自动化系 张 昕 王 红 张长水 戈红江 黄海燕摘 要:交叉学科研究是产生新研究领域的主要途径,是取得重大科研突破的基础,同时也是产生新观念和培养创新人才的主要途径。结合自动化学科自身的发展特点,依托清华大学自动化系在生物信息、机器人以及智能车等具有交叉特点的科研方向的积累,自2012年起面向大二至大四学生,设立了实践教学新课——“交叉项目综合训练”。该课程通过交叉方向在国际和国内有影响的赛事吸引学生,使学生从低年级开始关注并参与该课程,尽早进入交叉方向的研究。鼓励交叉方向的发展,为教师提供更多的支持;为学生开阔眼界,提高交叉学科研究能力。该课程与实践教学环节紧密结合,进一步改革自动化专业实践教学,有力地推进了人才的培养,提高了学生的综合实践能力。关键词:交叉学科;实践;教学一、引言

20世纪以来,不同领域、不同专业之间的跨学科研究是促进科学技术迅猛发展的主要动力。相当数量的研究成果都来自于不同学科之间的交叉与融合,许多重大发现,都是在学科的交叉中取得的。可以说,现在及未来相当长的时期内,交叉学科研究必将是学术界乃至[1][2][3][4]整个社会关注的焦点。自动化学科本身是一门具普适性的科学,即它不专属于任何一种工业或运动体,但任何一个现代工程几乎都离不开控制,因此任何一个具体控制系统的实现都是控制与具体工程结合或交叉的产物。

近十年来,随着清华大学自动化系教师在生物信息、机器人、智能车以及无人机等具有交叉特点的科研方向的积累,教师指导学生参与课外科技竞赛的项目不断增多,并且在国际遗传工程机器设计竞赛(IGEM)、RoboCup国际比赛、IDC机器人制作大赛以及全国智能车大赛等国内、国际比赛中取得优异的成绩。这些赛事涉及多个学科,例如合成生物学是生命科学与信息科学等学科高度交叉的新兴学科,强调将系统设计、建模仿真与生物学实验有机结合,需要控制科学、[5][6]分子生物学等多学科知识与技能。智能车涉及自动控制、计算[7][8][9]机、机械、汽车等多学科方向。通过指导学生竞赛,教师们摸索出了一套引导学生参与到前沿交叉学科研究的经验和方法。但由于竞赛组队人数的限制,不是所有参与项目研究的学生都能最终参加比赛,部分学生受课程学习的压力中途放弃了研究,使得获益学生数量较少。

在清华大学“985”三期人才培养建设项目支持下,自动化系于2012年秋季学期修改了本科培养计划,开设本科课程“交叉项目综[10]合训练”。意在通过本课程的开设,一方面,为学生开阔眼界,培养学生从事交叉学科研究的兴趣与技能,赛课结合的模式使学生从低年级开始关注并参与该课程,尽早进入交叉方向的研究,提升综合实践能力,成绩优异者将最终代表学校参加各项科技竞赛;另一方面,鼓励交叉方向的发展,为教师提供更多的支持,促进教学模式由知识[11][12]传授型向能力提升型的转变。二、课程的设立

综合考虑多年实践教学改革的结果,为加强学生交叉研究、综合实践能力的培养,决定面向大二至大四学生设立一门新的实践课程:“交叉项目综合训练”,4学分/学年。(一)课程的性质“交叉项目综合训练”课程等同于培养方案中的专业限选课程,采用课堂讲授、案例研讨以及分组设计相结合的教学方式,每个教学小组指派一名专业教师负责,同交叉学科方向教师共同指导。取得的学分可替代专业限选课或专业任选课总共4学分的课程。(二)课程的实施

1.建设综合实践平台

为了加强学生综合能力和素质的培养,以“加强实践教育、培养创新人才”为指导思想,在自动化实验教学中心原有的基础上,提出建设交叉学科综合实践平台。交叉学科综合实践平台是指具有一定的接纳能力,并相对稳定的校内实践活动场所,是实施“交叉项目综合[13]训练”课程的先决条件。建设综合实践平台应本着科研成果向教学转化的原则,既能使学生在实践过程中提高个人的能力,同时又能促进教学模式由知识传授型向能力提升型的转变。综合实践平台的建设直接关系到“交叉项目综合训练”课程的教学质量,对提高学生交叉学科研究能力、培养学生综合实践动手能力和创新意识有着十分重[14][15]要的作用。

自动化系经过多方努力,努力探索创新人才培养的新机制,得到清华大学信息学院及清华大学人才培养项目的大力支持,切实保证了实践场地维护、专用实验设备更新等方面的需求。自动化系指定有实践经验、责任心强的教师担任课程指导教师,根据课外科技赛事的发展要求落实课程实施方案及研究课题,以保证研究项目的顺利开展和完成。

2.课程宣讲

每年5月份课程由各个方向的负责教师确定本学年的研究课题后,组织面向全校的课程宣讲会,由教师宣讲课程安排以及具体课题内容。

3.面试确定选课名单

宣讲会后,学生根据课题情况自愿报名,各课程组的负责教师对学生进行面试,并确定最终选课学生名单,每个课组一般接纳15~20人。我系还推出了支持“交叉项目综合训练”课程与本科综合论文训练在同一课题组完成的方案,鼓励学生进行持续性的学习研究使之具有连续性。

4.课程考核

要求学生在课程负责教师指导下,完成教学设计的各个环节。各个课组根据教学计划和安排进行综合考核。课程负责人根据综合考核情况给出成绩(百分制)。三、课堂组织

2012年秋季开设的“交叉项目综合训练”课程结合学生课外科[16][17]技赛事开设了智能车、合成生物学和仿人机器人学三个课组。在开设课程的准备工程中,课组的教师进行了多次探讨,一致提出了该课程教学环节设置的原则:强调实践,注重交叉方向理论基础知识[18]传授,突出交叉和交流的特点,引导学生的自主学习研究能力[19]。在该原则的指导下,各课组的教师组织了各有特点的教学环节。(一)智能车课组

1.组织了嵌入式系统设计的基本原理和方法、直立智能车的控制原理和实现、硬件电路设计的方法和技巧等课堂授课和研讨,其中课堂授课10学时。

2.分组实践,学生设计环节按照智能车大赛的分组,结合学生各自的兴趣,分为三个小组:摄像头组、光电组和电磁组。摄像头组完成一辆可通过智能手机遥控的摄像头智能车;光电组调研2013年比赛的赛题,测试组委会提供的传感器性能;电磁组学习直立车的原理,部分同学参加校内智能车大赛。三个组别中,摄像头组分配的同学最多,除了组长外,大部分均为首次接触科技活动的同学,为使他们能更好地学习嵌入式系统的相关知识,教师为其中几位同学配发了Fresscale XC128开发学习板。

3.每个星期都组织讨论课,交流学习心得和遇到的问题。

4.除上述固定组别外,还有部分同学基于本课程的内容和目标,参加了校内智能车大赛,最终有一名学生夺得了电磁组第一名的成绩。此外,两名学生负责校内智能车大赛比赛平台的开发和比赛组织工作,该平台硬件部分基于Freescale芯片,软件部分基于BDM,工作量较大,且以团队方式为主,也是本课程鼓励的方式。此外,有两名来自美术学院信息设计专业的同学选修本课程。经与同学本人及助教协商,教师将他们编入摄像头组,让他们负责智能终端的界面设计,经过一学期的努力,也达到了部分预期效果。(二)合成生物学方向

1.组织分子生物学、生物信息学和控制科学的基本知识讲授,包括生物信息学基础、动态系统建模、系统仿真、基础分子生物学等合计10学时。

2.分组实践,安排了6个学时的实践环节:诱导荧光系统的构建、生物振荡器的设计与建模。通过“诱导荧光系统的构建”使学生掌握基本的大肠杆菌培养、质粒提取、转化、酶切等基本实验步骤,学习使用荧光显微镜、分光光度计、离心机等实验设备;通过“生物振荡器的设计与建模”掌握使用微分方程等数学工具,通过mat lab等软件对生物调控回路进行设计和仿真。

3.将每三名学生分成一个学习小组,给每个小组指定学习往年有关iGEM的合成生物学项目,并轮流做PPT,展开讨论。要求每位同学从自己的专业角度和理解出发参与iGEM的项目设计的讨论,并要求每个小组提出至少一项iGEM的项目思路。通过集体讨论,凝聚项目思路,初步选定方案,并安排后续调研和建模仿真等任务分工。(三)仿人机器人学方向

1.组织视觉定位、步态规划、机器人设计等方面的基础知识讲授合计32学时。

2.分组实践,针对比赛的内容,将同学分成视觉组和步态组。视觉组的工作重点是视觉与定位中的问题,设计内容包括场地线的识别及对称环境的定位两部分;步态组的工作重点是控制系统和步态算法,完成参数化的虚拟斜坡3D行走算法及基于ZMP方法的踢球动作生成。此外,还有几名机械系及美院的同学重点在机器人的改进设计。

3.每个星期组织讨论课,交流学习心得和遇到的问题。四、实施情况

课程开设了两年,我们从学生受益的几个方面看实施效果。

课程受众广泛——来自汽车系、工物系、计算机系、机械系、美术学院、数学系、交叉信息学院、生物系、化学系以及自动化系等十个院系50余名学生选修了该课程。体现了交叉的特点在高水平的交叉学科竞赛中取得成绩——2012年ROBOCUP国际比赛人形组亚军;国际遗传工程机器设计竞赛:亚洲区银奖,并代表亚洲区参加世界总决赛;全国智能车大赛中摄像头组和电磁组各有一支队伍获得了华北赛区二等奖。

受到学生好评——很多参加该课程的学生都觉得收获很大,他们在总结中写道“这个项目训练吸收了很多自动化以外院系的同学:生医系、化学系、美院等。这种不同院系同学展开讨论并一同展示项目的过程,就是一个很好的思维碰撞的过程。”“在这次交叉课程中有幸结识到其他许多非美院专业的同学,我感觉从思考问题的角度和专业领域的知识,甚至到汇报的方式都有诸多不同,让我觉得受益匪浅。”“专业背景的不同,让我极力想寻找信息科学与艺术的交接点。一系列的探索让我对于生物艺术有了初步的认识。通过课程训练,使我的独立思考能力、与人的沟通合作能力和动手能力都得到不同程度的提高。”“这门课程是系里对于教学的一次尝试,对我们来讲也是一种全新的学习方式。课程为我们提供了很多可以使用的资源,我们可以完全根据自己的想法动手实践,这是其他课程所不能比的。”可见该课程确实激发了学生的兴趣,调动了学生交叉研究的潜能,学[13]生在研究项目的训练中业务和思想都得到提高。五、下一步工作

各研究项目经过分组后,基本解决了理工科不同专业背景的同学在课程中需求不同的问题。目前,主要的问题来自美术学院的同学的需求和课程所能提供的内容还有一定的距离。虽然,美院学生参加此课程的主要需求是学习并实践信息技术,但用理工科的学习方式还不太有效。在今后的课程环节设置过程中,将引入美术学院的教师参加讨论,鼓励学生发挥各自优势完成出更具创意的设计作品,探索出一种更好的课程组织方式,推进工程艺术化或艺术工程化的理念成为可能。

本科交叉项目训练课注重培养和提高学生的实践能力。实践能力是本科学生应具备的能力的重要方面。我系不仅仅在本科阶段这样的措施,在研究生阶段我们也有类似的措施和过程,提高课程挑战度,培养和提高研究生的实践能力。在工程硕士培养过程中设立的实践环节是对本科实践课程的延续和深入。参考文献

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MOOC时代,姚班在行动

交叉信息院 徐 葳 杨升浩 吕厦敏 张 燕摘 要:伴随着MOOC元年的到来,传统高等教育理念及课程模式正面临前所未有的颠覆与更新。姚班的拔尖创新人才培养理念在MOOC时代背景下也迎来崭新的平台和机遇。本文以姚班最新引入SPOC和MOOC的两组一线教学实践为例,结合教师与学生的反馈,探讨课堂模式创新的实际效果。关键词:姚班;在线教育;MOOC;翻转课堂;SPOC一、MOOC时代背景

在线教育兴起早非一时,却是在这两年达到井喷的巅峰。伴随着“大规模在线开放课程”(Massive Open Online Course,MOOC)的诞生,2012年被《纽约时报》定义为“MOOC元年”。在线教育对于普通高等教育的冲击随即席卷全球,引发新一轮变革式发展。2013年5月,清华大学宣布正式加盟EDX平台,成为其首批亚洲高校成员之一。以此为契机,清华大学推出全球开放课程,建立了自己的在线教育平台“学堂在线”,并设立了教育部在线教育研究中心。技术进步的介入,带动了传统教育理念和教育体系在清华乃至全中国的调整甚至是颠覆。

基于上述背景,清华大学交叉信息院计算机科学实验班(姚班)的拔尖人才培养模式面临更为激烈的竞争,也同时迎来更为开放的时代平台及发展机遇。二、姚班MOOC行动(一)大势所趋

姚班从创立伊始即施行单独制订的特色培养方案,并以此作为拔尖创新人才培养理念的重要载体。基于与国际学术前沿接轨的全英文课程设计体系,姚班培养方案既强调基础深度,也重视专业广度,结合多维度实践施行个性化培养。

在首席教授姚期智院士的亲自主持下,姚班培养方案与时俱进、推进优化,以促进自主学习、激发学术志趣为导向,逐步探索传统课堂与MOOC元素的结合。举核心专业课《计算机入门》为例:2006年该课首次开设时采纳了传统的知识传授模式;2009年姚院士开始尝试引进国际专家讲座视频作为课堂教学的补充和分组讨论的引子;时至今日,原汁原味同步引进国外高校优质教学讲座视频已成为该课的重要课堂设计元素。随着探索模式的不断成熟,MOOC课堂结构方式给姚班培养方案改革带来了丰富的灵感并不断被越来越多的年轻教师所采纳和创新,进一步带动了姚班课程在深度、广度和实践性等多方面的整体优化。

下文将以姚班最新引入SPOC和MOOC的两组一线教学实践为例,结合教师与学生的反馈,探讨课堂模式创新的实际效果。(二)案例一:引入翻转课堂/SPOC的创新型课堂模式

2013年秋季学期,姚班核心课程“云计算与软件工程”率先走入清华大学六教6A010专教,引入翻转课堂/SPOC(small private online course)创新课堂模式。

该门姚班课程由交叉信息院助理教授徐葳负责。徐老师要求学生通过学堂在线平台,事先观看英文原版课程的视频。课上的第一学时授课教师与学生共同讨论课程内容的重点和难点,讨论的形式并不固定,有时会重复一些幻灯片,有时会重复一些关键概念,有时会使用一些题目采取问答的形式,还有时会采取阅读代码的形式来加深知识的掌握;课上的第二和第三学时,授课教师让学生采取结对编程的形式来完成作业。六教6A010专设圆桌教室,便于学生分组和自由讨论,为课程的推进提供了硬件优势。

根据徐老师的设计,“云计算与软件工程”的课程作业分成两部分,包括概念自测题(选择题)和编程作业。自测题和编程作业全部通过学堂在线网上提交,系统自动实时批改,并将结果反馈给学生。编程作业在截止期前可以反复提交,自测题则只能提交一次。在课程项目中,授课教师要求学生组成4~6人的团队(这一规模符合通常敏捷开发团队的大小),使用敏捷开发流程,为一个真实的用户开发一套应用程序。在开发过程中,徐老师要求团队进行5次迭代,逐步完善所开发应用的功能。每隔一周,学生会有一次机会展示其项目的最新进展,并且每次展示要求必须是不同的同学来进行。听众(包括用户)可以给学生团队反馈,对于提出了有益反馈的同学授课教师给予了加分奖励。

徐老师基于该课程提供了一些观察与调研数据:

1.通过引入美国加州大学伯克利分校的数据进行横向比较,毫无疑问,学生在这门课上的学习效果良好。从考试成绩看,姚班学生基本与伯克利大学的平均成绩持平;而从课堂项目实际应用角度看,数据更有说服力——将近70%的学生对于用户关于其团队工作的满意度反馈是相当积极的。在当期选课学生中,有一个团队在课程结束之后仍在继续为客户完善项目软件;另一个团队则已经计划以课程项目作为基础开展一个创业。课程助教贾永政同学(姚班计科90,交叉信息院2013级直博生)对于利用MOOC和SPOC模式提升高校教学质量深感震撼,停学加入了学堂在线团队,目前任总裁助理、业务推广经理,已经在全国多个学校推广了这种教学模式。贾永政同学自己也在北京实验中学进行了第一门翻转课堂教学在中学的实践。

2.使用SPOC的模式,学生普遍在该门课上花费了更多的时间。调研表明,学生平均每周花费在这门课上的时间(包含观看视频、讨论、做项目等)为9~10小时,高于姚班学生在其他课程上所花费的时间。

3.SPOC模式的实际应用效果受课外因素干扰负效应显著,这体现在SPOC模式在学期中段效果较好,在接近期末,学生活动众多时,效果不好。事实上,教师在课上很难检查学生是否真的提前按要求观看了视频课程内容,学生参与讨论程度的高低可以作为判断学生是否观看视频的一种直观依据。授课教师发现,最初几次课程由于学生还不熟悉这个形式,以及网站所出现的种种技术问题,学生参与讨论积极性不高。之后到期中左右,学生参与讨论的热情逐步提高,课堂上经常会出现非常有启发式的讨论,以及学生互相解答问题的情况。然而在学期最后三节课,这种讨论热情再次消失了。通过跟学生的交谈可以发现,学期末的时候学生往往面临各种活动、作业和项目的截止期限。在众多需要做的事情面前,学生难免把这个最不容易检查的事情拖延下去,导致课堂讨论的效率不高。

无疑,在SPOC课堂中,教师可以引导学生进行更有针对性的重点、深度讨论,翻转学生的学习习惯,增加讨论、实践的环节,进而培养学生解决问题、表达观点等综合能力,激发学术志趣,增进学生的学习主动性。徐葳老师认为,翻转课堂将成为在线教育与学校结合的一条出路。图1 姚班翻转课堂(六教6A010)(三)案例二:结合在线教育/MOOC的创新型课堂模式

姚班“信息论与网络编码”课程是面向姚班三年级学生的专业选修课,主要包括信息论的基础和编码理论的基础两方面内容。该课任课教师杨升浩助理教授2013年首次开设此课时,采用板书方式讲授信息论,并用板书和幻灯片结合的方式讲授编码理论。从2014年春季学期开始,杨老师开始尝试让学生通过在线课程来学习信息论,编码理论部分内容则继续保留课堂讲授方式,在线教育与传统教学的结合,创新课堂模式,也提升了教师的讲课效率及学生的学习效率。

信息论的基础理论早在20世纪七八十年代已经发展成熟。除了熵这个常见的概念,其基础理论还包括离散信源编码理论、离散信道编码理论、微分熵、高斯信道,以及率失真理论等。从教学角度来讲,信息论更接近一门数学课程。除了基本概念的介绍,大部分的课堂时间需要讲授严格的数学证明。信息论中一个独特的数学方法是典型序列,很多信息论的重要结论都可以通过典型序列来证明。介绍典型序列及其性质往往需要一周的课时。信道编码定理是信息论的一个核心内容,一般需要两周的时间讲授。传统课堂中,大多数的信息论课程都是以板书为主的讲授方式,这样学生更容易跟随证明的思路,建立严格的逻辑。

但是,传统讲授方式使得信息论知识的传授受到显而易见的掣肘。由于要同时讲授编码理论,一个学期中实际上只有7个星期可以讲授信息论,时间的限制导致部分基础内容有可能被迫放弃。以杨老师的课堂为例,采用传统授课方式的第一个学期,微分熵、高斯信道以及率失真理论等内容都因时间安排受限未能进入课堂。采用幻灯片可以适当提高课堂教授效率,减少板书的同时增加讲授的内容。但一套制作精良的幻灯片需要大量时间与精力,证明部分的讲授效果也并不见得优于板书方式。在线课程技术的介入,使得多方面的顾虑得以消解。

根据杨升浩老师的设计,2014年春季学期的“信息论与网络编码”课程同步采纳香港中文大学网络编码研究所主任杨伟豪教授的信息论课程视频。杨伟豪教授是国际著名信息论专家,开创了信息不等式、网络编码等领域,有多年讲授信息论的经验并著有两本信息论书籍,其制作的信息论在线课程受益于MOOC网站Khan Academy的教学方法启发,利用手写板以及电脑屏幕抓取的方法,把黑板教学完美的呈现在视频中,注重为学生提供具备和在课堂听课同样感受的在线课程。该课的在线课程视频中只有声音,并没有教学者的图像,这样学生可以将注意力更集中于教学内容。对于证明内容,在线课程视频利用动画的方式清楚地展示出每一步推导的因果关系。

按照课程进度安排,加上2014年寒假期间同步开始的在线课程内容,“信息论与网络编码”的在线课程部分在学期的第11周结束。前十周的课程每周头两个学时是课堂讲授,主要介绍一些在线课程未涉及的信息论内容,以及编码理论的内容。每星期第三个学时是习题课,主要是集中看视频和答疑。第十周以后,信息论的课程基本结束,主要讲授编码理论的内容。

从课程讲授及学习效率看,课堂模式的创新显著增大了课堂容量,课堂讲授时间(不含习题课和考试)共35个学时,在线课程30个学时,信息论的重要基础知识涵盖无遗,甚至授课教师还额外介绍了通用信源编码、强信道编码定理等内容。对于一门48学时(含习题课)的课程而言,任务确实有些重,但由于寒假同步在线课程分担了学期中的压力,创新的课堂模式反而激发了学生学习更多内容的欲望。三、来自姚班学生的MOOC反馈(一)“云计算与软件工程”的反馈

学生普遍认为在课上学到了有用的内容,对于所学内容掌握程度的信心较强。77% 的学生认为翻转课堂模式的效果超过或与传统课堂模式效果相当。大部分同学都认为能够在课堂上花更多时间讨论项目,并且做更多的演示,对他们掌握知识有帮助。

学生反馈中提到对于这门课最喜欢的几点包括:学到了实用的技术;能够跟真实的用户接触,团队协作,完成真实的项目;通过视频学习和结对编程的方法比传统的作业更有意思。这几点跟美国加州大学伯克利分校学生的反馈基本是一致的。基本可以判断,工科学生普遍都愿意尝试新的技术,尤其是这种技术能给学生带来更好(或者退一步说,更新奇的)学习体验。

以下节选部分同学对于该课的学习体会。

殷和政(姚班计科10):云计算与软件工程这门课兼具精心挑选的授课内容与新颖高效的教学形式,一学期下来,令我收获颇丰。授课内容上,云计算精选近年来最热门的领域与技术,如SAAS(Software as a Service)和Ruby On Rails。在讲授新概念,新技术的同时,徐葳老师又会提供传统的技术作为参考,让我们对关键问题看得更全面。比如介绍Agile Development Method时,便通过与传统的Plan and Document方法进行详细的对比,来达到深入理解的目的。教学形式上,运软采用了线上线下相结合的翻转课堂模式。线上教学基于EDX平台,集课程视频,及时测验,作业自动评分,即时反馈课程完成进度等实用功能于一身,十分方便。每周同学们先在线上观看视频,自主学习。课上,徐葳老师根据同学们的反馈,对难点重点着重讲解,并适当地进行知识面的拓展与延伸,起到了答疑解惑、总结提升的效果,极大地提高了同学们的学习效率。我这学期成为了学堂在线引进的这门MOOC的首席助教,我希望能通过我们的努力,让全国更多的学生能够享受到“姚班”和世界顶尖大学的课程。

徐方舟(姚班计科20):上完一学期的云计算课程,我感觉收获很大。不只是在知识方面的扩充,还有对于软件工程、云计算、SAS等这些以前看起来很高深的概念有了更加深刻的理解,也让我们这些一直沉浸在理论学习中的学生接触和感受到了应用的魅力。云计算与软件工程采用的是网络授课和课堂教学结合的模式,这也让我们耳目一新。我感觉这种授课方式有很大的灵活性,知识性的内容可以留给同学们在课下上网根据自己的情况自学完成,而老师可以在课上将更多的精力投入指导学生们实践中去。这一点对与这种偏重代码实践能力的应用课程来说尤为重要。我们的课程项目是为清华学堂班项目设计新版的信息发布平台,课程结束后,我们仍然在同教务处苏芃老师合作,继续完善这个项目。

赵锦煦(姚班计科20):当初抱着对网络时代新技术的期待和对编程的兴趣选了云计算课程。这门课程采用了线上线下相结合的方式授课,线上使用了功能强大的EDX系统,大家都乐于使用它方便的课堂视频功能和在线评测平台,它美观的界面设计也为我们云计算项目做了好的示范。徐葳老师授课风趣并注重详略。他会利用课上的时间做简短而精悍的授课,配合线上视频完成相应的教学任务。我从云计算课上学到了:一门程序设计语言、一些软件开发原则、一种在线应用部署方式。它们都是符合现代软件开发的不可或缺的技能。

王瑞瑆(姚班计科20):云计算与软件工程这门课采用了课堂与实践相结合的教学方式,在课堂上,我们学习Ruby,rails和oop,然后我们在课堂外进行项目的开发,真正的学以致用。同时,还开设了网络课堂,课前看视频再结合课上的讲解,使我们的理解更为深刻。感觉这门课的确是一门实用的课。

金迪(姚班计科20):这门课非常独特,它是为数不多的工程性非常强的课程。教学内容紧凑,虽然很短只有一学期但是内容自成一体,完善程度也很高。在其中面临了许多现实生活中会遇到的问题,纠正了我很多错误的观念。(二)“信息论与网络编码”的反馈

选课学生中的三分之二在寒假期间即与香港中文大学同步进行在线课程学习,其余同学则在学期中的习题课时间集中观看视频。从学生的普遍反馈看,信息论在线课程视频内容量很大,讲解紧凑、精练、清晰,一个小时的视频涵盖了两个小时的教学内容,结合课堂部分的深入解析,极大满足了学生探知的欲望。

以下节选部分同学对于该课的学习体会。

吴旋(姚班计科10):我认为这种上课形式给学生很大的自主空间,可以学习的内容比传统的课堂授课方式更多,而且许多习题的答案网络上都有提供,遇到难题能够自己解决,我认为非常有意义。希望以后有更多形式创新的课。

胡威(姚班计科20):我觉得这门课采用结合在线视频上课的方式后,对于学生来说学到的东西就更多了,比如一些基础性的知识在视频学习中就已经完成,课堂教授时老师就会讲解一些更有难度的知识。同时,视频和课堂相结合的方式,也激发了我们的自主学习性,同学之间可以进行有效讨论,而且有疑问我们仍然可以在课堂上请教老师。

邓士川(姚班计科10):这门课的学习资料提供的非常全面,视频是对教材的一个生动形象的解释,并且可以重复学习,加深对知识的理解。作业量适中,提供的标准解答也非常专业,采用学生互评的评分方式比较公正客观,也促使大家相互学习交流。

滕依峰(姚班计科10):在线课程效果还可以,但减少了老师和同学交流的效果。在网上互批作业的过程中可以得到新的思路,这是值得借鉴的。

徐一翀(姚班计科10):这门课上课的方式很新颖,网络公开课程质量也不错。四、一些探索思考(一)姚班的MOOC特色

从学生的角度看,反馈的数据在提升学习体验和丰富学习收获方面有相当乐观的呈现。学习时间和学习地点限制的弱化,相应伴生了学习选择权与学习主动权的强化。尽管现阶段学生参与MOOC课堂的初衷有所差异,或意在学分、或止于尝鲜,但就知识的接收和消化而言,MOOC的成效是显著鼓舞人心的。

从教师的角度看,课堂创新与教学成效提升意味着更多的投入,然创新的激情需要自发的动力,也需要来自人事制度考核机制的激励。另外,姚班教学一线的教师100%均具有国际一流高校及科研机构的教育、工作背景,对于教学创新的敏锐度也更高,其跨学科的交叉研究背景对于把握课堂知识传授与业界实际应用的有效结合也更为准确。

整体而言,姚班目前的MOOC实践更多偏向于翻转课堂,在有限的课堂时间外延伸了课程的内涵,基于线上视频学习,充分释放了课堂上深入答疑、探讨实践的空间,激发了传统课堂的活力。(二)MOOC与传统课堂的结合

从一线教师的反馈来看,在线课程对于教学效率的提升有很大助益。在徐葳老师看来,MOOC其实是一个重构学习的过程,比如在其引入的视频教学中每隔5分钟左右就得有一次练习,目的是为了让学生集中注意力。杨升浩老师认为,一些基础知识完全可以通过在线学习习得,并通过相应的考核给予学分。当然,并不是所有内容都适合在线课程,一些新兴的学科内容,知识本身正在经历不断的变化和更新,很难匹配合适的在线课程。这种情况下,传统课堂讲授就方便提供新颖的知识,加深学生的深入理解。一种可行的调和方式,是针对某个专题制作一个在线讲座,长度一至两个小时。这样授课教师可以根据需要选取不同的讲座,让在线教育方式变得更为灵活。

美国加州大学伯克利分校的Armando Fox教授认为,MOOC不仅提高了学生的学习质量,同时也体现了教师的价值,学生使用MOOC后的满意度一直在提升,大数据也使得整个世界能够参与DEBUG这门课程,有助于教学改进。姚班引入MOOC作为课堂辅助手段的实践进一步佐证了MOOC的实际应用价值。随着在线教育正在快速发展,很多新的教学方法正在涌现,一线教师应该积极了解并尝试,使我们的教学保持新颖的活力。(三)创新课堂的效率思考

从姚班引进SPOC和MOOC的教学实践来看,教学效果的增强是显著的,这种正面的反馈效果可以基于两种解释,一是通过课堂模式的创新,帮助学生加深对知识的理解和掌握;二是学生由于投入更多时间因而必然地获得更好的学习效果。两种理解的冲突导出了关于效率的思考。无论如何,能够鼓励学生花更多的时间学习,始终是一种好的尝试。但是,若要称之为成功的尝试,学生所花费的更多的时间应用于挑战性的思考和实践上,而不是用于一些重复性的作业中。在姚班多年的课程设计与培养方案改革中,这一导向从未改变。(四)MOOC时代的生师互动

MOOC时代中授课教师的授业角色更具挑战性。Armando Fox教授指出,MOOC不能帮助那些需要高度和老师沟通的课程,自动打分系统显示的种种弊端早已证明教师在教学过程中是不可替代的。姚班首席教授姚期智院士认为,生师互动是一种积极主动的人才培养模式,有些课程恰恰需要重视教师启发学生、引导学生取得更深入的了解,甚至是通过耳濡目染的方式对学生产生人格影响,而MOOC课堂模式最大的限制恰在于不能有广泛的交流。一线教学中,可以取MOOC模式之长,但同时也不能丢掉师生间有机会深刻探讨问题的传统。参考文献

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“自主创新实验”——基于PBL培养模式的电力电子技术基础课程教学改革与探索

电机工程与应用电子技术系 孙 凯 陆海峰 蒋晓华 孙旭东 于歆杰摘 要:为了适应国家经济社会发展中对于高水平工程技术人才的迫切需求,针对电气工程学科的实际特点,借鉴“基于问题学习”(Problem based learning,PBL)培养模式在“电力电子技术基础”课上开展了“电力电子自主创新实验”教学改革试验。大学五年的实践结果表明,“电力电子自主创新实验”这一教学模式不仅受到学生们的热烈欢迎,更重要的是十分有效地培养了学生们的动手实践和独立研究能力以及团结协作和自主创新精神,既是对国外PBL培养模式与中国工程教育实践相结合的一次有益尝试,同时也是对PBL模式的进一步发展和提高。详细介绍了该项教改试验的基本理念、教学内容、具体措施以及教学效果等。关键词:培养模式;实践教学;电力电子技术;自主学习一、引言

进入21世纪以来,国家经济社会高速发展对高端工程技术人才的迫切需求与传统的工科教育培养模式之间的矛盾日益凸显,我国工[1]~[3]科高等教育的深层次改革迫在眉睫。2011年,教育部提出“卓[4]越工程师教育培养计划”,其主要目标为“面向工业界、面向世界、面向未来,培养造就一大批创新能力强、适应经济社会发展需要的高质量各类型工程技术人才,为建设创新型国家、实现工业化和现代化奠定坚实的人力资源优势,增强我国的核心竞争力和综合国力。”

电气工程及其自动化专业是面向电力系统、电力机械装备制造两大国民经济重要行业的基础性学科,是支撑经济、社会和国防事业发展的主要工科专业之一。我国的电气工程及其自动化专业高等教育具有良好的传统和雄厚的基础,但是近年来面对电气自动化与信息化技术的飞速发展,仍然遇到了非常大的挑战。主要问题在于,以往的电气工程专业教学中,课堂教学以知识灌输为主,而实验教育以验证式实验为主,缺乏对学生自主学习能力和创新研究能力的培养。为了深入解决上述问题,清华大学电机系教师自2009年开始,以电气工程及其自动化专业核心基础课《电力电子技术基础》为试验田,借鉴国外“基于问题学习”(Problem based learning,PBL)的培养模式,开展了“电力电子自主创新实验”教学改革试验。

电力电子学是研究应用电子技术对电力进行控制和变换(即所谓 “弱电”控制“强电”)的一门学科。起源于20世纪60年代;20世纪80—90年代,在信息领域的开关电源以及能源领域的电力驱动两方面取得了革命性的快速发展,其应用遍及工业、商业、民用、交通运输、航空航天、电力系统以及通信等各行各业;近年来,电力电子技术,作为新能源应用和智能电网的核心技术,正面临前所未有的发展机遇。《电力电子技术基础》是电气工程专业本科生最重要的必修专业基础课之一。以电力变换为主,涵盖电力电子器件、电力变换及其应用等方面的内容。《电力电子技术基础》是一门既包含经典基础理论,又涵盖工程实践技术的课程。

自2009年秋季清华大学电机系实行新的本科生教学培养方案以来,《电力电子技术基础》课组针对技术发展大环境对卓越创新人才的迫切需求,在对国内外高水平研究型大学的教学理念和具体做法进行全面深入调查研究的基础上,对课程的教学和实验进行了大胆改革,重点是“推行自主学习和自主实验,激发求知渴望和探索热情”,特别是设置了“电力电子自主创新实验”这一新颖的教学模式,其主要目的在于加强培养学生的独立研究、动手实践和自主创新能力。二、国内外高水平研究型大学的教学理念与培养模式综述

课组教师曾专门考查或了解过国内外高水平大学在电力电子技术课程上的教学理念和具体做法,包括美国弗吉尼亚理工大学、威斯康星大学麦迪逊分校、伊利诺伊大学香槟分校、麻省理工学院、明尼苏达大学,英国剑桥大学、诺丁汉大学,丹麦奥尔堡大学,日本东京工业大学以及国内的浙江大学、华中科技大学、西安交通大学、北京交通大学和南京航空航天大学等高校。这些大学的教学大致可以分为两个层次:一是本科阶段,各高水平大学在重视理论教学的基础上,对学生自主研究能力的培养也非常重视,除了课堂教学之外,一般会布置多次大作业(通常采用仿真形式完成),要求学生在课外独立完成;二是研究生阶段,不少高水平大学均以实际研究项目为依托,通过研[5][6]究训练使学生既掌握理论基础又锻炼研究能力。

丹麦奥尔堡大学是采用“基于问题学习”(Problem based learning,PBL)这一教学模式的典型。他们在对高年级本科生和硕士生开设的电力电子相关课程中,仅用少于20%的学时进行课堂教学;而将选课的学生进行分组,学生们根据兴趣选择研究题目,在一个学期中的大部分时间里通过自学和实验完成研究项目,在此过程中定期与指导教师进行讨论,期末则需提交研究报告并参加最终答辩。PBL这一教学模式在奥尔堡大学得到了成功的实践,有效地培养了学生们的动手实践能力、独立研究能力、团结协作精神和自主创新精神,不仅得到了学生与家长的认可,更得到了诸多用人单位的高度评价,吸引了包括西门子、ABB、丹佛斯、维斯塔斯等电力电子相关领域的国际知名企业到学校为学生们设置相关的研究课题,实施定向培养。在这一教学模式的推动下,丹麦奥尔堡大学电力电子学科在全欧洲的排名也不断提升,目前仅次于瑞士苏黎世理工大学,排名第二。三、“电力电子自主创新实验”的教学内容与具体措施“电力电子自主创新实验”的教学模式强调学生自主学习和实践,除了实验项目的题目和技术指标是由教师指定外,整个实验研究过程中所有的理论分析、仿真研究、实验样机研制、技术路线设计以及最终的实验研究和结果整理分析均由学生独立完成,教师只是定期同学生讨论工作进展及遇到的困难和问题。

每课程学期初,课组在全系《电力电子技术基础选课》同学中公布实验项目的题目和技术指标,组织学生自由结组(2人一组)申报,并择优选取一定数量(4~5个)的实验小组。入选的实验小组根据自己的兴趣选择实验课题,小组2名同学自主分工,1名偏重硬件研制,另1名偏重软件开发,共同协作完成实验研究。

实验项目启动后,每组同学根据选定的项目内容,分别进行文献调研、变换器工作原理和数字信号处理器(DSP)的学习,采用MATLAB/SIMULINK和Pspice软件对所研究的电力电子变换器进行仿真分析及样机设计,并在学期中提交1份中期报告。指导教师根据每组中期报告的情况,确定该组同学是否能够继续进行自主实验。如果学生感到完成实验的难度太大,此时也可以主动退选。

学期后半期,参加自主实验的同学进入实验室,开始变换器样机的研制工作,包括设计样机结构,绘制电路板的原理图和PCB图,采购元器件以及焊接、调试电路等,并根据前期的研究和仿真分析结果,开始进行DSP编程。各组同学在研制的实验样机上,对前期设计的控制方法进行实验验证,并根据测试情况,进一步改进样机装置和控制算法,以满足自主实验实施方案中提出的技术指标。在完成基本目标的基础上,指导教师特别鼓励学生们进一步探索变换器更深层次的技术问题,开发更先进的控制功能,在这一研究过程中提出创新性的想法并加以实践。

学期末,由指导教师负责组织对参加自主实验的同学进行期末考核。考核内容包括学生提交的最终实验报告和课组教师的现场考查(首先是学生的PPT报告和答辩,然后是仿真和实验演示)。最后,根据学生实验研究基本目标的完成情况以及创新性的研究成果,由指导教师负责给出学生《电力电子技术基础》课的最终成绩。参加自主实验的同学可免于参加期末考试和传统的验证性实验。

表1给出了每一轮“电力电子自主创新实验”的具体时间进度安排。除了必须的期中考核和期末考核外,每两周安排一次指导教师与学生的专题讨论,同时设置专职助教1名,对参与实验的学生给予一定的技术指导,包括仿真软件使用、DSP编程、印刷电路板制作以及实验室仪器设备的使用方法等,特别是确保实验过程中的学生人身安全和实验室设备安全。表1 “电力电子自主创新实验”进度安排

在实验项目的题目设置上,充分考虑与电力电子课程教学内容的相关性,并考虑参与学生的知识基础、个人能力以及时间精力,安排合理的工作量和难度。一般每年设置5个实验项目,每个实验小组负责完成哪个项目由指导教师与学生协商确定。以2012—2013学年秋季学期为例,“电力电子自主创新实验”设置的5个题目及技术指标要求如表2所示。表2 “电力电子自主创新实验”题目设置四、“电力电子自主创新实验”的实施效果

2009—2010学年秋季学期,电机系蒋晓华教授在《电力电子技术基础(双语)》课上首次提出“电力电子学生自主实验”模式,并选择2名同学组成一个实验小组进行试点;2010—2011学年秋季学期,“自主实验”得到了电机系主管领导的大力支持和系里的经费资助,其规模扩大到6名同学3个实验小组,继续在双语班试行;2011—2012学年、2012—2013学年、2013—2014学年三个学年的秋季学期,在系里加大力度的资助下,“电力电子自主创新实验”面向全系《电力电子技术基础(中文)》和《电力电子技术基础(双语)》的选课同学,其规模进一步扩大到10名同学5个实验小组。

五年的实践结果表明,“电力电子自主创新实验”这一教学模式受到学生们的热烈欢迎,2010—2011学年、2011—2012学年、2012—2013学年三个学年的报名人数均为计划人数的两倍以上。参与自主实验的同学在项目完成之后,不仅很好地掌握了《电力电子技术基础》课程所要求的知识,而且均已熟练掌握仿真软件工具(MATLAB,Pspice)、DSP编程(F2812)、测量仪器使用以及电力电子电路的设计、调试等技能。更重要的是:“自主创新实验”为学生们提供了独立研究与思考的途径,为进行创新性探索与实践搭建了良好的平台。

2010—2011学年参与学生电81杨文轩说:“(自主创新实验)这个过程可以说是既有坎坷,又有欢乐。以前从未有过这样完整的、自主地设计一个硬件系统的经历,在电力电子自主实验中,我们不仅仅需要利用在课程中学到的知识完成软硬件的设计,还要在出现问题的时候利用这些知识分析问题出现的原因及其解决方法。自主实验除了给了我一种全新的学习一门课程的体验,还让我学到了很多课程要求之外的内容。”

2011—2012学年参与学生电94范博然说:“从这次实验中我收获的很多东西都是从课本上学不来的。这既包括对于原理的探究和认识过程,也包括软硬件方面的调试技能和经验,甚至包括查阅资料的能力。在短暂的时间内我基本掌握了一款以前完全没有听说过的数字信号处理器的原理和使用方法以及PCB布线的技能,这增强了我的自信心,使我相信自己可以在比较短的时间段内完成一项自己以前完全不了解的新知识的学习和掌握。同时,实验的调试过程还让我明白,要拥有良好的心理素质。在实验的过程中,随着学习知识的深入,对于理论的理解也是一个加深的过程。总之,这次实验的经历弥足珍贵,它为我以后的科研和工作奠定了良好的基础。”

2012—2013学年参与学生电03王璨说:“(自主创新实验)更重要的收获则是在调研问题、制订计划、解决问题这些学习、科研的方法上面,并不局限于一两个知识点或是技巧。通过这次实验我们走过了科研的一部分流程,我们体会了一次次熬夜阅读晦涩难懂的文献,接连几天对着凌乱的器件要把它画出规规矩矩的一块电路板还要考虑电磁干扰,在实验室里焊电路板、连导线、调波形,半夜踏着雪从实验室回寝室。我相信真正的科研比这要苦得多、累得多、迷茫得多。这一次实验让我们看到了科研蒙着面纱的半张脸,教会了我们一点经验、一点精神、一些方法、一些步骤,更重要的是一个信息——科研不是像听起来那么神圣,很多时候苦多于甜,回报也只是最后成功的成就感,唯有真正的兴趣才能支撑我们年复一年在这条道路上走下去。”

综合历届参加“电力电子自主创新实验”同学的反馈来看,通过该实验至少在两方面受到了明显的启发:一是电力电子技术等应用型学科的学习方法,二是开展创新性研究的具体方法。电力电子技术作为一门应用科学,其理论与实验的联系是必不可少的。参加“自主创新实验”的同学经过理论分析、仿真研究、样机研制和实验验证等环节的培养,完整地掌握了应用型学科的学习方法,远胜于传统的书本学习加验证性实验的培养方式。在“自主创新实验”中,学生在对各类变换器的基本原理和控制策略掌握的基础上,均针对专门的性能指标或技术问题进行了深入研究,提出了创新性想法,还进行了仿真分析和实验验证。这一过程使学生了解到,创新不是凭空而来的,而是在扎实深入的研究基础上开展的创造性工作。因此,“自主创新实验”有效地培养了学生的创造力,为他们今后从事电力电子学科的研究与开发工作打下了良好的基础。

截止到2014年,已有5轮34名学生参与了“电力电子自主创新实验”,取得了良好的培养效果。其中,已经本科毕业的18名学生,均以优异成绩被保送进入清华大学和国外高校继续研究生阶段的学习。另有多位参与过“电力电子自主创新实验”的学生根据实验过程中建立的研究基础参加了“挑战杯”课外科技作品竞赛,并取得了良好的成绩。同时,以“电力电子自主创新实验”为代表的自主研究型学习模式也得到了学生们的广泛认可,《电力电子技术基础》课组任课教师近几年的学生评教得分一直名列同类课程中靠前的位置,多次进入本科生课同等规模课堂所有参评教师得分的前15%。此外,在2011年的一级教学实验室评估中,“电力电子自主创新实验”这项教改试验也得到了校内外专家的积极评价。课组教师为了充分保障“自主创新实验”的实施条件,在系里的大力支持下积极开展实验室建设,构建了“电机与电气传动系统综合实验平台”,该平台建设荣获清华大学第十二届实验技术成果奖。五、对存在问题的讨论

经过五轮的实践,“电力电子自主创新实验”虽然取得了不错的教学效果,但仍存在以下两方面存在问题,需要进一步改进。(一)参加“自主创新实验”学生的遴选机制。目前的遴选机制主要是学生自主报名加教师面试。面试过程中教师综合考查申请学生的学习成绩、对实验的兴趣和想法以及软硬件经验等因素,最终确定人选。这一机制存在一定的主观性,特别是每年都会有一些学习成绩排名靠前的学生未能入选,因此会造成学生的不理解。但遴选参加“自主创新实验”的学生又不能仅靠学习成绩,否则就失去了培养选拔创新人才的意义。因此,如何优化改进遴选机制,将是这一教改试验在未来的一项重要工作。(二)参加学生的时间精力投入与所获学分绩之间的不匹配。“电力电子自主创新实验”工作量较大,难度较高,参加的学生需要投入比普通选课同学多1~2倍不止的时间精力。特别是在学期末进行实验调试阶段,往往需要废寝忘食,而且会影响其他课程的复习。但是,这一实验毕竟是在《电力电子技术基础》课程框架内。学生所获成绩最高不会超过100分,且学分仍为4分。客观来讲,参加实验的学生,其时间精力投入远大于所获的学分绩。虽然参加自主创新实验,主要依靠学生的主动和兴趣,但投入时间精力与所获成绩之间长期的不匹配也会影响今后学生参加自主实验的兴趣和动力。因此,后续在校系两级领导的支持下,希望将参加自主实验学生所得学分可以适当增加,以提高总的学分绩。六、结语

电机系《电力电子技术基础》课组的任课教师在电机系主管领导的大力支持下,已开展了5轮“电力电子自主创新实验”。该项教改面向基础知识扎实、求知和探索意识强烈的优秀学生,强化培养创新研究的动力和能力,其主导理念完全符合教育部“卓越工程师教育培养计划”和清华“卓越工程教育计划”的指导思想。

5年的实践结果表明,“电力电子自主创新实验”这一教学模式不仅受到学生们的热烈欢迎,更重要的是十分有效地培养了学生们的团结协作和自主创新精神,提升了动手实践和独立研究能力,并锻炼了踏实严谨的科学作风,既是对国外PBL培养模式与中国工程教育实践相结合的一次有益尝试,同时也是对PBL模式的进一步发展和提高。参考文献

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[2]吴镝,胡庆夕,朱晓锦.工程认知实践教学中的创新能力培养.教育教学论坛,2013(17):48-50

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[5]黄云志.美国华盛顿大学研究性教学对创新人才培养的启示.电气电子教学学报,2009,31:83-86

[6]茹煜,周宏平,涂桥安,郑梅生.“五层次实践、四能力培养”的创新实践教学模式的研究.教育教学论坛,2013(35):29-31

基于翻转课堂,促进主动学习——清华大学电路原理课程教学改革实践

电机系电力系统国家重点实验室 朱桂萍 于歆杰 陆文娟摘 要:清华大学电路原理课程教学组结合目前在高等教育中掀起的大规模开放式在线教育浪潮,从2013年春季学期开始尝试实践了一种基于翻转课堂,旨在促进学生主动学习的教学模式。通过“翻转课堂”,将传统教学中在课堂上讲授的内容让学生在课前基于大规模开放式在线课程等平台进行自学,课堂时间则主要用来讨论。课堂讨论采用“基于问题的学习”(PBL)方式,一方面,针对课前自学内容由学生提出问题,通过深入讨论解决问题,教师可对问题做补充以求比较完整地覆盖所有主要知识点;另一方面,本次改革将理论课与实验课有机融合到了一起,配合教学进度,结合理论教学内容,布置相应的实验内容;学生借助移动式实验设备(NI的myDAQ),自行设计实验电路和实验方案,完成实验任务。实验中遇到的问题是课堂讨论的另一主要内容。这种理论与实践相结合的“混合式学习”极大地激发了学生的学习热情,锻炼和提高了其“主动学习”能力,收到了很好的效果。文章最后对实施过程中的一些收获和不足进行了总结,以期为其他欲采用类似教学模式的课程和老师提供指导。关键词:翻转课堂;主动式学习;大规模开放式在线课程;小型定制式在线课程 混合式学习一、引言

清华大学电路原理课程教学组自2003年开始,从教学手段(推[1]广使用多媒体课件)、教学内容(全面引入MOSFET)、立体教材建设(出版新教材和多媒体课件,建成教学网站,完成授课录像等)等多个方面对课程进行了全面改革,取得了较好的效果,在国内同行中产生了较为广泛和积极的影响。

然而,随着社会大环境的改变,近年来各种课堂外的新事物对学生的吸引力越来越大,如各种高科技电子产品、网络游戏等,再加上没有了中学阶段的升学压力,学生对学习的兴趣越来越小,主动学习的愿望也越来越低。如何激发学生的学习热情,培养其主动学习的愿望和能力成为摆在我们和全体高校老师面前的一大挑战。为此,清华大学电路原理教学组在前几年持续进行的课程内容和课程教学环境改革的基础上,在2013年春季学期对教学方法进行了大幅度改革,采用“翻转课堂”(flipped classroom)模式,借助教学组早先建立的课程教学网站以及最新的大规模开放式在线课程(MOOC)两个平台,并把实验与理论学习相结合。这种多种教学手段相结合的混合式学习模式很好地激发了学生的主动学习的欲望和热情,取得了较好的效果。二、改革理念

在电路原理课程改革过程中,我们逐步确立了“夯实理论基础,加强工程教育,激发主动学习”的改革理念。(一)电路原理课程是电气工程类学生进入大学后学习的第一门专业基础课,在这门课程中建立的理论基础扎实与否将直接影响后续模拟电子电路、数字电子电路、高频电路等课程的学习,因此任何改革都不能以削弱对基本概念和基本理论的掌握为代价。(二)电路原理课程既然是专业基础课,就不应该把它讲成像数学一样的纯理论课,必须在讲授过程中有意识地与工程实践相结合,加强工程教育。基于这种认识,我们认真总结了过去的一些验证性实验的不足,借助最新的移动式实验设备(如NI的myDAQ)和笔记本电脑,消除实验室的局限性,学生可以在宿舍、教室等地方随时进行实验,实验内容也因此得到大大丰富。配合理论课教学进度,我们设计了十几个实验题目,由学生自行构思实验方案并加以实现。通过这些实验,一方面帮助学生更加深入地理解理论课上学到的一些基本概念和方法;另一方面也使学生对很多元件和设备有了非常直观的认识,认识到实验结果与理论结果不一致的多种原因,帮助学生建立基本的工程意识,使他们得到初步的工程训练。(三)我们希望从电路原理这门基础课开始就能激发起学生对电学专业的兴趣,进而能够去主动探索和学习相关知识。实践表明,采用这种课堂与网络相结合、理论与实验相结合的混合式学习方式可以有效激发学生主动学习的欲望,并培养其自主学习的能力。三、“翻转课堂”的课下安排“翻转课堂”即flipped classroom,最早是由美国的两位非常有经验的高中化学老师Jonathan Bergmann 和Aaron Sams于2008年首先[2]提出的。最早两位老师的初衷是为了给那些未能上课的学生补课而利用软件对课堂教学进行了录像和注释,并将这些内容上载到网络上,供缺课的学生下载学习,但结果发现很多没有缺课的学生也会下载浏览,用于复习,以加强对课堂内容的理解。这就促使两位老师重新思考课堂教学的定位。

根据Jonathan Bergmann 和Aaron Sams的观点,“反向”或“翻转”意指颠覆了传统教学模式中课堂上听讲、课后自行做练习的模式,取而代之的是课前让学生利用电脑和网络浏览教师录制的或指定的与课程内容相关的录像短片,其中可以穿插一些练习,这些内容都可以重复观看;正式课堂时间则强调师生之间、同学之间的互动,对课前学习中遇到的问题进行深入讨论,也可穿插进行新的练习。

Flipped classroom的核心是主动学习、学生参与、混合式课程设计等。常见的对于“翻转课堂”的认识误区是在线课程、类似电大的视频教学、学生没有教师指导、学生独自学习等,其实富有成效的面[3]对面互动讨论才是翻转课堂最重要的价值所在。采用翻转课堂这种模式,教师不再是讲台上的圣人,而是身边的导师;学生有更大的自主学习空间,在课堂上可以有更多的时间和老师进行有效互动;因病或有其他活动的学生不会被落下功课;教学内容可反复观看。

清华大学电路原理课程通过前几年的改革已经建立了内容丰富、功能比较完善的教学网站,网站内容包括完整的实时教学录像、完整的多媒体课件、难度不同的课外自测题、flash形式的主要知识点简介、重点和难点列表、相关教学论文等补充阅读资料,网站主要功能包括在线自测练习、每个学生的访问量统计、BBS形式的师生讨论、不同老师的教学资源共享等。

2013年教学组顺应在世界高等教育领域掀起的MOOC浪潮,录制完成了全新的电路原理MOOC课程,实现了知识点的充分碎片化,更利于学生课后自学。

在具体教学过程中,我们会在每节课给学生下发一份下一节课(一般在2~3天以后)的“课前安排”,内容包括需要自学的内容、对应的教材章节、对应的MOOC学时、难度相对低一点的2~3道相应的练习题以及基于myDAQ的实验内容等,如果需要还会给一些补充阅读材料。大约有65%的学时会有相应的实验任务,学生两人一组完成实验,需要自己设计实验电路、实验方案以及元器件参数选择。

以第6讲“含运算放大器的电阻电路分析”为例,布置的课前安排如表1所示。表1 “含运算放大器的电阻电路分析”课前安排注:1.江辑光,刘秀成.电路原理(第2版).北京:清华大学出版社:20072.http://www.xuetangx.edu.cn/courses/TsinghuaX/20220332_1X/3.(a)~(e)分别为跟随器、反相比例器、同相比例器、加法器、减法器和电流源电路4.第5讲的内容是“MOSFET及其电路模型”

根据在2013年春季学期第14周左右我们对学生做的一个问卷调查结果统计,学生在课前学习这一环节对应每一大节课(2学时)花费的时间大约是2小时。在这一环节遇到的所有问题都可以在正式课堂时间得到充分的讨论。四、正式课堂时间的主要活动

如前所述,富有成效的面对面互动是翻转课堂的核心价值。如果在正式课堂时间不能很好地组织起能让每位学生参与的讨论,那么这种改革只能是流于形式,课前花那么多时间自学、练习就显得多余和浪费了。

在我们2013春季学期的改革实践中,正式课堂时间的活动主要包括三部分:一是对理论学习中的主要知识点进行讨论;二是做一些典型习题;三是实验内容讨论或演示。

仍以第6讲内容为例,课堂讨论内容如表2所示。表2 “含运算放大器的电阻电路分析”课堂讨论内容

对知识点的讨论以学生提出问题为主,教师补充问题为辅,基本涵盖所有主要知识点。为了让课堂上真正做到以学生为主,我们对教学课件做了大幅改动,教师在教学观念上也打破了对教学体系完整性的追求,对于大多数学生提出的不明白的知识点要重点、深入讨论,而没人提及的知识点则可以一带而过,甚至不讲。鼓励每一位学生提出问题,并回答别人的问题;对于学生回答得不太正确的问题教师再加以纠正和解释。教师需要根据自己的教学经验以及课堂实时讨论情况,对讨论内容进行补充和调整。以表2列出的第6讲的知识点为例,绝大部分学生系对1)3)4)5)都能正确理解;7)8)9)有点含糊,会有学生主动提问,也有学生能回答,但不太准确,需要教师对一些关键点加以解释和确认;而2)和6)学生基本不会想到,需要教师主动提出来并组织讨论,因为对6)的理解直接影响实验中的元件参数选择。从仿真情况看,总会有学生在运放的外电路中选用欧姆量级的电阻,虽然这对仿真结果没有影响,但在实验中是不行的。平均来说,每一大节课的教学内容都可以提炼出10~15个知识点,讨论时间占总课时的40%~50%。

对练习题的讨论分为两部分:一是课前练习题,这一部分主要是讨论一下解题思路、解题方法和答案。因为课前练习题相对比较简单,且学生都已经在课前完成了,所以用时较少。另一部分是课堂上新给出的一些难度较高的(如用运放实现乘法、除法运算)或有实际工程应用背景(如DAC)的练习,一般3~4道题。虽然我们的教学方式进行了改革,但遗憾的是我们仍然不能完全抛弃“考试”这种评价机制,因此仍然需要给这些学生必要的解题练习。由于每节课都有相关练习,我们取消了以前的专门的习题课,每节课的习题讨论时间占总课时的20%~40%。

将实验与理论课程重新结合是我们此次改革的一个重要举措,但实验形式上与以往发生了根本的改变。学生不再是去实验室做几个老师已经设计好实验电路、实验步骤的验证型实验,取而代之的是,我们给每个小组配备了一套NI的myDAQ实验装置,将myDAQ与学生自己的笔记本电脑相连就形成了一个小型的移动实验室,学生可以很方便地在教室、宿舍进行实验。实验中遇到的问题可以在课堂上进行讨论,教师可以要求学生在课堂上阐述自己的实验设计思路,现场演示实验结果,学生之间也可以进行相互检查。这一部分内容平均占总课时的30%左右。需要说明的是,参与本次课程改革的学生不需要再像其他同学一样去做常规的电路实验,因为本课程实际有5个学分。当有实验讨论和演示的时候,一般需要2学时基础上延时半小时左右才能完成所有教学任务。

与传统教学模式下的课堂相比,这种网络与课堂相结合、理论与实验相结合的混合式学习模式大大活跃了课堂气氛,提高了学生的学习兴趣,潜移默化中也培养了他们主动学习的能力。在这种教学模式中,虽然教师讲得少了,但实际上对教师的要求更高了,一方面,教师的知识面要够宽,能够正确解答学生提出的以及实验中出现的各种问题,这就要求教师对布置的所有实验都必须在课前亲自完整地做一遍,才能对实验中可能出现的问题、原因及解决方案做到心中有数,时间投入大大增加;另一方面,对课堂整体态势的把握要恰到好处,尤其是在知识点的讨论上,既要放得开去,又要收得回来,既要保证在设定的时间内让学生讨论得比较尽兴,又要按时完成相关的教学内容。五、基于myDAQ实现的电路原理实验

本次教学方式改革的另一大特点是将理论课与实验有机结合在一起,实验不再仅仅是简单的理论课程后的验证型实验,更多的是研究型和设计型实验。我们设计了一些相对简单的实验要求学生在课前学习阶段完成,通过实验认识元器件特性和电路特点,如测量二极管和MOSFET的端口特性、测量myDAQ上+15V与AGND之间的戴维南等效电路等。课堂上再对实验结果进行讨论和分析。这比以往只做仿真甚至只讲理论要生动得多,学生对这些元件和电路特性的理解也会更深刻。另外,我们还布置了一些相对比较难的实验,要求学生在完成相应的理论知识学习后,设计实现一些具有特定功能的电路,如基于MOSFET实现的小信号放大器、利用运放实现的正弦波发生器、有源降噪耳机等,这些实验让枯燥的理论知识变得鲜活起来,学生通过完成这些实验,对电路原理的一些基本概念和分析方法认识更加深刻,而当他们完全通过自己的设计实现了这些电路功能时,从中获得的喜悦和成就感是纯粹的理论学习无法比拟的。

本次教学改革的试点对象是清华大学电机系的学生。按照教学大纲,电机系的电路原理课程总计是96学时,春季学期的64学时讲授的内容为直流电阻电路和正弦交流稳态电路。配合教学进度,结合理论教学内容,我们在这个学期一共布置了15个实验,如表3所示。表3 2013年春季学期基于myDAQ完成的实验

其中,标“*”的实验除了要在课堂上演示实验结果外,还要提交正式的实验报告,报告内容包括理论分析、实验电路原理图、实验所用元器件参数、实验结果及分析等;其余实验只要求在课堂上演示实验结果。为了不给学生增加太多的学习负担,所有实验中用到的元器件,我们并没有让学生去电子市场亲自购买,而是在学期初由老师统一集中下发,然后让学生从中自主选择。

最值得一提的也是本学期老师和学生投入最大的一个实验:有源降噪耳机实验。该实验的设计灵感最早来自于美国著名音响厂商Bose推出的顶级主动降噪耳机——QuietComfort 15(以下简称[4]QC15)。这款耳机Bose官方报价约RMB3 000,所以当学生初次听到要求他们利用myDAQ对这款耳机做原理性实现时,他们都觉得不可思议,没有人认为自己能够做出来。

主动降噪耳机又名有源降噪耳机,它的工作原理是先通过一个高灵敏度麦克风收集当前环境噪音,然后经过内部的处理器产生一个与噪音相反的波送到耳朵中,达到降噪的目的。在我们的实验设计中,这个内部处理器就是一个用运放实现的反相比例器,因此自第4周讲完运放电路后就布置学生开始着手进行这个实验。首先要通过音频插座和音频传输线实现音频信号从电脑到耳机的正确传输,其次要认识驻极体话筒的工作原理,搭建其外围电路,使其能正确收集环境噪音;接着要对采集信号进行反相放大,根据收听效果调节放大倍数。但至此降噪效果并不理想,主要原因有两个:一是用来播放环境噪音(本实验中指定为100Hz正弦波)的音箱品质对实际收集到的噪音信号参数(主要是频率和波形畸变率,后者要等到讲完周期非正弦电路后学生才会理解)有很大影响;二是实验中驻极体话筒的位置离耳朵有一定距离,因此收集到的噪音信号与耳朵实际听到的环境噪音信号之间还是有一点相位差的。这一点与实际的QC15不符,QC15的麦克风就在耳机听筒上,相位差可以忽略。而对于这个相位差的处理则需要等到讲完正弦稳态电路的移相电路以后才能实现,因此本实验贯穿了大半个学期。

我们把该实验定位成了一个竞赛型实验,教师在课堂上只做原理性讲解和点评,具体细节都由学生自主实现,在最后一节课上我们进行了集中展示和评比。为了公平起见,我们指定了环境噪音信号和测试用的音乐信号,每一组同学都有5分钟的PPT报告时间,介绍自己的设计思路和主要的实验结果波形,其他同学可就报告内容自由提问,最后还要现场让其他同学感受降噪效果。老师和同学从报告内容、回答问题和实际降噪效果三方面对每一组进行现场打分。同学们都表现出了极大的兴趣和创造力,就100Hz的测试信号而言,当参数调试合适时,获得第一名和第二名的两组实验电路的降噪效果甚至要好于市面上一些普通的降噪耳机,他们的实验电路也申请获得了一项实用新型专利。六、总结与展望

通过一年多的改革实践,我们可以直接感受到同学们主动学习的欲望和能力都大大提高,对于实验中遇到的问题基本都可以通过自己检索资料和课堂讨论加以解决,有些小组甚至会利用myDAQ去设计实现一些老师并没有布置的小实验,课堂精神面貌明显要比传统课堂活跃很多。2013年的学生评教结果主讲教师进入了同类课堂的前5%,而2013年和2014年两年我们自己组织的课堂调查结果也都表明学生对这种教学模式给予了充分肯定,他们普遍认为,相比传统教学,这种通过讨论获得的知识“印象更深刻”,“自己思考得更多”,“对知识点的理解更到位”,“对解决实际工程问题更有帮助,思路更开阔”,“通过实验验证,对知识点的理解更透彻”。

需要说明的是,我们并没有刻意挑选参加课程改革的学生,而是学生在第一学期结束前自由报名。虽然我们组织了面试,但我们看重的是动手能力和团队协作能力,对课程学习成绩和年级排名并无任何要求。事实上,根据我们事后对所选中的20名学生在大一第一学期的学分绩统计结果看,这其中既有年级前10名的,也有80多名甚至100多名的学生(全年级120人),全班平均学分绩在年级40名左右。期末考试这20名学生与年级其他同学同时同卷考试,他们的卷面平均分明显高于比其他同学的平均分,这说明他们的理论基础并没有因为采用翻转课堂这种教学模式而削弱,这与我们的初衷是吻合的。

总的来说,通过这次改革,我们主要有以下几点收获:(一)尝试了一种全新的教学方式,并且取得了不错的教学效果,使学生在选课时又多了一种选择;(二)翻转课堂的教学方式锻炼了学生的自学能力,促使学生能够主动地发现问题,并通过讨论解决问题,激发了他们的学习兴趣;(三)实验与理论的有机结合加深了学生对基本概念和方法的理解,并且提高了他们的动手能力,培养了他们的工程意识;(四)两人一组完成实验的模式提高了学生的团队协作能力。

当然,在这次改革实践中我们也发现了很多问题,概括来说,决定这种教学方式改革成败的关键因素有以下三点:

1.教师的投入。采用翻转课堂这种模式,所有课件都要重新制作,借用计算机编程的一句术语来说,就是由“过程触发型”转换为“事件触发型”。教师不能再像传统课堂一样按照自己事先准备的内容按部就班、娓娓道来,而需要根据学生在课堂上的实际讨论情况及时调整顺序和重点,并且要克制自己的讲话欲望,真正让学生成为课堂的主体,教师的主要职责是适时引导和合理建议。投入时间更大的另外一块内容是实验的设计和完成,为了保证所布置的每一个实验都是可以用myDAQ和所发元器件实现的,并且能在课堂讨论中对学生在实验中出现的问题进行有效指导,教师必须对所有实验在课前亲自做一遍(实际上为了进行元件集中采购和下发,我们在学期开始前就完成了几乎全部实验)。即便如此,由于绝大多数实验都由学生自行设计方案,肯定会出现与老师不同的设计方案,尤其是一些难度较大的实验(如9和14),为了解答学生在实验中出现的问题,教师有必要按照学生的设计思路再做一遍。粗略估算,对上述15个实验的第一次备课时间接近150小时,当然第一遍会比较困难一些,以后就会有所减少。

2.学生的配合。既然改革的目的是要提高学生主动学习的欲望和能力,那么学生的配合就显得尤其重要。一方面,学生要按照教师的安排,认真完成各个教学环节布置的任务,尤其是课前学习。实践证明,如果课前学习投入时间不够,没有认真浏览教学短片、阅读教材并完成相应联系的话,课堂上是不可能开展富有成效的讨论的。另一方面,学生在课堂讨论中要有主动表达的愿望,积极提出自己的问题,并主动帮助解答别人的问题。老师的引导和鼓励很重要,因为在传统教学模式中成长起来的学生大部分会不习惯或者不善于在课堂上自由、即兴发言。另外,为了使每个学生都能有发言的机会,这种教学模式不适用于人数较多的大班,我们认为20人以下比较适合。

3.教学环境的配套改革。在课前学习阶段,仅有教材是不够的,需要有教学网站、MOOC课程等充分的学习资源供学生利用;在课堂讨论阶段,需要有一个便于讨论的教学环境,传统的只有前面有一块黑板的教室客观上限制了多位同学的同时讨论,尤其是在有递进关系的多个问题连续讨论时,因为空间有限,不得不擦掉前面的才能写后面的,这样非常不利于学生对某一系列问题形成一个总体的认识。为此,学校专门对两个教室进行了改造,除了窗户外,教室的其余3面墙上都安装上了黑板,学生可以就近在自己身边的黑板上进行板书,既增大了板书空间,又节省了学生在教室内来回走动的时间,可以使讨论更深入、更详尽。在课后实验阶段,老师或助教要通过邮件、网络和当面答疑等多种方式及时提供指导,避免学生走很多弯路,影响其他课程的学习。

总之,回顾我们这一年多的改革是艰苦的,但也是值得的,因为在专业基础课中实行这样一种教学模式在国内没有任何先例,所以也没有任何经验可以借鉴,我们完全是在摸索中前进。希望我们在这一过程中获得的经验和教训能够对其他同行有所帮助,也是为我国的电路原理课程改革略尽绵薄之力。参考文献

[1]朱桂萍,于歆杰,陆文娟.将MOSDET引入“电路原理”课程教学的若干思考.电气电子教学学报.2008,30(3):95-99

[2]Bill Tucker.The Flipped Classroom,http://educationnext.org/the-flipped-classroom/

[3]Cashcow.翻转课堂到底是什么,http://www.ctocio.com/industry/edu/7115.html

[4]于朔.并非如此完美!Bose最强降噪耳机体验,http://sound.zol.com.cn/211/2116389_all.html

关于MOOCs认识的几点误区

电机系 于歆杰

大规模开放式在线课程(massive open online courses,MOOCs)自2012年以来,以惊人的速度发展,从美国风靡全世界,得到各国的普遍重视。它类似于一门课程,具有信息公开、易于使用等特点,有利于提高学生独立学习的能力。同时,其学习资源丰富,参与课程的人数众多,课程的内容可供学习者免费学习、自由传播。但在教学氛围等方面无法与传统大学的教学模式相比,学生不能身临其境,切身感受大学的校园文化。同时,对于自制力较差的学生而言,按时保质的完成学习任务是比较困难,因此教学效果将大打折扣。因此,利用MOOC资源提高课堂教学质量就成为非常具有前景的教学改革方向。我国也已成立教育部在线教育研究中心,诞生了包括学堂在线在内的一批本地化MOOCs平台,清华、北大、复旦、上交大等高校加盟EDX或Coursera等国际MOOCs平台并开设了若干门课程。关于MOOCs,高呼教育革命者不少,质疑的声音也不小。笔者在这里结合在EDX和学堂在线两个平台开设电路原理MOOC的实践,谈谈当前对MOOCs认识的几点误区。

误区之1:MOOCs无非就是“洋电大”,对它的态度应该是九阳神功中的“他强任他强,清风拂山冈”,只要我老师抓住作业和考试这两个学生的命根子,不愁学生不跟着我走。

MOOCs在2012年的兴旺,有其偶然性,但更多的是必然性。首先,广大学生对“价格便宜量又足”高等教育有渴求;其次,互联网和人工智能近年来得到迅猛发展,大数据能够提供更丰富的信息;最后,世界顶级学校在教育和人才的竞争日趋激烈。MOOCs是这三者相结合的必然结果。从自己的角度来说,作为电路原理课程的老师,如果我不能在某些方面讲得比MIT、UC Berkeley、Georgia Tech的老师要出彩,我怎么能留得住学生的心?从更宏观的角度来说,MOOCs的发展,把世界各国高等教育的竞争迅速白热化了。目前在EDX平台上最火爆的、哈佛大学开设的ChinaX课程就是一例。如果我们不能充分利用国际化的平台,“有理、有利、有节”地说出自己对中国乃至对美国和对世界的观点,毫无疑问,我们将在世界最顶尖人才的竞争中失去话语权。

误区之2:MOOCs的发展将类似于大鱼吃小鱼、小鱼吃虾米,世界高等教育将面临洗牌,将有大量大学消失、教师失业。

的确,竞争白热化了。MOOCs能够在很大程度上解决一般性知识传授的问题。但它不可能替代人才培养、科学研究、社会服务、文化传承的大学功能。即使是在人才培养方面,一般性知识传授也仅仅是人才培养的一个环节。再进一步说,即使是在课堂教学方面,有了MOOCs,有可能使得高校将课堂教学形式从当前绝大多数的老师讲、学生听,重新回归“传道、授业、解惑”的、充分的生师互动,这无疑是提高中国高等教育质量的有效措施。真正需要担心的是那些没有研究实力、没有产业依托、没有充分实践环节的纯理论教学性大学,因为MOOCs刚好是革了他们的命。

误区之3:MOOCs的制做无非就是老师该怎么上课就怎么上课,录制好授课视频后,经过精心的后期剪辑、加工即可。

这种方式制作出来的MOOCs(如果依然能够被称作MOOCs的话)是所谓的“课堂搬家”。也就是说,学生作为第三方,在观看教师的授课过程。前面说过,互联网的迅猛发展是MOOCs腾飞的基础。也就是说,学生的学习活动主要是发生在网络环境中。网络环境的学习和教室环境的学习是完全不一样的。有统计表明,大多数人对新内容的持续关注时间不会超过15分钟。在教室环境中,学生不可能随意走动。他们最多做到头脑溜溜号。但是在网络环境中,诱惑太多了。一部制作精美的电影也就90~120分钟。大多数人在网络环境中都不可能从头到尾不间断地看完一部电影。更何况学习新的知识呢。

这就决定了MOOCs最大的特点是“课程搬家”。也就是说,要想尽办法,让每个学习者感受到老师在给他/她上课。这里面有很多技巧:老师每周应该有几次视频出镜,让学生感受到教师的存在;几分钟视频后立刻来一个与之相关的小题目,类似于课堂上的老师提问;每周内容定期放出(而不是一下子把所有内容都放出来),类似于学生每周上课;每周作业就提交截止日,过期后不能获得成绩,类似于课程中交作业;在讨论区、Wiki中和同学、老师相互交流,类似于实体课堂中学生们之间的讨论和与老师的答疑;完成课程、参加考试通过后,能够获得证书,类似于学习课程拿到学分……

除此之外,制做MOOCs,要讲解“分合之道”,这是指在课程内容的组织上要有所拆分,课程内容的展现形式上要有所整合。具体来说,老师要主动将知识点进行拆分,并且梳理出各个知识点之间的先后修关系。换句话说,要从善于讲90~100分钟的大故事,转换为讲5~10分钟的小故事。这个过程是痛苦的,但也是必须的。与此同时,由于理工科课程更多体现的是推导和逻辑,因此我们在电路原理课程中采用了以截屏录制为主,以老师出场、仿真实验、物理实验为辅的视频模式。课程的录制主要依靠在大量留空的电子课件上用手写板写写画画来完成。这样就带来了一个好处,即我们可以在一个视频中,将电子课件信息量大的优势和黑板交互性强的优势进行有机整合。

误区之4:MOOCs无非就是饱含新技术的网络教学,是“天上”的事,和实体课堂教学关系不大。

是的,你可以始终把MOOCs供在天上,但是越来越多的人在琢磨MOOCs的“落地之道”,也就是如何让MOOCs对实体课堂产生更多正面的影响。这里面的可行的方法有很多,比如(以a校开设某门MOOC为例):(一)a校学生在线学习该课程,参加a校考试,获得a校学分。清华大学在2014年春季学期电路原理课程中尝试这样的方式(教师只在其中考试和期末考试之前进行集中答疑,学生须参加平行班同卷期中和期末考试)。目前已有14名学生报名。(二)a校教师用MOOC做翻转课堂(即将传统的课上老师讲授、课后学生练习的学习过程,翻转为课前学生自学,课上老师和学生讨论完成练习的学习过程),参加a校考试,获得a校学分。清华大学于2013年在电机系电路原理(A1)课程中进行了1年试点,参加试点改革的学生期末同卷平均分比平行班高8分,2014年将继续试点。(三)b校学生学习该课程,参加b校考试,获得b校学分。基本上与方式(1)相同,只不过实施地点转变。青海大学是清华大学的对口支援单位。他们将于2014年秋季学期在电路原理课程中进行这样的尝试(选择一个试点班,安排学生学习清华大学开设的电路原理MOOC,完成讲间练习和每周作业。原本每周2大节课改为1大节。老师课上不讲课,对学生在观看视频、完成作业过程中遇到的问题进行解答)。学生在期末参加青海大学同卷考试。(四)b校教师用MOOC做翻转课堂,基本情况类似(2)。(五)b校学生学习该MOOC,参加a校组织的考试,获得a校学分,被b校认可。这种落地方式很吸引人,但目前看来可能会遇到两个制度性障碍。其一是异地如何组织考试?其二是两校需要学分互认。如果两校就相互组织对方内容的考试和学分互认达成协议,这件事对双方学校、双方学生都是好事。无论是一流大学,还是一般院校,都可以通过MOOCs促进课堂教学质量的提高,同时降低办学的成本。

误区之5:MOOCs只适合有展示度的课程、或者基础性导论性的课程。

事实上,在EDX、Coursera、Udacity这三个平台上的第一门课程(也是最受欢迎的课程之一)分别是电路原理、人工智能、机器学习。这些课程展示度其实远没有历史、园林、音乐、建筑等课程强,而且这些课程在一般大学内开设的时间分别是大二、大四甚至研究生。因此判定MOOCs天生是“水”课是没有道理的。MOOCs的厉害之处,就是把很多“硬”课上得生动活泼、引人入胜。根据我们的经验,量大面广的内容,或者科技前沿的内容,都很适合以MOOCs的形式进行传播。

在这里,我们不妨回顾一下为什么有纸质教材和为什么有学校。知识是动人的,但也是难以被发现和掌握的。先哲们发现了知识,用白纸黑字将其记载下来,形成了教材或专著,以便于知识的传承。但是作为普通人,看教材往往久而不得其意,于是有明白的人组成了学校,以更通俗易懂的方式来面对面地讲授教材中的知识,便于知识的推广和传承。通过半年的实践,我们发现,MOOCs本身就可以很好地起到传承知识的作用。也就是说,从保存和传播知识这个含义上来说,MOOCs就是教科书,就是学校。因此如果科学家发现了新的知识。在传统的传播途径中,他先需要写成科技论文,经过评审,1~2年后发表,再被教师了解,经过1~2年后被写入教材。也就是说,最快的情况下,新的知识在被发现出来以后需要2~4年才能够在教室中进行讲授。但是在MOOCs环境下,这个月被发现的知识,下个月就可以在全世界范围内进行传播了!

误区之6:有了MOOCs平台,大数据是信手拈来的。

大数据是每个人都喜欢的事。作为老师来讲,我希望知道优秀学生、一般学生、辍课学生在学习习惯上的统计差异;我希望知道不同学生学习某一个知识点所用的时间;我希望知道他们做某一道题尝试的次数;我希望知道不同学生是如何准备期末考试的……但遗憾的是,当前的MOOCs平台尚不能实时地为教师提供这些引人入胜的大数据。当然,这不是MOOCs平台的先天缺陷。平台们将所有学生的学习行为都进行了完善的记录。但是对于海量的数据,以目前的大数据挖掘手段,尚不能实时为教师提供后续教学的统计学数据支持。这当然也为后续MOOCs平台的发展指明了方向和提出了相当高的要求。

误区之7:有了MOOCs,知识的学习就变得快乐而轻松了。

这也许是学生最愿意陷入的误区。的确,MOOCs都是名校名师讲授,制作精良,赏心悦目,甚至某些MOOCs的部分内容都可以当作纪录片或者电影来看待。能够把学习和娱乐进行紧密结合固然是好事,但是不是所有课程的所有内容都能这么干的。更糟糕的是,真正能够让你日后披荆斩棘、无往不利的武器,往往是在百思不得其解过程中顿悟的。MOOCs这种形式的确能够适度降低学习难度。但是别忘记,对学生学习的最大制约,不是难度,是原动力。换句话说,拖延症是每个人面对学习事的必然态度。在实体课堂中,老师和同学能够在某种程度上抑制拖延症。虽然优秀的MOOCs也采取了种种类似于实体课堂的凝聚措施,但是毕竟学生的学习还是单人在网上完成的。再加上网络化的学习往往是在业余时间完成的,在开始的兴奋过去后、遇到困难时、其他工作和学习繁忙时,拖延症就会发作。这是MOOCs课程完成率和通过率不高的重要原因。

说了半天MOOCs不是什么,那么MOOCs是什么呢?前面说过,MOOCs的突然繁荣有3个前提:学生渴望获得优质教育资源,技术和平台能够提供支持,教师愿意提供知识。正如一个孩子生下来以后,其生长轨迹就不完全由父母决定一样,MOOCs诞生之后,它越来越像一个“复合体”,它身上附加了很多东西。

MOOCs体现了各种学习理论:从行为主义的简单模仿(简单例题),到认知主义的系统化学习(推导、练习、知识点路线图),再到建构主义的相互作用(讨论区、Wiki),在MOOCs中似乎都能够承载。

MOOCs体现了各种目的:从知识学习,到高校招生,到企业招聘和培训,似乎都能够依托MOOCs平台和课程来(部分)实现。

MOOCs可以有多种实现形式:从高校体制内课程学习,到体制外各种培训(比如英语、计算机等)到中小学基础教育,似乎都有望利用MOOCs平台和课程来达成。

从这些驳斥、介绍和讨论中可以看出,MOOCs体现了如下的“四化”:

教师精英化。平台有限,名校名师。这两大特点就决定了MOOCs在知识提供方的精英化基因。

受众多元化。清华大学电路原理课程在EDX平台首次授课的11 600余名学生来自全世界150多个国家和地区,学生年龄分布从十几岁到六十几岁,受教育程度从小学到博士。这就决定了受众的多元化。

平台集成化。MOOCs平台势必能够集成化提供学生知识学习的全过程,实现知识获取、练习自动判别、社区化交流,甚至系列化课程学习和学分、学位等功能。

知识碎片化。为适应网络化学习的认知规律,知识点必须进行碎片化。这一点在前面的分合之道已经讨论过了。

在结束本文之前,我想提一个小小的建议。目前关于MOOCs的各种讨论甚嚣尘上,正面和负面的声音都不小。在我讲授的电路原理(1)EDX平台开课之初,有一个外国学生在讨论区提问:“请问这门课程体现了东方的教育理念吗?”他说:“我的朋友告诉我,东方人的课程都超难,因为他们的高中基础都太好了,所以大学中不怎么讲过程。请问您这门课程也是这样吗?”我的回答是:“中国有一句老话:要想知道梨子的味道,你需要自己来尝一尝。”这个学生很满意这个回答。他顺利完成了第1部分的学习,目前正在学习第2部分。我的建议是:要想表扬或者批评MOOCs,请先根据您的兴趣选修1门真正具有MOOCs精神的课程。

注:本文部分内容刊载于《光明日报》2014年4月29日第3版。

按需施学 因材施教——从一名学生(助教)的角度看MOOC

电机系博士研究生 马山刚

2012年,一种叫MOOC(Massive Open Online Courses)的网络教学模式在全球迅速兴起。即使有批评者认为这只不过是金融危机后华尔街搞出来的新泡沫,MOOC却在以极快的速度源源不断地吸引着资金和眼球,一批全球最好的学校陆续开展了对这一教学模式的探索。中国高校对这一潮流也迅速做出了反应,2013年,清华大学《电路原理》等四门课程成功首批上线,面向全球开放。

我有幸以《电路原理》课程助教的身份参与了其网络课程的前期准备和上线全过程,目睹了课程组老师们对其付出的辛勤劳动,特别是在知识点分解、大众化与个性化教育有效统一等方面的点滴用心。然而,这样优质的教学资源和先进的信息技术为支撑的MOOC对于广大学生(学习者)意味着什么呢?一、MOOC只是一种知识传播模式

MOOC是现代信息技术快速发展的产物,随着现代知识的快速更新和多样化,我们获得知识的途径越来越多,而不仅仅是课堂上老师讲授和书本里学习到的,网络成为传播信息的最有效途径之一。MOOC与以往的网络教学的本质区别在于它在技术上尽可能地做到使在线学习的学生有真实课堂的感觉,让他们感觉不是在看视频,而是仿佛置身于生动的课堂之中,从这个意义上,我们可以把MOOC看成是网络教学的“升级版”。既然MOOC只是一种知识传播模式,作为学习者,获取知识和信息可以是传统课堂,也可以是MOOC。MOOC和传统课堂教学是融合的,是传统教学的扩展和补充,至少从目前看来,MOOC的兴起绝不意味着传统课堂的没落。清华大学在2013年秋季和2014年春季面向全球分别在EDX平台上开设了电路原理(一)和电路原理(二)MOOC,使优质教学资源得以全球共享。而对于校内学生,则仍以传统的课堂教学方式为主授课。二、冲破大学围墙,知识索取面向全球化

众所周知,由于制度、历史等原因,国内各地区之间教育资源严重不均衡,教育公平问题一直备受关注。国际上,东、西方教育质量也存在着明显差距,出国留学已成为越来越多学子梦寐以求的夙愿。在来清华大学攻读博士之前,我曾有一段在青海大学七年的任教经历,我深感教育资源的不均衡和教育质量的差别对于一个受教育者意味着什么。有幸的是,MOOC通过共享知名高校的课程,使优质教育资源低成本地传遍全国和全球的各个角落,使每个人都有接受优质高等教育的机会和途径。它打破了大学的围墙,使边疆学子可以享受名校的资源;同时也冲破了国界,在国内也可以享受留学的待遇。在EDX平台上不仅有清华大学的电路原理课程,而且还有MIT等国外著名大学的相同课程供我们学习。当然,我们也可以通过MOOC随时随地、很方便地去学习我们所感兴趣的各学科、各门类的科学知识。在如今这样一个提倡终身学习的大环境下,MOOC的兴起,势必对我们走向工作岗位后的职业教育及综合素质的提升会起到举足轻重的作用。三、MOOC“碎片式”的教学理念符合现代学习者的需求

MOOC要求每门课程的内容被精心分解为若干知识点,以“短视频(一般10分钟左右)结合交互式练习”的形式讲解每个知识点。这一“碎片式”的教学理念,不仅有利于学生记忆与理解,而且更重要的是符合现代学习者的求知特征。“碎片式”的教学理念,使得各知识点相对独立而又相互逻辑关联,使我们对学习节奏具有良好的控制权和主动性,而非胡子眉毛一把抓,容易造成逻辑混乱而知识点不突出。当我们对某方面的知识感兴趣或者科研工作遇到其他学科相关问题时,“碎片式”的教学资源可以有效利用我们的零散时间,在任何时间、任何地点,按自己的需求和节奏进行个性化的学习。而且,MOOC所提供的虚拟学习社区,使我们在遇到难题或不解时,随时随地的和来自全球的老师和同学们交流,提高学习兴趣,扩充知识储备。四、有效实施课堂与MOOC相结合的混合式学习

MOOC对学习效果测评技术的应用,可以全面跟踪学生的学习行为和学习过程,从而掌握学生的特点和学习效果。如果在课堂授课前,老师就已经了解学生的学习状况和特点,那么这样的教学就一定更有针对性,教学质量也会更明显。实际上,早在2013年上半年清华大学还未发布MOOC课程,我在做《电路原理》课程改革教学班助教时,就对采用学生课前自主学习基础内容,课堂师生间互动讨论,课后辅以虚拟实验加强知识点的教学方式有了较深的印象,深感此举很有大胆创新改革意识。MOOC的兴起恰恰迎合了这样的教学改革思路,有了MOOC的海量资源和灵活性,学生的课前自学就会更有主动性和个性化;有了MOOC的全方位学习效果反馈,课堂的互动讨论也会更有针对性,提高教与学的质量和效率。

MOOC正在改变着学习模式,也在改变着大学理念,然而这还只是个开始,真正要做到有如“真实课堂”的效果,还需要很长的路要走,这就要求在MOOC技术平台的建设过程中,有很多新技术和不少前沿问题值得教育者们深入研究。无论对于在校生还是终身受教育者,MOOC将为我们开启崭新的时代,它将远在大洋彼岸的优质课程资源与我们拉近了空间距离,让我们随时随地、有选择地学习;同时它为我们提供了与全球名师、学者之间交流的平台,不仅学习了知识,也开拓了视野;它还通过全程跟踪我们的学习行为和学习过程,分析学习者的个例特点和学习效果,使我们更清晰地认识自己和有针对性的前行。但我们要明白,MOOC作为一种获取知识的现代化途径,至少目前,它的有效性只有与传统课堂教学相结合才能更充分地发挥。

培训教学能力 践行育人使命

航天航空学院 李俊峰

教学既是科学,又是技术,也是艺术!洞察教学的科学规律,需要长期潜心钻研;掌握教学技术,需要长期经验积累;艺术创作需要激情,对教学充满激情的教师在不知不觉中投入大量精力。因此,作好教学工作,一定需要教师长期不懈地、全身心地投入。保证投入足够的精力只是做好教学工作的必要条件,还需要认真处理好以下几个关键问题。

一、教师个人要处理好教学与科研的关系,教学科研相长。教师从事科研工作,是提高教学质量的基础,是不断充实更新教学内容的源泉。现在学生对教师的要求越来越高,希望听到的是老师对课程的真知灼见。优秀教师传授的是课程的精华和进一步钻研、拓展知识的能力,优秀学生追求的是对课程的融会贯通、灵活运用,甚至探索创新。亲身从事科研实践才会在教学中自然地流露自己的研究心得,讲课更加得心应手。教学经历对青年教师提高科研能力具有正反馈的作用。讲课训练了教师逻辑严谨、重点突出的科学思维能力,使其在科研中善于理清思路、抓住关键。备课训练了教师深入剖析复杂问题,把复杂问题转化为简单问题之有机组合的能力,使其在科研中善于突破难关。教学训练了教师的表达能力,使其在学术交流和撰写论文时受益匪浅。

二、对于量大面广的大学基础课程,教学队伍的稳定与提高是保证高水平教学的关键。研究型大学要求教师教学与科研并重,教学团队中已经没有专职教学的成员,教师们同时承担基础课、专业课和科研工作。航天航空学院基础力学教学团队的做法是,以学科建设为依托,通过“教学与科研结合、基础与专业结合、相对固定与流动结合”的机制,形成了以教授和博士生导师为主体的教学团队,长期坚持在本科教学第一线,教学在高水平上持续发展。有了这支学术水平高又乐于在教学上投入大量精力的教师队伍,就可能攻克课程内容的沿承与更新、课程体系的稳定与改革等难题,将更多的科研成果、教学研究成果付诸实践,转化为教学优势,取得更多的教学成果,最终让广大的大学生受益。

三、处理好教书和育人的关系。教书育人是一个整体,教书的目的是育人,育人寓于教书之中。教师品德和学识修养随时随地会流露给学生,不知不觉中影响学生的成长。课堂上不仅要传授专业知识,还可以与学生们分享关于个人成长、社会责任与义务等方面的思考和心得。我们的大学生都是有天赋的,但不是所有学生的天赋都是全方位的,应该是每个人都有自己的天赋“特长指向”,比如有人适合做学术研究,有人擅长理论的综合应用,有人适合将来领导团队攻关,有人适合做业务尖子,等等。因此学生们可以在完成各项基本要求的前提下,认真思考和摸索,发现自己的天赋指向,充分发展自己在这些方向上的潜力。这样,不是仅有成绩前几名可以成才,也不是只有当学生干部的可以成才,而是所有学生都能成才,即人人成才,也是多样化成才。当然,大学生们也要给教师帮助他们成才的机会,他们不仅可以在课堂上与老师交流,还可以在任何方便的时候用他们喜欢的方式与教师交流。教师愿意做他们成长的引路人和拉拉队员,分享他们成长的酸甜苦辣。在与学生们交流学习钱学森精神的体会时,我们发现,钱学森的突出特点是科学精神和爱国情怀。科学精神是人们在长期的科学实践活动中形成的共同信念、价值标准和行为规范的总称。具体体现为以下一些特征:理性、实证、实践、继承、创新、开放、民主、协作等。科学精神需要长期训练获得,我们需要思考如何开展有效的训练。继承丰富的科学遗产,在课程教学中可以集中体现,也是课程的主要内容。理性思维对科技活动是很重要的,理性思考和推演的过程很重要,学生能感受到知识所承载的科学思想,逐步深入理解。最终学生可以自然地、习惯地运用这些科学思想和思维方法。

四、教师教学能力的培训与提升。现在的大学教师,特别是青年教师,他们的学术水平都很好,科研能力也很强。他们的主要困难是时间和精力不足,因为他们必需在教学、科研、管理、生活等几个维度上同时“爬陡坡”。无论怎么激励他们增加对教学的投入,时间精力的上限都无法突破。提高效率是唯一出路!一般来说,青年教师在科研上已经不是“新手”,可能还有“师傅”指路,甚至有“陪练”。然而在教学方面,青年教师主要以自学为主,时间成本太高,效率较低。大学专业课的新教师,在各个大学也都有岗前培训,可能主要是关于师德师风等培训,还有教育理论与技术培训,但是这还远远不够。还应该设法针对具体课程给出相应的指导。我们可以针对青年教师的困难,像教学生一样,有理论、方法,也有例题、互动、答疑,最好也能有“导师”。

航天航空学院近几年在这方面做了一些尝试:每半年举办一次为期两天的教学研讨会,请国家级教学名师进行教学示范(相当于教师给学生讲例题),再安排青年教师讲30分钟课程,请相关专业的教学名师和资深教授点评30分钟,为青年教师提出具体建议(相当于批改作业和答疑)。教学名师和资深教授们也花很多时间精心准备点评,他们事先要看青年教师的教案和讲稿(PPT课件),有的老教授还针对事先看出来的问题专门制作了简易教具。参加研讨会的本校中青年教师和来旁听观摩的兄弟高校老师们都大呼“过瘾”,感到收获特别大。这样的教学研讨会,教师参会的积极性非常高,取得了很好的效果。还有些课程,如理论力学,要求新上岗教师观摩和参与老教师授课和答疑的全过程。如果上课时间冲突,就为新上岗的青年教师聘请“导师”一对一指导。结对子的“师徒”在每次上课之前、之后都有1~2小时的讨论。这些办法,将学校的教学名师、精品课以及优良教风等优势资源用于支撑青年教师培训,让青年教师受益,最终让学生受益。最近,清华航院推广了理论力学课程的这个经验,专门聘请了8名科研和教学水平都优秀的退休教师,担任学院中青年教师的“导师”,一对一地帮助在岗教师提高教学能力。至今航天航空学院已开展7次教学研讨会,在培样青年教师教学能力上取得了显著成绩,无论是学生评教、老教师听课,还是青年教师自己的感受,都可以体现出这种进步。

五、培训激发教师的育人志趣,教学激发学生的学术志趣,形成良性循环,师生相互补充正能量。我们一直强调,教师的责任和义务,也教导学生认识到作为学生的责任和义务。这当然是完全正确的,这是教育教学发展的推动力和主要牵引力。当然,我们还可以从另外一个角度看问题,另外增加一种牵引力,这就是教师和学生自己的志趣。

我们这里主要谈教师的育人志趣。绝大部分教师应该都是喜欢当老师的,也有一些“好为人师”。学校和院系在决定聘任教师之前,也应该确认了其人品和学识是适合当教师的,符合“好人为师”的标准。其实,“好为人师”和“好人为师”只是教师成长历程的初始阶段。必须通过教师不懈的努力和单位不断培养,教师才能达到高级阶段,即“为人好师”和“为人师好”。“为人好师”是指教师的人品、学识和教学能力得到学生、同行教师的一致好评,是公认的“好师”。若要尽快达到这个程度,除了教师自己努力,持续而恰当的培训是必须的。在这个努力提升自己的重要阶段,教师的志向是长周期的驱动力,而教研的兴趣和在教学实践中体会到的乐趣是时时刻刻激励教师的短周期驱动力。在兴趣和志向共同驱动之下,教师经过长时间不懈钻研和实践,最终达到最高境界,经常体会到当教师的乐趣,把教书育人当作高品质的“享受”,这就是“为人师,好!”就像优秀的教师可以引导学生体验学术的乐趣,并在教学中潜移默化地巩固学生的学术志向,经验丰富的老教师(教师名师)也可以引导青年教师体验教育的乐趣,并在教学培训、交流、研讨中强化和提高青年教师的育人志向。在当前高等教育综合改革中,建议学校和院系研究如何建立一系列合适的管理机制,让老教师、青年教师、学生三者相互激励,相互补充“正能量”,形成良性循环。经过多年不懈努力,就可以逐步形成稳定的优秀教师群体,他们有强烈的育人责任感、使命感,以教书育人为志趣,最终形成教职员以育人为责、以育人为乐的校园文化、院系文化。如果这样的文化环境得以建立,提高教育质量就水到渠成了。

胡锦涛在清华百年校庆大会上的讲话指出:“全面提高高等教育质量,必须大力提升人才培养水平”,“教育大计,教师为本。”他希望教师“切实肩负起立德树人、教书育人的光荣职责,以高尚师德、人格魅力、学识风范教育感染学生,做学生健康成长的指导者和引路人。”这高度概括了国家对高等学校,对我们高校教师的期望和要求。我们必须不断思考如何培训教师教学能力,提高教学质量,践行育人使命。在中国共产党第十八届中央政治局常委与中外记者见面会上,习近平总书记说:“我们的人民热爱生活,期盼有更好的教育……人民对美好生活的向往,就是我们的奋斗目标。”办好教育,是人民的殷切期盼,也是我们党和政府的中心工作。十八大报告提出:“努力办好人民满意的教育。教育是民族振兴和社会进步的基石。要坚持教育优先发展,全面贯彻党的教育方针,坚持教育为社会主义现代化建设服务、为人民服务,把立德树人作为教育的根本任务,培养德智体美全面发展的社会主义建设者和接班人。全面实施素质教育,深化教育领域综合改革,着力提高教育质量……加强教师队伍建设,提高师德水平和业务能力,增强教师教书育人的荣誉感和责任感。”大学教育为大多数人的一生奠定了发展基础,确立了发展方向,建立了价值观和世界观。从国家民族的角度看,教育是百年大计,关系到国家民族的未来与希望。大学教育担负着为国家培养高层次专业人才的使命。

教师应该深刻理解未来国家发展对人才培养的要求,增强教书育人的责任感、使命感。学校和院系应该制定合适的管理机制、积极开展教师培训,激发教师的育人志趣,提升教师的教学能力,不断提高教育教学质量,使教师“爱教”、学生“乐学”的成为优秀校园文化的主流,广大师生将个人发展与成才目标汇入清华的世界一流大学建设目标、国家发展目标,协同一致,在为现实中国的梦、清华梦做更多更大贡献的过程中实现个人的梦想。

钱学森班代数教学初探

数学科学系 张贺春摘 要:本文基于笔者近几年在钱学森班的教学,对于高等代数与几何这门重要的基础课的教学内容和教学方式以及一些辅助性的措施作了尝试性的探索。

学生是国家的未来,是创新与发展的生力军。建设世界一流大学,拥有优秀的学生是重要的组成部分。力学系从2009年开始从优秀的本科生中选拔具有一定潜力的学生,组织开设了“钱学森力学班”,旨在积极引导和帮助学生从被动学习模式转化成独立自主的、开放的、积极思考与实践相结合的自主型学习模式,希望逐步把“钱学森班”(以下简称“钱班”)建设成为“为学校和国家不断培养出创新人才”的教育平台。

自2011年起,我开始担任钱学森班的高等代数课程的教学任务。几年来,在向学生教授知识的同时,我也在不断地思考和总结,并从中有所启发和获益。根据“钱班”的理念和要求以及小班上课的特点,我设计了相应的课程内容和教学模式,做出了相应的课程规划。我选择了与数学系相同的教材:高等代数学(姚慕生、吴泉水编写,复旦大学出版社出版),但在教学内容的取舍和教学方式,以及考核方式上作了一些调整。在教学内容上,我舍弃了最小二乘法、特征值的估计这些学生可以在其他课程学到的知识。简化了结式与判别式、Cauchy-Binet公式和正规变换等内容。强化度量空间理论,我从双线性型开始讲授度量空间,强调正交群和辛群在度量空间中的作用。在教学方式方面,重视讨论在教学中的作用,充分发挥学生的主观能动性,鼓励学生进行主动学习;定期开设讨论班,给好学生加码,让他们有充分表现自己的机会,提高学生的自学能力与对数学的品味。在考核方面,采用多样化的考核方式,除了作业和笔试等传统方式外,还要求学生撰写阶段性报告,并在春季学期中安排一次面试。平时还会给学生提供一些开放性的问题让学生尝试作一点研究性的工作。根据学生在课上和讨论班上的表现,我采用给学生加分等方式来鼓励和吸引学生参与这些活动。目前我还在与钱班的负责老师探讨以某种形式通过加学分鼓励表现异常出色的学生。

通过本课程的教学,我认为应该使学生能够全面系统地掌握线性代数的基本知识,让学生能够深刻领会处理代数问题的思想方法,使学生的抽象思维能力、逻辑推理能力、计算能力能够得到很好的培养和提高。为了实现这个目的,必须在教学中,既要突出重点,抓住关键,解决好难点;又要善于透过知识的表面,深入揭示代数的本质思想方法。

在教学中,我的指导思想是:

1.围绕教学目标这一中心,激发学生的数学学习热情;

2.采用有效手段强调学生参与意识,推进学生的数学思维活动;

3.加强师生间和学生间的合作交往,形成和谐融洽的氛围;

4.要求学生不断强化巩固所学的知识,提高学习效率,而教师的职责是使学生及时克服困难,巩固知识,使之顺利进行学习。

在教学中,我强调了以下几个方面:1.变换与标准形

这是线性代数中的一种重要的思想方法,例如:把行列式化为上(下)三角形行列式来求值;把线性方程组变为阶梯形来求解;矩阵在初等变换下的相抵标准型;方阵的相似标准型、相合标准型;二次型的标准形和规范形等,无不体现出了变换和标准形的基本思想。在教学中,要求学生不能仅仅把这些看作是一些孤立的代数结论,要有意识地揭示代数中这种处理问题的独特方法。2.变与不变

变与不变是两个既对立又统一的概念,这一点在代数中有充分的体现。例如:在一些变换下行列式的值不变;在初等变换下矩阵的秩不变;方程组在初等变换下解不改变;实二次型在可逆线性替换下惯性指数不变;二次曲面在正交线性替换下形状保持不变等,在教学中,着重强调它们的变与不变的对立统一的体现。3.问题互相转化

在线性代数中,许多本质相同的问题都有不同的表达形式。例如:线性变换与矩阵、向量组的线性相关性与线性方程组相容性、二次型与对称矩阵等方面的问题,往往都可以互相转化。让学生了解这些思想,不仅能加深理解,而且可以学的更加灵活,对知识的运用更加自如。4.抽象与具体

在线性代数中,通过学习向量、空间和变换等内容,可以充分训练学生的抽象思维能力。同时,在教学中也要充分强调代数中处理抽象内容的一个很重要的思想方法:把抽象化为具体。例如,一般线性空间中的许多抽象问题,可以通过引入基和坐标的方式,化为具体的向量空间中的问题,这样不仅容易理解,而且容易解决。因此我要求学生在掌握一个抽象的概念的同时,后面要有几个重要的有代表性的例子作为支撑。5.有限与无限

一个齐次线性方程组可以有无穷多个解向量,但是都可以用基础解系中的有限个向量来表示;一个向量空间可以有无穷多个向量,但是,如果它是有限维的,那么任何一个向量一定可以由含有有限个向量的一组基唯一表示出来;一个方阵A能与所有矩阵可交换当且仅当它能和有限个特殊的矩阵可交换。通过具体的讲解和举例,向学生传授了把无限问题转化为有限问题来处理的思想方法。

根据“钱班”的特点,我在教学方法和组织教学中采用了一些新的形式,几年来,从中总结了一些经验,收获了一些感想。一、强调讨论在学生学习中的作用

我们的讨论分为课上讨论和课后讨论班,所讨论的内容与当时的教学内容密切相关。我们通常在秋季学期末和春季学期初开设讨论班,通过师生互动的方式,积极引导和培养学生正确的学习数学方法,开拓学生思维。通常要求学生分组学习所要报告的内容,然后每组推选一人在讨论班上报告。

最近几期讨论班选择的报告的材料为:

a.Jacobson,N.,Baisc Algebra I 第三章,Modules over principal ideal domain。学生从中可以得到相似标准型理论和Abel群的结构定理,学会从更高的观点来看这两个粗看起来不相关的理论。

b.在讲度量空间时,让学生讨论反对称整数矩阵的典范型和拟多项式理论。

课堂讨论能有效地促进学生思维的发展,共同进步。曾有一位哲学家说过:你有一个苹果,我也有一个苹果,我们彼此交换,每人仍然只有一个苹果;而若是交换思想的话,每人就会有两个思想。由此可以看出,通过讨论可以使学生更有效地获取信息和新的想法,再经过分析、转化、吸收,得到新的认识。学生通过讨论可以达到优势互补,共同提高的目的。所以,在课堂教学中采取讨论的方式让学生主动参与学习是非常有必要的。教学实践也证明合理、有效地运用讨论不仅能提高课堂教学质量,更能培养学生的创新精神,促进思维的发展。比如在讲完第一章行列式后,我组织学生讨论了各种典型的行列式的计算方法和技巧并由此引出初等变换的概念。有学生还主动查阅了一些资料,拓展了我们的讨论并写了总结。在学完线性方程组的理论后,我组织学生讨论矩阵的秩与线性方程组理论,探究秩的各种等价的定义和线性方程组理论在线性代数中的支配地位。我们还讨论过线性映射与矩阵,有理数域上的不可约多项式等。

我想较为详细地谈谈在学习矩阵运算时我们对第三种初等变换与特殊线性群以及矩阵代数的生成元的讨论。矩阵运算是线性代数中最基本的代数运算,而初等变换是线性代数最重要的技术。通过证明行列式为一的矩阵可以写成第三种初等矩阵的乘积使学生大大地提高了运用初等变换的能力。另一个问题是:最少用几个矩阵,通过矩阵运算可以得到所有的矩阵(即矩阵代数的生成元问题)。学生发现答案是两个矩阵后均大为兴奋,更令人欣喜的是有个学生进一步提出了所

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