九月開學季,我梳理了給孩子們在課内學習、課外學習共七點建議。祝廣大學子們充分開展更多元的學習範式,提升自我的創新創造力!
我在《李開復給青少年的十二封信》書裏,也談過人工智能時代的教育,我覺得很適合在現在這個開學季再次分享給大家。比起應試考試中的分數,如果同學們具備“3C”的三大能力—— Curiosity(好奇心)、Critical thinking(批判式思維)、Creativity(創造力),未來更有可能實現自己的夢想。
■ 課內學習的4個建議:要充分利用好在學校裏上課的時間。
1. 要知其然,也要知其所以然
有同學問我:“怎樣學習知識,才能真正記住呢?每年考完試後,好像就把所有的知識還給老師了。”
我給這位同學的回答是:“我學懂的知識以及知道如何實踐的知識,我現在都還記得;在工作中常用的知識,我全部記得;我自己感興趣的知識,記憶更加清晰、準確,就算有不記得的,也可以快速推算出來;相反,那些靠死記硬背學到的知識,或者自己不感興趣的知識,我已經全忘掉了。”
也就是說,死記硬背只能過考試關,而不能獲取受益終生的知識。你們在學三角形面積定理時,一定都會背“底乘以高除以二”的公式。但是,你有沒有理解這個公式是如何推理出來的,為什麼三角形的面積是這樣計算的。記住這個公式和探索這個公式是如何推導出來的,學習的效果是不一樣的。有的同學學習化學,如果每天只是機械地背誦一些反應式,肯定會覺得枯燥無味,但如果掌握了每個反應式內在的規律,並能和現實中的化學現象聯繫起來,就會理解化學這門學科的意義所在,自然就會對這門學科產生興趣。
只有懂得了知識背後的道理,才能在遇到新的問題時舉一反三,才能在需要的時候,靈活地將自己掌握的知識付諸實踐。
2. 要多問問題
會提問也是一種能力,而且你也會因為提問而加深對問題的理解。
我的女兒在學習指數的時候,不理解指數是什麼,更不相信在真實生活中指數有什麼用處,就主動來問我。我用計算銀行存款的思路來指導她,比如存入 100 元,每年的利息是 10%,那麼 10 年後,你的存款是多少?
通過這樣的計算,她終於明白了,原來指數知識和日常生活息息相關。而她能得到對這個問題的認識,也是因為她主動提問獲得的。
多提一個問題,你就擁有一種多瞭解這個世界的可能性。只有不懂就問,才能真正學到有用的知識。
3. 要勤奮
能夠實現自己的夢想的人,一定是勤奮的。
去美國讀中學之前,我只學過半年英語,因此,語言障礙成為我面臨的最大難關。剛開始,同學和老師說的話,我幾乎一句也聽不懂,那種感覺非常痛苦。那“催眠”一般的語速,總讓我在課堂上打起瞌睡。有時候,聽到同學們因為老師的一句笑話笑得前仰後合,我才從夢中驚醒,但還是摸不著頭腦。天書一般的英文,開始讓我有些望而卻步,後來,我乾脆帶幾本中文的武俠小說到課上去讀,因為覺得怎麼聽也聽不懂,還不如看小說。
然而,我心裏又是暗暗憋了一股勁的。於是,我找了一大本英文單詞書來背,經常背到半夜,不會的就一次次地翻厚厚的中英對照詞典。不過,沒多久,我就發現這並不是學英文的最好方法。因為,即使當時記住了一個單詞,但是使用率不高的話,就會完全忘記。我終於悟到了,在沒有語境的情況下,背單詞是沒用的。
後來,我還是下定決心用多交流的方式來學習英文。下了課,我不再膽怯,站在同學中間聽他們說話。如果 5個詞當中有 4個聽懂了,只有一個聽不懂,我也會趕緊問,同學們會再用英文解釋一遍給我聽。回家以後,我會默默回憶我聽不懂的單詞,然後記下來。而上課的時候,遇到聽不懂的內容,我也勇敢舉手問老師,請求老師再說一遍。
我遇到了一位好老師,她甚至犧牲自己的午飯時間幫我一對一地補習英文,她複印了小學一年級的課文,每天拿來給我念。從簡單的課文起步,我們堅持了一年。在這一年裏,我的英文水平迅速提高。學校裏所有的老師還允許我享受“開卷考試”的特殊待遇,她們讓我把試卷帶回家,並且告訴我題目裏不認識的單詞可以查字典,但是不能看書找答案。我每次回到家都嚴格按照老師說的做,遇到題目裏不認識的單詞就去查字典,但是從來沒有去翻書找過答案。因為,我覺得這是老師給我的最大信任,我不能辜負這份信任。
通過種種渠道的學習,我的英文終於逐漸接近同齡人的水平了。一年以後,我完全可以聽懂老師講的話了,英文會話也沒有問題了。到了初中三年級,也就是到美國兩年之後,我寫的作文居然獲得了田納西州的前十名。我想,這和我年齡小,容易接受新的語言不無關係,但也和我勤奮的學習有關。
4. 要培養獨立思考的能力
我在人生的各個階段,都獲益於獨立思考的能力。甚至想不到的是,這種批判式的獨立思考的能力,“救”了我的命。
在我五十二歲生日前不久,我在一次體檢中被查出肚子裏有數十顆“腫瘤”,經過反復復查,我被醫生宣判得了第四期淋巴癌。在毫無防備的情況下,我突然感受到死神和自己離得那麼近;我氣餒、懊悔、內疚,但是,治療過程中的一件具有轉折意義的事件發生了。
我遇到了一個好醫生。我的主治醫生唐季祿給我打氣:“淋巴癌第四期真的沒那麼嚴重,它跟肝癌、肺癌第四期是不太一樣的。”他告訴我,網絡上有兩篇專門討論“濾泡性淋巴癌存活率的預估方式”的論文,如果我有興趣,可以找出來看看。我認真地研究了唐醫生推薦的那些學術文章,發現淋巴癌的分期方式已經有四十多年了,可以說過時且不精准了。如果說只看標準的分類,我因為腫瘤數太多,所以必須歸類為第四期。但是只看腫瘤數量是最準確的嗎?根據我研究的那幾篇論文,分期的目的就是預測存活概率和時間。那麼,最準確的預測方法就是尋找和我病情足夠相似的人,根據他們的不同因素,如年齡、症狀、血液指數、腫瘤數量及大小等 20多種,和他們的實際存活結局來理解哪些因素是最重要的,並且把這些因素整合起來。這樣的研究肯定要比四十多年前的粗分類來得准!
自己研究病情,就像是自己坐在副駕駛座上,可以隨時掌握路況。醫生的治病策略、用藥思維,你至少並不是茫然無知。我又拿出以前做學術的精神,把全部20幾個特徵與我的檢查結果相對照,發現我雖然屬於第四期,但整體狀況其實沒那麼悲觀。原來醫學上對所有淋巴癌的分期方式,至少對我的病情來說是不正確的,我的情況是較輕的。於是,我突然從“第四期癌症頂多幾個月”,變成“至少還有好幾年”可以活。倘若好好照顧自己,更有可能終身不再復發!這個發現有如一線曙光,從此之後,癌症所帶來的一切負面影響,就開始悄悄起了變化。
批判性地看待醫學上對淋巴癌的分類,通過獨立思考,獨立研究的方式來獲得對自己病情的準確判斷,讓我自己從精神上獲得了新生。
■ 課外學習的3個建議:課堂外的時間,我鼓勵同學們,去探索你們熱愛的東西,多實踐,多多鍛煉自己的創造力。
5. 要動手實踐
美國華盛頓兒童博物館的牆上寫了這樣一句格言:“我聽到的會忘掉,我看到的能記住,我做過的才真正明白。”
我記得小時候,我的父親曾讓我們幾個兄弟姐妹解答這樣一個問題:用 6 根火柴拼成 4 個大小一模一樣的正三角形。通過動手實踐,我們都找到了正確的答案。這樣的實踐讓我對相關的幾何和空間知識記憶深刻,也訓練了我使用新穎的思維解決問題的能力。
我在高中時參與美國的高中生創業嘗試課程,創辦自己的公司。我們當時的公司非常簡單,就是從當地的建材市場買來鋼材,然後利用週末時間到工廠裏加工這些鋼材,我們把鋼材切成很小的一塊塊圓環,然後在圓環上刻上簡單的雕花。在負責推廣的過程中,我們發現學生的家長並不需要這樣的圓環,最後產品幾乎是內部消化掉了。
這次的親身實踐,讓當時 15 歲的我意識到,真正好的產品,不是求人去買的,而是必須有市場需求。有了這樣的認識,我在第二次的創業嘗試中就會把市場需求作為我創辦的公司的方向。從需求出發,生產有需求的產品,牢記這樣的理念,第二次的創業嘗試獲得了成功。這些對於創辦公司的經驗,都是我從實踐中一點一滴積累起來的。
只有實踐,你才能知道你的想法是否可行。
6. 要追隨自己的興趣愛好
只有做自己真正喜歡做的事情,才能做到最好。
我在上大學時,一直以為自己喜歡法律,將來想做一名律師。可是上了幾門課後,我發現自己對此毫無興趣,於是跟家人商量轉系,數學是我的一個備選項。但是,當我加入了“數學天才班”後,發現我的數學突然從“最好的”變成“最差的”。我雖是田納西州的冠軍,但當我與來自加州或紐約的“數學天才”交手時,才發現自己真的技不如人。我深深地體會到那些數學天才是因為“數學之美”而對它癡迷的,而我並非如此。我一方面羡慕他們找到了最愛,一方面遺憾自己並不是真的數學天才,也不會為了它的美而癡迷,因為我不希望我的人生意義就是為了理解數學之美。
我想到了計算機,我在高中時就對計算機有濃厚的興趣,有一次,為了解答一個複雜的數學方程式,我寫了一個程式,然後把結果打印出來。當時因為機器運行的速度太慢,我沒有等到結果打印出來就回去了。週一回到學校,我才知道我們學校所有的打印紙都被我打光了。雖然挨了老師一通罵,但我的心裏有了一股欣喜,原來這個數學方程式有無數的解,我走後,程式一直在運行,計算機就一直在打印結果。
對計算機的興趣此時在我的心中醞釀,雖然當時計算機專業算是個默默無聞的專業。接下來,我選修了一門計算機編程課,幾個月的課上下來,我發現了自己在計算機方面的天賦。我和同學們一起做編程,他們還在畫流程圖,我就已經完成了所有的題目。考試的時候,我比別人交卷的時間幾乎早了一半,我不用特別準備,也能拿高分。
通過學習計算機 , 我有了一種前所未有的震撼:未來這種技術能夠思考嗎?它能夠讓人類更有效率嗎?計算機有一天會取代人腦嗎?我感受到了一種振奮,解決這樣的問題是我一生的意義所在。
我每天都像海綿一樣吸收著知識,在一門公認為是計算機專業最難通過的“可計算性和形式語言”課上,我考了 100 分,也就是A+ 的分數,創造了該系的一個紀錄。大三大四時我就開始和研究生一起選修碩士和博士課程,接手各式各樣的項目,在這些項目中,我嘗試著攻克一個又一個的難關。畢業後,我在計算機方面創造出了一些成果。
我覺得自己是幸運的,因為我在很年輕的時候,就找到了自己熱愛的事情,並且願意為之付出一生的努力。
7. 要多培養自己的創造力
我的中學是在美國的橡樹嶺讀的,當時的感受就是,學校的功課很輕鬆,每天的家庭作業很少,但是每天有很多稀奇古怪的項目。比如,當時歷史課教到美國印第安人的時候,不是用課本告訴你發生了什麼,而是讓一個團隊寫一個話劇,或者是進行關於移民者和印第安人的辯論。
這些項目都沒有一個標準的答案,但會引導我們從不同的角度看問題,但我們的創造力和想像力,可以在這些稀奇古怪的題目中得到鍛煉。
後來,我回到北京創辦微軟中國研究院面試時,對前來面試的學生也注重的是對他們思維方式的考驗,我們向面試者提出了這樣的問題:
o 為什麼下水道的蓋子是圓形的?
o 估計一下北京一共有多少個加油站。
o 你和你的導師如果發生分歧怎麼辦?
o 給你一個非常困難的問題,你想怎樣去解決它?
o 兩條不規則的繩子,每條繩子的燃燒時間為 1小時,請在 45分鐘燒完兩條繩子。
這些題目雖然聽上去很“怪”,但我們出題的本質也不一定要聽到正確答案,而是要從回答問題的思路中聽到面試者的思維方法。
孩子們,比起試卷上的分數,我認為你們底層的思維能力,會是更珍貴的能力。你在學習每一門科目時,鍛煉出來的能力是未來最能幫助你們的事情。就像你學了代數,也許不會去研究數學,但是這對鍛煉你的思維有幫助;你學了英文,不一定會出國,但是英文可以在瞭解世界最前沿的文獻、在有效交流方面幫助你;你學了畫畫,不一定成為畫家,但是你在學習畫畫的過程中鍛煉的觀察力、空間力、想像力會對你有幫助。
過去,我們對教育成功的衡量標準是學生能不能記得被教的東西。但是未來,教育的精華體現在即使你忘記了所有你學的東西,你還具備思維方式、智慧和能力。
當你已經忘記了歷史事件發生的年代,你還是知道歷史帶給我們的人類的智慧和教訓;當你已經不會編程了,你還是有編程帶給你的邏輯思維;當你已經不會背莎士比亞的詩了,你依然懂得文學的美,這些才是教育的精華。
同時也有1部Youtube影片,追蹤數超過2萬的網紅學校沒有教的數學,也在其Youtube影片中提到,Thomas 講解如何運用計算機及恆等式(Identity)的原理,在答有關化簡三角函數的選擇題時,必定答對的方法! 相關網頁: http://mathseasy.hk/articles/hkdse-practical-001/ 學校沒有教的數學網址: http://mathseasy.hk...
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【西班牙人物特寫 ~ Leonardo Torres Quevedo】
很少人知道,在San Sebastián(聖塞巴斯提安)的 Monte Ulía(烏利亞山)曾有個全球第一個載人的公共空中纜車,是西班牙發明家 Leonardo Torres Quevedo 發明的。
導遊發現,Leonardo Torres Quevedo 的中文資料少得可憐,今天就藉機跟大家分享一篇人物特寫。
Leonardo Torres Quevedo 生於 1852 年,是西班牙的土木工程師、數學家跟發明家。
他設計發明了不少東西。
📌 空中纜車(Transbordadores):他在 1887 年申請專利,1907 年在 San Sebastián(聖塞巴斯提安)的 Monte Ulía(烏利亞山)建造了全球第一個載人的公共空中纜車,附圖照片就是當年的明信片。而著名的尼加拉西班牙空中纜車(Niagara Spanish Aero Car)就是他設計的,一直到現在,這個百年西班牙空中纜車還在使用,現在的纜車車身是西班牙國旗的顏色(見留言照片),就是為了紀念設計人。
📌 飛船(Dirigibles):他在 1902 年於巴黎提出新式的氣球飛船,解決了平台穩定性和懸架問題,後來在 1950 年製造出第一個西班牙的飛船。第一次世界大戰期間,法軍和英軍都使用他改良設計的飛船來對抗德國的齊柏林飛船跟德國潛水艇(見留言照片)。他改良設計的飛船到現在還在使用。
📌 無線遙控器(Telekine/Telekino):他發明無線遙控器來控制飛船,於 1902 年申請專利,可以說是現代遙控器的先驅,當時除了可以遙控飛船,1905 年還成功地用來遙控普通船隻(見留言照片)。
📌 模擬計算機 (Máquinas de calcular):他於 1893 年做出一個可以自動計算的代數機,可以自動計算,具有現代電腦的概念,幾台機器組成一個從中央處理器到印表機的計算模式(見留言照片)。
📌 下棋機(El Ajedrecista):他於 1912 年做出一個可以自動下西洋棋的機器,由機器跟人類對弈,可以說是現代電玩/西洋棋電腦的先驅(見留言照片)。
因為 Leonardo Torres Quevedo 的中文資料真的很少,有興趣的人可以參考以下英文資料:
https://history-computer.com/leonardo-torres-y-quevedo-biography-history-and-inventions/
https://history.computer.org/pioneers/torres.html
https://www.engadget.com/2014-02-09-torres-quevedo-chess-player-automaton.html
https://metode.org/issues/seccions-revistes/histories-de-cientifics-seccions-seccions/leonardo-torres-quevedo-inventing-modernity.html
https://gacaffe.net/en/2019/02/01/torres-quevedo-and-the-first-computer/
會西文的可以參考以下連結:
http://www.torresquevedo.org/LTQ10/index.php?title=Portada
https://youtu.be/D51VYOTrNWU
https://www.itefi.csic.es/es/content/biografia-leonardo-torres-quevedo
#西班牙 #發明家 #LeonardoTorresQuevedo
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#科語錄 你知道現在電路的運算基礎是怎麼打下的嗎?
邏輯設計的運算採用布林代數,但是第一個將布林代數應用於電路上的,卻是被稱為「資訊理論之父」的夏農 (Claude Elwood Shannon)。
而他的碩論《繼電器與交換電路的符號分析》,更被後世譽為資訊時代的大憲章。
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從小就喜歡搞電子實驗的夏農,自密西根大學畢業時已取得數學與電機雙學位,接著便進入MIT電機研究所就讀,並在科學巨擘凡納爾・布希 (Vannevar Bush) 教授的實驗室當研究助理。
當時,夏農的主要工作是協助調整布希所設計的分析儀,需要掌握近百個控制電動馬達的繼電器。
繼電器的開關掌控著電流進出,串成迴路後,就能以特定的順序開開關關,讓微分分析儀解出各種微分方程式。
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第二年暑假,夏農到了正在開發「縱橫式自動交換機」的美國電話電報公司(AT&T)貝爾實驗室實習。
雖然和夏農過去操作的微分分析儀不同,但聰明的夏農卻能看出兩者在運作上的共通點。
兩個繼電器在一條電路上前後串聯,必須打開電流才能通過。若電路一分為二,各經一個繼電器再並聯,其中只要有一個是開的,電流就能繼續往前了。
領悟這其中奧妙的夏農,從這組實體電路聯想到了抽象的邏輯關係,更看出電子迴路與布林代數的關聯。
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在夏農眼中,繼電器的開、關兩種狀態,恰可用布林代數中的 1 與 0 兩種數字表示。
不只如此,他還將繼電器的串聯看作邏輯運算的「且」(AND),並聯則當成「或」(OR),就這樣一彈指,將所有的迴路都用布林代數來描述。畢竟如果可以簡單誰想要複雜對吧XD
回到學校,夏農以此做為碩論題目。沒多久,便在 1937 年完成碩士論文──《繼電器與交換電路的符號分析》(A Symbol Analysis of Relay and Switching Circuits)。
而論文更是開宗明義地宣告:「任何電路都可以用一組方程式表示,……。事實證明,其計算方式完全等同於符號邏輯所用的命題運算。」
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這篇碩論公開後立即引起巨大迴響,甚至被譽為「應該是本世紀最重要、最值得注意的碩士論文」;原本複雜的電路圖改用布林代數表示後,就能在機器實際建造前先計算出執行的結果,找出更精簡的方案,錯誤成本大幅降低。
科技產品也因為設計效率提升、製造成本下降,得以更迅速推陳出新,往後計算機、電腦的發展也受惠於他的創見。
很快地,打造現代電腦的各路好漢,也將在這條計算機路上一個個出現。
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本文改寫自泛科學文章《獨自搞定電腦與通訊的理論基礎,卻罕為人知的天才——夏農│《電腦簡史》數位時代(四)》
https://pansci.asia/archives/191130
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延伸閱讀:
夏農誕辰│科學史上的今天:4/30
https://pansci.asia/archives/140465
人工智慧憑什麼叫做人工智慧?AI的名稱政治學──《科學月刊》
https://pansci.asia/archives/139201
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Thomas 講解如何運用計算機及恆等式(Identity)的原理,在答有關化簡三角函數的選擇題時,必定答對的方法!
相關網頁: http://mathseasy.hk/articles/hkdse-practical-001/
學校沒有教的數學網址:
http://mathseasy.hk
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