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TEACHING

教学

教学是本实验室的突出强项之一——自 2017 年起每个周期的 SFQ 评分均位列前十分位、担任课程领导职务、多次获得教学奖项,并开展了有实证支撑、跨越多年的基于 GitHub 的教学法研究,切实改善了学生协作、解决问题以及学会学习的方式。

“教育的目的在于激发学生的热情,启发他们思考人生的意义。如果我们去教,学生就会学;如果我们让他们投入参与,学生就会学习、精通并主动创造。” — Li-Ta Hsu

IPNL 的教学涵盖本科航空工程、以 GNSS 为核心的科目、研究生科研训练,以及一条面向工程教育、跨越多年的基于 GitHub 的教学法研究主线。贯穿其中的理念很简单:打开学生的视野,让他们看到一个开源与协作的世界,从而能够驾驭 AI/机器人浪潮——途径是培养学会学习、解决问题与协作的能力。所讲授科目自 2017 年起在香港理工大学 e-SFQ 评分中持续位列前 10–25 percentile(eSFQ 平均约 4.2–4.9),相关工作已在系、院、大学及 UGC 各层级获得认可。

重要荣誉

  • 2024 — 香港理工大学校长杰出教学奖 — 大学最高的个人教学荣誉。理大新闻稿。
  • 2024 — UGC 教学奖提名人(一般教员类别)——理大唯一提名人。 教资会该奖项是香港最负盛名的教学荣誉。
  • 2024 — URIS 杰出指导奖 — 表彰那条延续传承的指导链(Louise Zhou,通过 URIS 计划指导——这条链延伸至 Max Lee,再到新一代)。
  • 2023 — 香港理工大学工程学院杰出教学奖
  • 2020 — 香港理工大学工程学院教学优异奖(个人)
  • 2020 — 教学实践同行评审评为优秀(EXCELLENT)(由 Prof. Felix Chan 评审)

基于 GitHub 的教学法 — 标志性的教学创新

本实验室标志性的教学创新研究主线,也是 2024 年校长教学奖案例的基础。它始于 2020 年那笔 HK$960k 的在线教学发展拨款,在 EDC 与南方科技大学进行了同行推广,并以 ICLT 2025 会议论文为高峰。

核心理念。 基于 GitHub 的教学法,是将**(1)翻转课堂与(2)项目式学习整合,通过业界实际使用的同一个专业在线代码共享与项目管理平台来实施。当 GitHub 工作流——版本控制、pull request、issue 跟踪、代码评审——成为课堂主要的协作环境时,学生在在线协作、解决问题以及学会学习(L2L)**等能力上的提升,远比传统提交门户更为有效。这些技能(查找开源代码、与线上协作者发起项目、共同编码与评审)正是雇主和科研日益要求的能力。

实测成效(EDC 试点研究)

通过香港理工大学教育发展中心,对一年级工程新生研讨课学生群体进行前测/后测研究予以评估。每一项目标学习属性都在强统计显著性下取得提升:

学习属性之前之后提升显著性
在线沟通2.683.73+39%p < 0.001
在线协作3.023.79+25%p < 0.001
解决问题3.284.07+24%p < 0.001
学会学习3.374.02+19%p < 0.001

来源:EDC 试点研究,详见下方 ICLT 2025 论文。

覆盖整个课程体系

基于 GitHub 的教学法横跨七门本科与研究生科目:ENG1003 工程新生研讨课、AAE2004 航空系统与航空运输法规导论、AAE3004 动态系统与控制、AAE4006 飞行力学与控制系统、AAE4002 顶石项目、AAE4203 制导与导航,以及 AAE6102 卫星通信与导航(RPg)。该方法还延伸至研究指导——RPg 学生通过 GitHub 进行原型开发并发布开源成果(例如 UrbanNav、GraphGNSSLib、pyrtklib),从而最大化科研诚信与影响力。

入门视频(AAE2004 系列)

为该课程及实验室 GitHub 教学法展示制作的面向学生的教程:

项目示例 — A* 算法

A* 算法导论——学生在 GitHub 上协作实现的代表性项目。

论文与报告

  • Hsu, L. T.*, Cheng, M. H., Wen, W., Li, B., Wen, C., Zhang, G., Luo, X., & Xu, R. (2025). GitHub as a Supplementary Educational Tool to Improve Online Collaboration & Communication, Problem-solving, and Learning-to-learn Attributes: Implementation and Results. ICLT 2025(会议论文集,ISSN 3104-4980)。开放获取论文 · 新闻报道。
  • Hsu, L. T., Wen, W., Zhang, G., & Wen, C. (2022). Using GitHub as an Assistive Educational Tool to Improve Students’ Online Collaboration, Problem Solving and Communication. 南方科技大学新工科教育论坛(受邀),深圳,2022 年 3 月。
  • Hsu, L. T. (2022, October). Using GitHub to Shape Students’ Problem-solving and L2L Abilities through Flip-Class Project Teaching. 香港理工大学教育发展中心(EDC)——技术增强学习展示教育讲座(受邀)。
  • Hsu, L. T. (2022, November). Strategy on Adapting GitHub-based Pedagogy. 面向 AP、HTI、RS 及 CEE 同事的理大内部展示。

案例研究:LifeSparrow — 从课堂到现场

这是该教学法不仅培养出毕业生、更培养出解决真实社会问题的创业者的最有力证据。

经实验室项目式教学与 URIS 本科生科研管道培养的学生——由 Max Lee(现为 AAE 的 HKPFS 博士候选人,自其获奖的本科实习起即由 Prof. Hsu 指导)带领、并与联合创始人 Josua Chan 一道——将他们的 FJ005 项目(2021 年 Techathon 智慧城市冠军)发展为 LifeSparrow Solutions,其 DIAS 系统将 AI 人体检测应用于无人机影像,用于山岭搜救——将搜索时间缩短逾 65%。

  • 现实影响: LifeSparrow 与香港消防处合作开发了一套 AI 无人机影像搜索系统,曾用于马鞍山郊野公园一次真实的失踪行山者搜救(SCMP)。
  • 支持: 作为 HKSTP 培育企业,从理大、数码港及香港科学园筹得约 HK$1.8 million(PolyU, 2024)。
  • 认可: Max Lee 入选 福布斯亚洲 30 Under 30(消费科技类)2024(理大杰出校友);该工作曾获 CNN 报道(2023 及 2025 年一期“科技向善”专题)。

这条轨迹——新生 GitHub 项目 → URIS 科研 → 获福布斯认可、已落地部署、帮助挽救生命的初创企业——正是该教学法论点的具体呈现:让学生投入真实问题,他们便不只是学习,而是去创造。

注: LifeSparrow 与 Prof. Hsu 当前的其他初创活动有所区别。在任何对外材料中请将两者分开。

获资助的教学项目(作为 PI)

  • 理大在线教学发展拨款 — 在线教学质量激励计划,HK$960,000(PI),2021–2023。项目重点:通过全球在线软件协作平台(GitHub),为一项四年制本科课程系统性地建立在线小组协作。
  • 理大教学大型设备基金 — HK$1,132,815(PI 兼团队负责人),2016–2018。采购了飞机卫星导航系统(NovAtel SPAN-CPT,HK$237k)、3D LiDAR(Velodyne,HK$304k)以及基于视觉的动作捕捉系统(VICON,HK$591k),用于学生学习飞行力学、导航与控制。
  • URIS 本科生科研实习计划 — 4 个获资助的本科项目(合计约 HK$300k),2021–2023。

公众参与及推广

除正式教学外,Prof. Hsu 还面向非专业受众举办了广受关注的 GNSS 公众讲座:

Global Navigation Satellite System and Our Daily Lives(全球導航衛星系統與我們的日常生活)——香港太空馆公众讲座,2022 年 11 月。政府航天科普活动。

更早:北斗卫星导航系统与我们的日常生活——理大公众航天系列,2021 年 11 月。

STEM 推广 — 面向中学生的常设工作坊(例如从零开始搭建机器人);香港青少年航天创新大赛(香港青少年航天創新大賽)的常设评审角色。

在同行中推广教学质量

从规模化推广该教学法中得到的一条实践经验:自上而下的推动收效甚微,而把 GitHub 的采用围绕同事的研究来构建——让他们能够通过该平台拓展自己的工作及其 RPg 学生的项目——才被证明是有效的激励。

  • 教学实践同行评审员 — 评审了 Dr. Chee Tong 的晋升案例;Tong 博士成功由教学研究员晋升为高级教学研究员。
  • 就内部教学拨款向同事提供建议 — 支持了 Dr. Peng Lu 那份 HK$1,020,915 的教学设备申请;担任团队成员。
  • 基于科目的评分量规推广 — 与 Dr. Frank Zou 及 Dr. Kam Ng 共同开发;在 AAE 核心科目中采用;并用于 HKIE 2020 年完全认证。

学生心声(精选,来自历年 AAR)

“他用心教学,有问必答。” (2016-17)

“他在讲课时始终充满热情,让课堂总是引人入胜。” (2018-19)

“我遇到过的最好的讲师。” (2018-19)

“即便意外受伤住院期间,他仍开设补课并回复每一封邮件。” (2018-19)

“有些其他讲师就像行尸走肉里的僵尸,只是照念幻灯片上的内容。他的课是我本学期至今上过最好的。” (2022-23)

“教学时积极投入、充满热情。” (2020-21)

“及时反馈获评 4.9/5” (研究生科目,2024-25)

学生亮点。 在通过这些科目受指导的学生中:Su Meiling(航空工程工学学士,2019–23;香港政府奖学金获得者)与 Ang Jershon(航空工程工学学士,2021–25;HKIE 奖学金——全港所有合资格院校中仅三名获奖者之一)。

学生以自己的话讲述通过基于 GitHub 的教学法学习的体会——featuring Ang Jershon。