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1、让学生鲜活起来 转变观念、提升理念、探寻方法,陆国栋 浙江大学本科生院 教学研究处 2012. 10. 23，西南财大,提 纲,1. 考生与学生的区别 2. 中外教育比较分析 3. 教学改革基本关系 4. 大学课堂若干模式 5. 大学教学根本任务 6. 教学改革基本路径 7. 关于思维拓展 8. 教学管理推进教学改革,2,0.自我简介,陆国栋，1963年出生，1979年考入浙江大学，1983年留校任教，1999年晋升教授，2000年获理学博士学位，2001年批准为博士生导师。 2001、2005、2009年分获国家教学成果二、一、二等奖。 2003年获评首批国家级精品课程。 2006年获国家级
2、教学名师奖。 2007年获评首批国家级教学团队。 2007年承担国家级人才培养模式创新实验区项目。 2011年获评国家级精品教材 2012年获评国家级十二五规划教材,3,0。自我简介,承担国家自然科学基金、863高技术计划 、国家科技支撑计划项目（宁波海天）、博士点基金等项目 获得省部级科技进步一等奖多项 浙江大学求是特聘教授 浙江大学本科生院副院长、教研处处长、竺可桢学院副院长、机械系工程及计算机图学研究所副所长。 1983年获得化工机械专业 工学学士学位 1990年获得机械学CAD方向 工学硕士学位 2000年获得应用数学CG方向 理学博士学位,我之研究,CAD：机械服装鞋楦玩具 国家基金
3、 863项目 柔性复杂产品 机械：注塑机数控车床打标机茶叶机械 国家科技支撑 省重大 省经贸 中小企业创新基金 CG：裁剪、图形元素生成、元素间关系算法 20多篇论文，SCI/EI/ISTP 电子政务：民政救助帮扶系统、综合业务系统 省重大 系统应用,1.“考生”与“学生”的区别,中国的教育注重培养学生“解决问题”的能力吗？,“常态结构问题”顾名思义，问题的构成是有规可循的，可以找到答案的，答案如果不是唯一的，也是有对错之分的。,“非常态结构问题”问题的构成是无规可循的，有无答案是不确定的，即使有答案也不一定是唯一的。答案可能有多种，也可能没有对错之分。,1.“考生”与“学生”的区别,中国的教
4、育强调“传道、授业、解惑”，够了吗？,大人为孩子“发现问题”，然后交给孩子去解决。,所谓的“问题”都是已知世界的问题，所以通过这种教育方式培养的只是孩子解答已知世界问题的能力。,老师给的“问题”再高深，再玄妙，都比不上学生自由地“启疑”。,1.“考生”与“学生”的区别,“考生”与“学生”有什么区别？,应试教育培养的是“考生”，是把有问题的“考生”教得没有问题了；,素质教育培养的是“学生”，是把没有问题的“学生”教得有问题以产生新的问题为“会学”的开始。,老师给的“问题”再高深，再玄妙，都比不上学生自由地“启疑”。,发现问题比解决问题更重要,爱因斯坦曾说过：“发现问题常常比解决问题更具有实质意义
5、，因为解决问题不过是数学或实验的技巧罢了。” 具备了“会学”的能力，产生的问题越多，就越能激发学生的探索精神以及解决问题的主观能动性。 不有所“发现”，就无从“解决”；“发现问题”在先，“解决问题”在后； 在“解决问题”的过程中再“发现问题”如此不断循环。以产生问题为目的，就定下了不断学习、不断进步的基调。,我发现中国大学教育三个基本问题,中国的大学教学与中学区别不大 纵向维度 中国的大学间教学模式区别太小 自我维度 中国的大学教学与国外差别太大 横向维度,2. 中外教育比较分析,课堂学习 研究应用 参考学分 学制 高中 * 三年 本科 * * 160 四年 硕士 * * 32 二年半 博士
6、* * 16 三年 博士后 * 0 两年,输入：学习 被动学习、消极学习、应付性学习 主动学习、积极学习、创造性学习、研究性学习 （自主性、高效性、研究性、国际化） 新生研讨课 输出：应用 竞赛，投入与回报 科研训练,12,2. 中外教育比较分析,教育阶段小学学一点 不会 乱 中学多学一点 不能 苦 大学认真学 不愿 迷 学科范畴理工农医、人文社科 课程范畴师生互动、研讨、讨论、辩论 教师灌输、3G,2. 中外教育比较分析,学生方面兴趣使然，主动学习 分数使然，限于课内 教师方面教学天职，尽心尽责 心有旁骛，投入不足 理想与目标 效益与效率 觉醒、觉悟、醒悟、感悟,教育阶段三个转变？,知识、素
7、质、能力并重 小学：“听话”课堂转变为素质课堂 中学：“分数”课堂转变为知识课堂 大学：“知识”课堂转变为能力课堂 大学有向分数课堂嬗变的趋势？,教育体系三种模式？,欧美模式 兴趣驱动 日韩模式 压力驱动 中国模式 功利驱动,国民精神三种体系？,欧美体系 契约精神 日韩体系 君臣精神 中国体系 家族精神（尤其是父母对子女约束太多）,问题源头？,面子观念过重，浙江一考生，中国家长 评价指标单一，何为成功？7015?,GDP关注民生,举国金牌关注健康,举国分数关注成长,北清情结、牛剑情怀、哈耶情愫（虎妈，狼爸）,3.教学改革基本关系,学校提供教与学环境 所有学生都是好学生（以竺可桢学院选拔为例）
8、教师引导学生学习（让学生“活”过来） 学生主动积极学习（学生想“活”过来）,19,3.教学改革基本关系,（1）教与学-教学观念改革上的基本关系 教师与学生 教书与学习 学校组织教与学生选择学 学分制：选专业、选课程、选进程,20,3.教学改革基本关系,（2）统一性与多样性-培养模式改革上的基本关系 培养目标（教育目标的重要组成部分） 课程设置和教学内容 全面发展与个性发展的关系 通识教育与专业教育,21,3.教学改革基本关系,（3）传授知识与培养能力-教学方法改革上的基本关系 理论教学与实践训练 课堂教学与环境营造 开展教学改革就是要处理好方方面面的关系,22,新生研讨课,浙江大学2005年开
9、始开设 一个学分，6次课程，每次3课时 小班开课 考试模式灵活,23,基于图形媒介的学习互动,（1）关于学习角色与方法的转变 （2）计算机图形学之裁剪算法（各1/4学生交流） （3）CAD&CG技术及其发展 （各1/4学生交流） （4）尺寸标注技术研究 （各1/4学生交流） （5）工程图样分析与论文写作 （各1/4学生交流） （6）学生体会交流,24,强化通识核心课程,转变模式： 大班上课，小班研讨，课外跟进 表达能力（每人15分钟以上/20人，100），思考模式 改变评价： 教师：不参加传统学评教 改变评分： 正态分布，期末不超一半 培养目标： 单设模块，引导成人，培养人格，激发思维，提升素
10、质,强化通识核心课程,不许弃考？改变计点？ 利用资源 降低功利 师生互动、课内外互通、过程结果互融 打破系统，讨论为中心，教学相长，师生受益 激励机制 条件提供，博士生，津贴 配备设备 手段倒逼,强化通识核心课程,浙大特色，中国情结 国际视野，历史眼光 志存高远，脚踏实地 敬畏之心，批判精神 从“水”课到“金”课 从“死”课到“活”课 从“木”人到“思”人,（1）教师投入精力不足 教室里、黑板边、实验室 飞机上、餐桌边、会议室 各方考核压力太大 功利社会诱惑太大,（2）学生学习兴趣不高 小学、中学学习太过辛苦 大学学习与中学缺乏本质区别 应试教育、唯课堂是从、唯分数是从、唯积点是从,（3）教育
11、部政策引导不够 对高校评价指标体系有待改变：农业？ 教学难以衡量：长期、隐性、无明确指向 科研易于量化：直接名利，滚下山的石头,4.大学课堂若干模式,教学方法与教学手段 一桶水？一碗水？ 一汪清泉更高的境界？（研究型） 科研转化为教学,31,4.大学课堂若干模式,课堂授课的三种模式 教材使用的三种境界 教学是立足之本，科研是发展之源,32,4.大学课堂基本模式,读课照本宣科、照屏宣科，PPT 讲课面向学生的一般形式 说课面向教师的一种形式 演课视频公开课模式,33,4.大学课堂若干模式,教材非常重要，不可或缺。 用好教材 基本共识 用好教材 问题关键，课程体系，教学内容 用活教材 更高境界,3
12、4,5.大学课堂根本任务,引导学生思考问题 引导学生分析问题 引导学生主动学习,35,（1）引导学生思考问题,点Pixel，真实感图像，动画，虚拟现实 线与矩形Clipping，SCI/EI 面成型快速成型 线成型 织可穿 点成型3D打印：革命性制造技术 O维、一维、二维、三维、多维分数维 连接 C：？,（2）引导学生分析问题,分析问题解决问题是基本科学思维方法 比分析问题解决问题更高的境界是什么？ 如何描述分析问题解决问题方法？,（2）引导学生分析问题,提出问题 发现问题 分而治之，各个击破 分类方法 将问题分成相互并行的几个方面 纵向 分层方法 将问题分成上下层次的几个方面 横向 分解方法
13、 将问题分成相互关联的几个方面 点状 分步方法 与分解类似，但更多地体现在时间过程中 合成方法 与分解相对应，分解的逆过程 概括方法 对一个问题的高度浓缩的描述，如摘要 如对一篇论文外在之分析，题目/章/节/小节 题目/摘要/关键词,分析解决问题基本方法分步,计算机应用经历了三个阶段（分步方式）： 多人一机 批处理阶段 一人一机 个人机阶段 一人多机 互联网阶段 物联网阶段（新专业？） 泛联网阶段 无人N机？,分析归纳基本方法分步,输入方式见证了计算机应用的发展： 维输入：纸带、卡片（离线输入） 一维输入：键盘 二维输入：鼠标、扫描仪 三维输入：三维鼠标、数据手套、头盔 多维输入：声音、图象（
14、指纹、条码）,分析归纳基本方法分步,操作系统的发展极大地方便了应用： 字符型DOS（Disk Operation System） 图符型Windows 计算机应用的三要素： 硬件、软件、人才,分析归纳基本方法分析,分析方法，以装配为例 装配或许可以看作是连接。 连接可以分为哪两类？ 最常见的连接方式有哪些？ 举几个最简单的装配体（连接体）。,（3） 引导学生主动学习,考试切入 作业切入,教学方法改革与考试方法,改革思路 规范面上考试模式 深化点上考试模式 变革时间 2小时 2天 2周 2个月直至整个学习过程,教学方法改革与考试方法,规范面上考试模式 国家级试题库 统一考试 统一阅卷,教学方法改
15、革与考试方法,# 推进点上考试方式改革 一定比例学生免期末笔试（20以下） 免考不考，变被动考为主动学习、巩固、深化 写一篇具有实质性内容的读书报告并口头答辩； “自主命题、自我测试、自行评价”三自模式 自拟一份试卷，给出标准答案，说明出题依据，与体会并口述； 给出一个部件的设计绘图过程并口头答辩； 单个学生面试。,教学方法改革与考试方法,# 关于“自主命题、自我测试、自行评价”的考核模式，学生反映很好。 竺可桢学院郭青（3013001124）同学写道： “第一次，用出卷这样的形式来检验自己是否掌握了一门课程，很新鲜很特别。”,教学方法改革与考试方法, 竺可桢学院罗海燕（3013001126）
16、同学写道： “我觉得出了这份试卷学到了很多东西。首先，我觉得出试卷时的复习和平时的复习是不同的。出试卷的时候，我是带着目的性去看书的，是以一个老师的身份揣摩学生的心理，把一些学生平时容易错，应该掌握的内容加以整理。”,教学方法改革与考试方法, 竺可桢学院秦迟（3013001127）同学写道： “刚听说出试题可以免试或者加分，我觉得出题可以参考很多的资料，应该会比复习方便。但是经过两天的出题，我发现这并不是一个简单的过程，甚至是比看书复习更花精力的事。同时这个过程也让我学到了很多东西。”,教学方法改革与考试方法,# 中国青年报2004年1月14日作了报道 浙大：学生自行命题，考试的脸在悄悄变 #
17、 钱江晚报2004年1月18日作了报道 考试变脸：别太在乎卷面 # 光明日报2005年5月11日作了报道 首开“三自”考试新模式,教学方法改革与作业,# 如何调动学习的主动性、积极性、创造性？ # 教学必须关注过程，设计作业 新三自：“自主设计、自我命题，自我测试” # 三个转变,6.教学改革基本路径,目标： 意在实现3个转变 以教为主（老师满堂灌）向以学为主转变 以课堂为主（过分重课堂）向课内外结合转变 以结果评价为主（过分重分数）向结果过程结合转变,52,朴素认识 让大学课堂与中学真正不同！ 中学学习太过辛苦，大学是天堂？ 激发兴趣，启迪思维，积极互动 参与教育部人才培养模式改革指导意见文
18、件起草,6.教学改革基本路径,研讨引入模式 考试切入模式 硬件介入模式教室、互动平台,54,6.教学改革基本路径,引入信息工具改造课程 组合式 整合式 融合式,55,7.关于思维拓展,思维是人脑对客观现实概括的和间接的反映，它反映的是事物的本质和事物间规律性的联系，包括逻辑思维和形象思维。 思维是在表象、概念的基础上进行分析、综合、判断、推理等认识活动的过程。 思维是人类特有的一种精神活动。,56,7.关于思维拓展,认知加工方式 1分析与综合 2比较 3抽象与概括 4具体化与系统化,57,7.关于思维拓展,(一)根据所要解决的问题的内容：动作思维、形象思维和抽象思维。 (二)根据活动的方向和思
19、维成果的特点：集中 （辐合 ）思维和发散思维。 (三)根据思维的新颖性、独创性：常规思维和创造思维。 (四)根据是否遵循严密的逻辑规律：直觉思维和分析思维。 (五)根据是根据日常生活经验还是科学概念：经验思维和理论思维。 系统、辩证；逻辑、发散；形象、抽象；逆向、反向；灵感 质疑精神，批判性思维,58,举例：关于竺可桢学院学生选拔,思维方式是人们大脑活动的内在程式，它对人们的言行起决定性作用。请写出三对对应的思维模式： 一般认为，中国学生比较缺乏的思维模式是 你觉得，应该如何培养这种思维模式？,请你出一个题目？ 若干人只字未写！,国家相关部门在全国范围内推出重大节假日高速公路对7座以下小型客车
20、免费通行政策，由此产生诸多连锁效应，褒贬不一，你赞成还是反对？请谈谈你对此事的看法。,举例：关于计算机图形学算法的研究型教学,硕士生和本科生四年级课程 “一个实验，一篇报告，一次演讲” 基本图形元素生成算法 基本图形元素处理算法 裁剪算法,举例：关于计算机图形学算法的研究型教学,裁剪算法：最经典的编码算法,矩形与线的关系,二次编码：裁剪窗口编码,多次编码 矩形到圆形窗口：外切正方形编码，旋转外切正方形编码，广义距离编码 窗口到被裁剪元素顶点编码：多边形窗口裁剪线段，以线段为基准对窗口顶点编码（计算机学报） -工作与文章的关系 二维到三维：包围盒编码,论文,1。程 锦，陆国栋，谭建荣：基于直线特
21、性的直线生成集成算法 一级学报中国图象图形学报，2001，6A（4）：392-395 2陆国栋，吴烜晖，彭群生：Higher Efficient Abandonment Line Clipping Algorithm Based on Self-adapting Window Transformation CAD & Graphics2001论文集2001.8 ISTP收录 3陆国栋，吴烜晖：基于变窗口过滤技术的线段裁剪中点分割算法 一级学报计算机辅助设计与图形学学报，2002，14（6）：513-517 EI收录 4陆国栋，吴烜晖，彭群生：An efficient line clipping
22、 algorithm based on adaptive line rejection，Computers & Graphics, 2002, 26(3): 409-415 SCI、EI收录,论文,5李基拓，陆国栋，冯 星：基于单调性与相关边的多边形内外点判断算法 一级学报中国图象图形学报，2002，7A（6）：596-600 6吴春福，陆国栋，张树有：基于拓扑映射的多边形顶点凸凹判别算法 一级学报计算机辅助设计与图形学学报，2002，14（9）：810-814 EI收录 7陆国栋，邢世海，彭群生：基于顶点编码的多边形窗口线裁剪高效算法 一级学报计算机学报，2002，25（9）：987-993
23、 8陆国栋，邢军伟，谭建荣：基于多重编码技术的圆形窗口线裁剪新算法 一级学报计算机辅助设计与图形学学报，2002，14（12）：1133-1137 EI收录,论文,9程锦，陆国栋，谭建荣：一个新的快速圆弧绘制算法 一级学报软件学报，2002，13（12）：2275-2280 EI收录 10温星，陆国栋，李基拓：基于拓扑映射的点集在凸多边形内外判断算法 一级学报中国图象图形学报，2003，8A（4）：468-471 11夏舒杰，陆国栋，谭建荣，基于夹角符号序列的凸多边形直径算法 二级学报计算机工程与应用，2002，38（22）： 12商明清，陆国栋，谭建荣，基于窗口与线段双重几何变换的线段裁剪新
24、算法 二级学报计算机工程与应用录用,论文,13何陈棋，陆国栋，谭建荣，基于编码与分类技术的任意多边形裁剪新算法 二级学报计算机工程与应用，2003，39（21）：56-58，89 14邢军伟，陆国栋，谭建荣，基于继承性的圆形窗口多边形裁剪新算法 一级学报中国图象图形学报，2003，8A(10)：1227-1232 15彭艳颖，陆国栋，李基拓，基于包围盒编码的三维线段裁剪新算法 一级学报计算机辅助设计与图形学学报，2003，14（11）：1369-1374 16马辉，陆国栋，谭建荣，基于顶点与邻边相关性的多边形填充算法 一级学报中国图象图形学报2004,9(11):1336-1341,论文,17
25、温星，金逸峰，陆国栋：基于拓扑映射的背向面去除（判断）新算法 一级学报计算机辅助设计与图形学学报，2005,17(7):1440-1445, EI 收录 18王进，陆国栋，彭群生，吴烜晖，Line clipping against polygonal window algorithm based on the multiple virtual boxes rejecting J Zhejiang Univ SCI 2005 6A(Suppl.I)：100107, EI收录 19. 朱亚臣，谭建荣，陆国栋，冯毅雄，基于连续分区与串联编码的线段裁剪新算法， 一级学报中国图像图形学报，2007，No
26、.4,8.教学管理推进教学改革,规范管理与引导创新有机协调 改变传统质量观：从讲清讲透到互动思考 改变教师打分方式：过分关注结果到更多地引入过程要素 改变学评教方式：注重“教”的评价到关注“学”的评价,69,8.教学管理推进教学改革,通识核心课程、荣誉课程可以申请不参加传统的学评教 举措： 考虑新的学评教模式 原有评价多集中在“教”上： 教学是否认真 教学准备是否充分 教学内容是否充实 表达是否清晰，等等,70,8.教学管理推进教学改革,考虑新的学评教模式 在关注“教”的同时，侧重对“学”的评价： 是否有师生、生生互动？ 能否让学生保持对这门课程的学习兴趣？ 能否激发学生的求知欲？ 能否提高学
27、生分析问题解决问题能力？ 学生课外投入的学习时间大约多少？等等,71,若干思考,如何看待莫言获得诺奖，只读小学五年； 如何看待韩寒，赛车手、作家，高中辍学； 如何看待世界前十巨富，一半大学没有毕业？ 教育的范式陷阱？,72,其他专题,中国从高等教育大国向高等教育强国转变的必经之路？ 中国从举国体制体育向全民健康体育转变的必经之路？ 中国从人力资源大国向人力资源强国转变的必经之路？ 中国从综合国力大国向人均国力强国转变的必经之路？,73,如何激发学习兴趣？ 如何提升思维品质？ 如何养成问题意识？,如何远离“积分”中心？ 从“考生”变“学生” 如何宁静致远上下求索,成长或许 比成才更重要！,祝大家成为社会有用之才！,谢谢！,