老莫

读梁建章委员高等教育改革建议有感II——高校实验课程改革的罪与罚

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这博文本来应该周二更新的,结果要事情太多。同时也为了欢送研三的同学,周三去成都的“密室逃脱”玩了两把,分别挑战了最简单和最难的两个密室……结果发现我们这帮知识分子毫无压力的通关最难的密室,但在最简单的密室那却差点没通关。充分说明我们这帮人不怕玩脑子,却怕拼体力和柔韧性。周四难得成都热了好几天,终于下雨凉快了。最近累得不行,所以在家躺了一整天,这样的日子真是难得啊!

不过不能总是这样,人还是要做自己的工作的嘛。尤其是对于博客还是要笔耕不辍的。之前有一位同为“网络名师”的老师问我:学校有没有催你更新过啊?我说倒是没有。他说学校催他写博客催了好多次了,不知道为什么不催我?我说有两种可能:1、您是知名学者,写出来的博客有看点有影响力,我就一小破讲师,无名无分的没什么噱头;2、我的博客里面经常都会出一些“神反转”,讲着讲着就反手一枪打在我电的软肋上,估计学校有关部门对我这种行为也有点小不爽吧。反正他们从来没有推荐过我的博客,尽管我被评上名师以后把一些敏感的博文都删除了。好了,还是言归正传吧:

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周一下午和我校著名的老专家,微机原理课程组的创始人——古天祥教授“亲切友好”的交谈了很久关于本学期开设的“物联网综合课程设计”相关实验的设计与考评方法(古老师是过来检查我的,我和他聊天更多的是为了让老人家开心然后放过我吧……其实古老师是我非常敬佩的老专家,虽然随着岁月的增加古老师耳朵有些背了,但是他从来不像某些“老专家”一样倚老卖老。上次我参加“骨干教师”答辩的时候,古老师是唯一一位在认真听我讲完对课程全部想法的评委。其他的评委(不论老少)都是一副吊样,要么在一边交头接耳议论怎么这小子也来报骨干,他中间不是好几年都没上这课了嘛。要么就是一副鄙视的态度:年纪轻轻就想来搞教学,大概是科研搞不下去了吧……哎呀,本来是歌颂古老师的,不小心又给了我电一枪,真是不好意思……)。

我谈到现在实验课存在的主要矛盾是时间和场地两大限制,而这两者又是统一的。所谓的时间限制分为学生和老师两个方面,所谓学生方面的实验时间限制是现在很多实验都是要求在一次实验课(3个半到4个小时)内,完成若干实验。这其实就只能把实验设计成验证性的。学生对着实验指导书,看明白了按照实验步骤走下去。在这么紧张的时间内,不可能安排太多创新性的东西,因为一旦创新性多了以后如果学生的程序写出了bug什么的,很难在这么短的时间内调试出来了。所以只能把各种可能性都堵死,编程变成填空。让学生就去填几行关键代码或者配置配置关键参数就行了。这样才能保证大多数学生(不要以为学习成绩好或者动手能力强的学生就一定能完成,有时候遇到了bug该调不出来就调不出来)在规定时间内完成实验。这个过程学生不能说没有得到锻炼,但是到底得到了多少锻炼?就只有,呵呵……呵呵呵……呵呵呵呵呵……老师的时间限制主要在于在现有的实验课内,学生要当堂完成实验而老师要当场检查。每次实验课面对几十个学生和打仗一样。虽然我检查实验的时候一般要求拔掉所有连接线,重启电脑然后重新复现一遍实验过程(这样防止有人浑水摸鱼,直接从其他同学那拷贝已经做好的文件过来,甚至是让别的同学就过来帮他做。)但是在最后一帮人集体要求检查的时候其实是很难认真全面的检查的,这也造成了对学生评分的困难。两个学生,一个是自己认真做的但是由于种种原因没有调试出来耽误了时间,另外一个是拷贝已经做好的同学的然后自己简单做了做。很显然前者的行为应该受到鼓励而给予更高的评分。但是由于检查时间不够,很多时候很难分辨出二者来,往往只能按完成时间来草草评价。场地的问题在于实验必须要到指定的场地完成,这主要是受实验设备的限制。由于要到指定的场地完成,那么一次实验的容量也就有限,而来做实验的学生也就只能赶紧做完——因为下一波同学还等着来做呢。另外实验设备限制还有更多的问题,后面慢慢详细的说。总之,因为有了实验时间和场地的问题,只能在有限时间和固定的场地做一些受到各种限制的实验项目。我大概4年前就已经清楚的认识到了这一点,所以这几年来对待什么开发新实验之类的态度极其消极,因为知道开发出来了以后实际上也很难真正的开出来,开出来一次也很难坚持开下去。(当然,这是原因之一,还有我这几年专心学术以及之前新实验验收过程中一些很不愉快的经历有很大关系)。

造成实验受限的主要原因是什么呢?其实是在于实验设备以及实验设备的管理制度。很多时候我们的实验为了追求所谓的“先进性”,搞了一些看似高大上的东西。一个个动辄几千上万的实验箱,复杂的实验台。买回来了以后就是贵重的“国有资产”。这么贵的实验设备,到底好不好呢?答案是:不好!非常的不好!为什么不好?一方面贵的东西都“精贵”,一不小心就容易损坏什么的。偏偏学生呢又都是新手,而且很多学生都还很有好奇心(这是好事),没事就去开发板上扣扣这掰掰那。越精贵的设备越经不起折腾,那就越得提心吊胆的担心不要把贵重的国有资产给损坏了。另外这么贵重的设备,那当然需要严加管理了。尤其是要作为重要国有资产加以管理!实时要留意被清查被整顿,一不小心就要背上个国有资产流失的罪名。以前有同学总是问,可以不可以借一个实验箱回去自己做做研究。之前是不知道明确说法的,但是也觉得是不能外借的,因为搞不好就会被安上什么“罪名”。现在一看啊!是果然不能外借。因为现在有一个明确的罪名叫“国有资产外借”。前几天国资部门的同志们组成各个“小分队”全校拉网式清查,查的就是这些事。由于这些珍贵的国有资产是不能流失的,也是要妥善保管的。那应该怎么办呢?最好的办法当然是锁在柜子里不用或者少用咯,即使用了也要保证说不丢失不损坏。否则国有资产清查的时候,能有你的好果子吃,你脱得了干系?如何保证不丢不损坏,那当然就是固定时间固定地点让学生来当场做实验,做完就走。就这样还得防着学生顺根什么USB线、电源线走呢。有时候学生也不是差着点钱,他就是拿着方便。嗯,曾经还有学生做完实验顺手把实验板拿走了,也不是故意的,就是收拾东西的时候一并带走了。最后毕业的时候清理物品才发现,最后好歹是还了。我就不说是谁了。

好了,这样管理国有资产有没有道理呢?当然是非常有道理的。钱是国家出的,要防止国有资产流失嘛。更何况在前几年的科研体制下面,人员费被压得很低。大量的科研经费只能拿来买设备仪器。买了那么多设备仪器没得用,有些脑子活泛的人就想出办法来出租、出借来牟利。有些仪器、设备是几万到几十万不等的,好多公司也就不愿意花这个钱,到学校里来借的、来租的不少。这在上级部门来看当时是十恶不赦的错误,显然应该被严厉打击。这实验设备虽然一般没人借用,但是也是国有资产啊,也就在严厉打击范围之内了。这样一管,显然就被管死了。但这在目前的管理体制下,应该是无解的。

那这么一来就逼着设计实验的时候只能考虑在有限时间有限场地里面完成一些实验,这些实验本身就只能被设计成“填空题”。不管这实验是披着多么高大上的名称,最后学生做的实际上就是去填一些代码的空,填一些关键参数的空。很难从头到尾完整的设计、验证并最终实现一个有相对完整的功能的东西,也最终难以培养全面的系统观和工程思维。那怎么办呢?教育部和很多高校给出的答案是搞课外竞赛,以及搞所谓的“大创”。所谓的大创一个项目几千块的砸下去,结果呢?结题率寥寥。很多结题也不过是水过而已。好多人虎头蛇尾的做了一做,草草结束了事。说实话,这些年国家投在高等教育上的钱其实不少了,但是“能效”是严重的偏低(类似的例子还有那个什么视频公开课还是资源共享课)。当然了,这些都可以说是改革应该付出的代价,是改革必然要走的“弯路”。但是这些弯路就是必然要走的吗?我们走了这么多年“弯路”,有没有走出一点经验来呢?现在高层一在强调改革要搞“顶层设计”,其实就是强调说现在已经不是当年一穷二白啥也不会的时候了,要改革要发展也要稍微动动脑子想一想是不是有更好的办法。钱是不是更能花在刀刃上。

那么回过头来看,应该怎么样才能为学生提供更好的实验环境并促使学生更有动力去学习呢?我认为就是两点:1、给学生最够的实验条件和做实验的时间,让学生真的有时间能自己去Debug,自己去完成一个相对比较大的设计;2、要在检查学生成果的时候,老师留够足够的时间,给真正认真做实验的学生予以充分的认可并在成绩上有所体现,并尽可能的减少学生抄袭、拷贝实验的现象。第一点是基础,第二点是关键,两点缺一不可。第一点怎么保障?就是现在流行的“口袋实验室”的做法。现在的实验板已经可以高度集成,而且可以做到很便宜。我们现在自己做的物联网实验板,无线节点+传感器+下载板做下来成本不到200块,淘宝上买这一套也差不多就是这个价格。我电物联网专业不到100人,就按每年100人*200来算,2万一年也足够支撑让每人有一套。要知道2万块钱也不过就是3、4个所谓“大创”项目的钱,而3、4个大创项目往往就服务了那么10来个人而已,具体效果怎么样还很难说。(古老师还补充到,其实第一年要2万,后面几年完全要不了2万。因为每年还可以回收,这些东西每年就算有50%的损耗也还能收回1万块钱来,所以仔细算算也要不了多少钱。)需要特别注意的是,这些节点就不能按照设备来管理了,还要入库清查什么的,不要搞秋后算帐。这些应该直接算成耗材,就是让学生玩的,玩烂了拉倒。这样才可能“放手发动群众”!扣扣索索,唯唯诺诺是不能成事的。

那么这些节点拿来以后可以干什么用呢?起码可以覆盖微机原理、传感器技术、无线传感器网络以及物联网综合课程设计四门课程的实验内容了。这些节点内部本来就带一个单片机,现在新的节点好多还是基于16单片机甚至就是32位的ARM内核做的。跑一个小操作系统也没问题。在大三上期完全可以使每个人用自己独立的节点完成微机原理的串口通信、IO操作、定时中断、呼吸灯、操作系统移植等相关实验,然后再做传感器技术相关的数据采集、误差校准、补偿、数据融合等实验。到了无线传感器网络课程的时候,4、5个人一组就可以一起做广播通信、点对点通信、组网等实验。最后等把这些都练熟悉了以后,完整的实现一个如定位、追踪等综合性的实验。需要注意的是,由于节点是发给学生的,学生就有了足够的实验时间去自己编写和调试一个相对完整的程序,而不是只能去做填空。这实际上就让学生有了自主学习和动手锻炼的空间。但做到这一步,还远远不够。因为这一步只是基础而已。还需要有相应的激励机制来保证学生有动力去完成这样一件事,更直白的说就是学生的努力要体现在成绩上。毕竟现在的高校考评体制还是以成绩为中心的考评。奖学金、保研、甚至是出国很多时候都得和成绩挂钩。现在始终有一帮人有一个错误的认识,认为成绩好的学生“学有余力”,可以加加担子让他们去搞什么创新创业。而其他的学生就好好地上课,好好地把课程补上去吧。这其实是不对的,起码是不全对的。事实上很多成绩好的学生,要么就是把更多的时间投入到了学习而让自己反而“学无余力”(比如以前面试的时候就听一个学生说他为了保研,不同时间去同时听不同老师讲一门课——在我电有一个制度叫做选课片区,不同的几个学院分在不同的片区,选课的时候不同片区的同一门课上课时间不同,方便排课)。另外一种就是学生就是在自己成绩能够确保很好的时候,会更倾向于选择去考个证或者是去考个托福、GRE。一来这些东西更加“实惠”一些,二来他们也更加“擅长”考试一些。所以,如果不是在成绩上有所区分,不按“多劳多得”的原则来评价分数,这个制度也是不可能持续下去的(古老师也问了我这个问题怎么解决,我后文会详细的说明一下)。

好了,罗里吧嗦的说了这么多。简单的说说我这学期是怎么做的吧。首先第一节课的时候,大致的将以下接下来要做的实验的原理和实验内容。然后实验设备发下去,5人一组(分组按学号来,事先确定的,避免学霸分一组学渣无人理)。接下来我宣布了一项重要的“政策”。每周一、周四下午是答疑时间,也是实验的检查时间。到了实验室来,不要指望着老师或者实验助教(我们团队的研究生)来手把手的指导你做什么,可以有问题讨论。但是类似于软件什么打开、工程怎么建立之类的2B问题就不要问了(之前无线传感器网络的课程实验已经讲过软件的基本使用方法了,剩下的不会自己网上查资料去)。实验检查时间和评分直接挂钩。如果在第一周周一就做出第一个项目来的,该小组所有成员平均分90分起评。周四做出来的80起评,第二周周一做出来的70分起评,第二周周四才做出第一个项目的,就只能60分起评了。来检查的时候,不光是要简单的演示出结果,还要详细的解释代码是怎么回事,以及整个过程中数据采集、传输的基本过程,协议设计的思想,上位机利用Matlab如何做数据的反演等等,还需要讲实验过程中数据如何采集的,遇到了什么问题,怎么Debug的。其实我做不同时间完成可以得不同分数,一方面是为了刺激学生尤其是部分想拿高分的学生发挥潜能,另一方面也是为了让学生拉开检查的时间,别都拥挤在最后一个时间点来检查,那可真就受不了也检查不完。在检查的时候,需要说明组内分工(其实不用说明,检查的时候谁的话最多,谁讲得最清楚谁就是这个组的主力了)。

结果大大的出乎我的意料,原来以为第一次检查最多有几个组就不错了,结果没想到差不多有1/3多接近1/2的学生完成了实验。通过上面的检查,平均每个组的检查时间在15分钟以上。在这个过程中基本上各个组的主讲人都能很好的回答问题,也讲清楚了来龙去脉。而且值得肯定的是,第一次检查的多数小组都提出了一些自己独到的设计,比如冲突避免机制(实际上就是MAC协议设计了),通信的过程。有一些小组由于没有理解题意,很明显还做错了。但是也代表确实是自己做的。这应该是由于有了成绩的区分,一般来说先做出来的就不太愿意“无偿的”让别人抄作业了。另外现在通信学院实行大类招生,后分专业,实际上造成了行政班和专业相分离的局面。虽然在同一个专业,但是却是不同的行政班。对于物联网这样的“小专业”而言,同班同学没几个,对于别的班的人来说同学情谊要淡漠很多,也就没有去“助人为乐”的必要。这样反过来倒逼学生依靠自己的能力去完成。第二次检查的时候第一个项目大家就基本都做完了,第二次检查的时候同学们提出的新的点就不如第一次多了。一方面是因为新的点子其实也是有限的,另外一方面第二次检查的难免不去向第一次做出来的同学请教。后面陆陆续续又有同学提前完成的了第二个项目,截止到第二个项目的第一次检查时间,有一半的同学已经提前完成了。这也是大大的出乎的了我意料。要知道这完成是真正的完成,是在比较严格的检查下完成的。即使他拷了别人的代码,他也得自己照着做一遍。更何况从检查的结果发现,大家做出来的东西千奇百怪,一致性其实并不太高。还有一点需要注意的是,虽然一些经常“混科协”搞竞赛的学生确实完成的较快,但是也有一些普通的学生(没有专门的参加竞赛和科协训练的学生)完成得很快。不但是完成了,而且还在完成的过程中提出了自己的一些想法。这实际上才更能说明我们的实验设计达到了目的。对于那些常年混科协搞竞赛的学生而已,他们不缺这种训练。但对于更多的普通学生而言,这样的训练对于他们来说是必要而且更为有用的。大学嘛,重要的就是提供各种可能性,让学生有更多的尝试和锻炼的机会。

以上的情况说明,第一,在时间得到充分保障的情况下,学生还是有能力去完成一个相对复杂和完整设计性实验的能力的;第二,激发学生的潜力,还是要靠明确目标的激励和刺激的,让学生明白自己的付出是有价值的有回报的,而不是简简单单的“玩情怀”;第三,考核要严格,老师要有足够的时间来考核学生是否独立、全面的完成了实验设计,有没有浑水摸鱼和抄袭现象(这一点我做得应该还不够,主要原因是我其实并不是非常熟悉这门课程,这是因为原本上这个课的老师出国了,我替他上的,如果是我熟悉的课程我会设置更多的考察点来考核学生)。

以上就是我和古老师讨论的主要内容。古老师对此很感兴趣。对于要把实验设备改成耗材,每年来更新的方案他建议我写个简介,他去找学校有关领导反应一下(古老师……其实我就是随便说说的。但是您老开口了,我该写还得写啊。)

昏割线———————————————————————————————————————————

故事就到这里结束了吗?才没有呢!

各位看官看我说得很热闹对不对?嗯,古老师这说完了以后呢。我就遇到学院教务科的管实验的小哥了,小哥当年也是我的学生,也在我这做过什么“大创”什么的。他很紧张地问我:古老师去检查你的实验了?领导刚才看见了,很关心古老师过来听什么课了。我说是啊,古老师来听我的课了,我还和他谈笑风生。于是我把和古老师的交流过程详细的复述了一遍。他说:你这个想法好啊!其实不用学校出什么钱,我们学院自己也可以拿这个钱出来,不就一年两万的材料费嘛,学院还是给得起。你要做给学院简单打个报告,找院领导简单批示一下就行了。我对他呵呵一笑,说:我就是说说而已,你别当真,我就当哄老专家开心了。他一脸郁闷的望着我……我也就不好把说的太绝了,只好说:这事嘛,还是要专人负责的。你看现在学校又开始重视实验队伍了,又在重新招实验室人员啊,他们才是这些事的主力啊。我们说到底还是不专业嘛,你说对不?

警戒线,以下为吐槽内容,揭示残酷真相,玻璃心就不要往下看了———————————————————

其实我内心的独白是什么?是这样的:我刚才说了那么多,无非就是两点。一、给学生平台和空间,二、考虑学生的激励机制问题。这一个问题就我才想到的吗?不其实2011年,广元市的四川信息职业技术学院的老师来交流的时候就提了这样的想法。我电人才济济,其他人会想不到?为啥没人提呢?因为他们太聪明了,绝对不会没事给自己找事做。教学教学,除了学还有教呢?你以为光解决学的问题就完了?教的问题谁解决?没有一个合理的考核机制,不给一个平台和空间。SX才干这事呢!做了,不算工作量,没有考核依据,不算任何业绩,评职称的时候半个字都写不上去。付出的时间、劳动不给任何响应(注意,我说的是响应,不是报酬,不要谈钱,太俗!),那也就是剩下“玩情怀”了。玩情怀,短期是可以得,长期是不行的。更何况到底有没有“情怀”啊?过去那么些年,没有专职的实验人员,我们这些留校的“师资”兼职扛起了很多教学、实验的任务。你说不花时间么?不影响科研么?时间都被占了,直接影响了读了论文、做研究、写paper的时间。一到什么实验室参观了,仪器检查了,就到实验室去“站岗放哨”。半天半天的时间就这样给耗进去了。当年物联网还比较火的时代,我有时候一周要接待两批“参观团”。好了,我们在这吭哧吭哧的干着,那头引进一个个“海龟人才”。养尊处优,落地以后首先几百万平台供着,上课嘛,也就是象征性的把自己的科研成果拿来吹嘘吹嘘,美其名曰“前沿课”。然后还要被学校头条头版拿来报道一下,美其名曰“高层次人才参加教学”。然后回转头再指着我们说:你看这些“土鳖师资”,水平就是不行哈,还是要靠“引进人才”。这种情况下,还能真心无旁骛的去承担一些教学重担的,甚至主动抓一些事情放在身上的老师。要么就是真的情怀高尚,要么就是有点“自虐犯贱”了。哥们我现在又不是写不出论文,又不是没有科研。我们现在这个研究小组经过多年的艰苦奋斗,克服了重重困难,依靠自己的努力从零起步长到今天可以在CCF推荐的的几个A、B类期刊会议上发表论文(就这TMD还被人喷不是“一区”、“二区”,不要拿出来现了),正是科研成果蓬勃发展的时候。这个时候作为小组带头人的我去做这样一些事情,即是对我们小组之前努力的不负责任,也是对我个人的不负责任,更是对我们小组中还在努力奋斗的各位同学不负责任。所以我选择把我的想法在这里公开,给更多的人包括其他高校的老师看到。我是最近一段时间内不可能去做这些事情的,希望有时间、有能力、有情怀的老师去做这样的事。或者希望对老师教学和实验有合理评价机制的高校去做这样的事情。在此时此刻的我电,作为此时此刻的我,只能说一句:


臣妾真的做不到啊!!!!!