卓越教学 | 夏虞斌:青年教师的成长之路

2022-10-17 5387

 

 

夏虞斌 第九届卓越教学奖获得者

上海交通大学电子信息与电气工程学院教授,博导。从事操作系统与系统架构等方面的研究工作,在OSDI、SOSP、ISCA、ACM ToCS等系统领域重要会议与期刊上发表论文70余篇,获VEE“最佳论文奖”、DSN“时间验证奖”,并担任了一系列著名国际会议的TPC Member和TPC Chair。曾荣获教育部技术发明一等奖、上海市技术发明一等奖、上海市优秀学术带头人、“国家重大人才工程”青年学者岗位(青年长江学者)、上海交通大学“卓越教学奖”、《麻省理工科技评论》中国“隐私计算科技创新人物”(全国10人)。曾指导学生获“挑战杯”全国特等奖、“互联网+”双创大赛全国银奖。目前担任“上海交通大学-开源鸿蒙俱乐部”主任。

 

作为高校教师队伍中的生力军,青年教师肩负教学、科研、社会服务等多项职责于一身,使其在专业发展过程中面临诸多挑战与困境。在教学、科研的双重压力下,如何平衡工作内容、高效能地应对各项挑战,是高校青年教师普遍关心的问题。电子信息与电气工程学院夏虞斌老师从成长路径、教学、产教研融合三个方面分享了自己的经验与体会。

找准自己的成长路径

理想指明人生,方向决定出路。每位青年教师在职业生涯初期或多或少都面临过专业成长困境,怎样走出困境,夏老师认为找到适合自己的发展路径是青年教师首先需要思考和解决的问题,他分享了自己所经历的三个关键成长阶段。

(1)积累经验:青年教师初入职时需要经过一段适应期,在这个阶段将会面临诸多新任务、新挑战,包括做事情、上课、谈项目等,而各种能力的欠缺会给青年教师带来适应压力。夏老师认为度过适应期最好的方式就是坚持不断学习,持续积累经验,全面提升自己各方面的能力。

(2)找到节奏:在积累一定经验之后,了解了各类工作的基本操作流程,此时就需要进一步找到自己做事的节奏,即如何更好地进行选择、安排与规划。每个人的精力都是有限的,不可能什么都要,要有所取舍,努力做好自己擅长的事情。

(3)扩大影响:找到节奏之后,不能在同样的事情上原地打转,需要想办法去发挥自己的特长与优势,提升自己的影响力。无论是对自己周围的人,还是对更大范围内的企业,乃至对国家和社会,都努力地去产生积极、正面的影响。

做好整体的课程规划与教学设计

对于教师而言,教学毋庸置疑是最重要的任务,而做好整体的课程规划与教学设计则是教师取得教学成功的重要前提。夏老师从课程大纲建设、教学模式构建两方面分享了他的经验。

(一)课程大纲的建设

夏老师以《操作系统》这门课为例分享其课程大纲的建设经验。首先,进行教学资料的检索与收集。选择那些在科研或教学领域较为突出的国内外高校,收集其公开的一些教学资料,包括课件与教学视频,并对资料内容进行整理。

其次,对课程内容进行拆分,确定主题以及在不同主题上的课时分配。夏老师表示通过对内容拆分可以发现每个高校在授课方面的特色,并带给自己启示,例如,会让自己思考哪些是新的角度、又有哪些内容和知识是其他高校已经注意到而自己没有注意到的、各高校教学上的调整又反映出了什么样的趋势等,在此基础上调整课程教学内容的编排。

在每一个章节中,夏老师进一步将主题拆分为多个知识点,并罗列出一些与本课程内容相关、且讲解清晰的在线课程,当在备课中不知道如何更清晰地阐明知识点时,就可以有所参考。通过多看多学也能够产生更多的想法,积累更多的经验。

(二)教学模式的设计与实践

夏老师在教学过程中总结出“以学生为中心的‘3+3’”教学模式,即三原则与三阶段。三阶段分别为课前、课中与课后;三阶段则分别对应三个原则,即“点燃兴趣”“脚踏实地”与“眼看星空”。

1.课前:全面调研+精准备课

夏老师强调课前备课一定要认真,要像做研究一样去备课,既要以科研的方式对同类教学内容进行全面调研,又要保持自己的特色,对知识内容和教学设计进行反复思考、不断打磨。一门课之所以能够成为一门学问,是因为课程中蕴含着技巧、智慧及趣味,且能够帮助学生解决实际问题。要达成这样的教学效果,需要教师在了解学生的前提下用心地编排教学内容。备课前,教师尽可能对学生的基础知识、学生的特点等进行全面的了解与认识,备课过程中进行有针对性的内容编排,不仅是确定讲什么,更重要的是不讲什么、什么顺序讲和怎么讲,怎样组织与编排教学内容,才能贴合学生的学习需求,让其有所收获。

夏老师还分享了他在备课时的特别技巧。当把所有知识点整理完成后,他会对知识点进行概括归纳,绘制一张图来呈现课程每个部分的内容、层次及结构。每次讲到新的知识点时,就会对上一部分进行小结,从而让学生的脑海中能够形成一个完整的、系统的“知识树”。

2.课中:激活课堂+有效互动

在夏老师看来,师生及生生之间的交流互动是课堂教学的重要部分。在实际教学中,夏老师会将教师提问与学生提问相结合,引发学生进行主动思考,点燃学生心中的求知热情。具体而言,夏老师通过“微提问”的方式将课堂知识点串起来,即每次在讲到一个知识点时,提出一个和知识点紧密相关的小问题,引导学生借助该知识点展开思考并解答问题。这样的课堂问题并不要求单个学生回答,而是面向全体学生提问,每节课会问10个左右的问题,平均5-10分钟一次,通过学生的回答也能够迅速了解其对知识的掌握情况,据此调整上课的节奏。

通过“微提问”这种方式,能够逐渐培养学生良好的学习习惯,当他们遇到新的知识点时便会自己想到问题,而不是等教师来提问。学生提问还能够帮助他们自己把当前的知识点与已学知识点充分结合,将所学知识“串起来”,做到活学活用。同时,能否提出合适的问题,也是检验学生是否真正理解知识的重要标准。

3.课后:实践巩固+科研入门

夏老师认为好的教学不仅仅发生在课堂中,课后引导学生巩固与应用知识也是教学的重要环节。大学中工科的课程更偏重实践,强调“动手做”,老师将理论知识传授给学生后,学生会对知识留有印象,但要真正地将知识内化,则需要依托实践活动来实现。“Get Your Hands Dirty”是夏老师提倡的实践理念,他认为学生必须要经过自己动手的过程才能将知识变成自己的。实践的过程对学生来说可能是充满挑战的,但也一定是有收获的。大量的实践既能够帮助学生加深对知识的理解,也有利于提高学生解决问题的能力。具体教学中,夏老师会为学生设置实验任务,提供详细的指导手册、基础框架与测试代码,每个实验任务的时间在2-3周,与课程节奏保持一致。

课后的扩展学习也是必要的。夏老师在课后的实验任务中会布置一些有挑战的问题作为可选题,鼓励学生通过自主收集资料来解答问题。此外,夏老师认为教师应该引导学生认识到在课堂之外还存在着很多有待探索的知识,他会提供与课程内容相关的、经典且前沿的论文作为扩展阅读材料。通过扩展学习可有效解决部分学生“吃不饱”的问题,同时也将部分学生带入科研大门,开启自己的科研探究之路。

科研与教学相辅相成

科学家、教育家钱伟长曾提出:“教学没有科研做底蕴,就是一种没有观点的教育。”夏老师认为教学与科研必然是一体的,它们互相促进、相辅相成。

科研能够增加教学的广度与深度。夏老师在科研的过程中注重发现一些未来有价值的研究点,并将其带进课堂。例如,从2009年开始,夏老师在教学内容中融入计算机操作系统虚拟化、多核处理器、面向SSD的文件系统等计算机领域的研究热点,使学生们直接了解身边的科学成果和最新的研究方向,让学生获得学习新知识所需要的具体经验,形成对知识的深度理解。同时,前沿的科研信息也能够激发学生的探索欲望,增强学生的创新意识。

同时,教学也能够带动与促进科研。教师可通过教学培养学生的系统分析能力,这有助于学生开展科研工作。首先是溯源能力。通过教学能够让学生认识到某一个技术的发展历程,其产生的背景和原因是什么,要解决的问题是什么,问题的本质是什么。其次是探索能力与比较能力。教学能够引导学生思考对于同一个问题存在哪些可能的解决方案,包括前人理论与后人探索。对于不同的解决方案,可以从哪些维度进行比较与分析。有效的教学不仅能帮助学生加深对知识的理解,也会对学生科研有明显的促进作用。例如,有学生在课堂中做操作系统时萌发了浓厚的兴趣,在大四时做了一个开源项目,获得学术成果与业界的认可。在“挑战杯”、“互联网+”双创大赛等赛事中获奖的学生,其科研兴趣也几乎都源于课堂。

教学、科研与产业的结合

习近平总书记强调,“广大科技工作者要把论文写在祖国的大地上,把科技成果应用在实现现代化的伟大事业中”。夏老师深耕的操作系统研究领域遇到“卡脖子”难题,在这种情况下,他深刻体会到教学、科研工作不能仅仅停留在写论文上,更重要的是将成果应用起来、与产业相结合、解决现实问题,这才是真正的“把论文写在祖国的大地上”。

在夏老师看来,教学、科研与产业的结合主要体现在三个方面。

第一,教学实例和科研选题可以源自产业。教师可以将企业在实践中遇到的真实问题作为教学实例引入课堂,供学生分析与探究;同时也可以将真实问题转化为科研课题。

第二,科研成果可用于解决产业中的实际问题。可通过与企业开展科研合作、指导学生创业、鼓励学生在开源社区做贡献等方式来实现。

第三,教学为产业持续培养和输送人才。教学的最终目的是培养人才,为行业输送一批真正热爱、认可该行业的人才。近五年来,夏老师指导22位本科生毕业,其中16人选择在操作系统领域继续深造(占比72.7%);指导18位研究生毕业,16人继续从事操作系统开发和研究(占比88.9%)。

教学、科研和产业三者互相支撑,互相促进。从教学和科研的角度看,教学为科研奠定了理论基础,科研为教学注入了“养分”,实现教学促进科研、科研反哺教学。从教学和产业的角度来看,教师一方面要提炼来自产业的实际问题去丰富教学内容,另一方面也通过教学为产业输送专业人才。产教研融合的核心目的则在于——培养全面的人才。

教学是一切工作的基础。青年教师应看到教学对于其他工作的正面促进作用。教学能有效促进科研,优质的教学更容易激起学生对科研的兴趣。教学对产业也非常关键,通过教学能够培养国家亟需的产业人才。从长远来看,教学是最值得做的一件事情。

编辑:张兴旭