諾貝爾物理學獎得主Carl Wieman：什么才是最有效的學習方式？

　　多知網(wǎng)11月25日消息，在今天舉辦的2019 GES未來教育大會上，諾貝爾物理學獎得主、斯坦福大學教授Carl Wieman基于過去30年當中我對教學、科學方面的一些觀察，對現(xiàn)有的一些思維方式研究成果進行分享。

　　Carl Wieman指出：

　　1、之前填鴨式的、演講式的教學，跟現(xiàn)在全新的教學方法相對比，能夠精確地反映出不同的學習上差別。例如，對所有的學生而言，不同的教授方式會帶來不同的能力改善情況，有效的教學方式對于人類大腦也是非常有幫助；

　　2、新的教學方式，幫助學生能更多地參與決策過程、解決問題；

　　3、科技在教育當中的角色就是讓溝通更便利，并因此找到更好的答案。

　　以下為現(xiàn)場實錄，經(jīng)多知網(wǎng)編輯：

　　今天給大家講的內(nèi)容與我得的物理學獎無關(guān)。

　　我要講的是，過去30年當中我對教學、科學方面的一些觀察，尤其是關(guān)注一些專家教學的方式，或?qū)Ｗ⒂谌绾文軌驇椭鷮W生獲得更好地解決問題的能力。在過去的幾十年當中，上述領域的研究進展是非常明顯的，教學或者是復雜的思維邏輯、工程思維、學科思維、解決問題的思路等都在不斷地改進。

　　這可能跟大腦學科有關(guān)，一些基本的大腦層面的研究在深化——學習的架構(gòu)是什么，以及大腦的運作機制。通過把跟大腦學科有關(guān)的研究發(fā)現(xiàn)引入到教學當中、課堂教學當中，同時改進考試體系，包括教授在科學領域的教學研究，也會想一想如何在高等教育當中輔助學生有更好的學習效果。

　　這個概念相當新，北美對于課堂教學的研究正在進行當中。所以今天跟大家做一個有關(guān)思維方式研究成果的分享。

     找到真正有效的方式

　　在一些復雜的思維模式之下，學習是如何發(fā)生的？

　　之前的教學過程是非常傳統(tǒng)的，如果把它們放到一種知識的海洋當中，你可以看到傳統(tǒng)的教學思維實際上取決于你的思維起點是什么，當你使用這種模式的時候，基本上最主要的關(guān)注點是：你要烹飪的知識菜肴當中，應該包括哪些元素？其次，就是要選擇擁有最好、最佳的大腦的學生，能夠促進他們?nèi)ビ行У匚諏I(yè)知識。

　　這其實是一個之前就有的方式，全球可能都是依照這樣的一種模型在進行教學活動。但是最近的一些研究，給我們描述的是另外一種不同的學習場景，還是這些學生的大腦，沒有太大的差別，但是方式是很靈活的。通過對教學過程進行一些改變、或者是進行一些更新，改變了大腦傳播的方式，然后大腦的一些重要節(jié)點或者神經(jīng)元，便能夠得到激發(fā)、幫助學生提升解決問題的能力。

　　從研究的角度，我們還有其他的一些結(jié)論。

　　實際上，教學方法要考慮教學內(nèi)容是什么？有可能跟這個模型會有完全相反的結(jié)果。為什么是這樣呢？教學實踐能夠決定你的大腦是如何運作的，它的強度有多少，在一些變化的環(huán)境當中，一些不同的神經(jīng)元連接中，它產(chǎn)生的反應也不同。這是整體大的原則。

　　給大家分享一些在教學環(huán)境中的具體的例子。一個教室當中，不同學科的學生在學相同的內(nèi)容，完全一樣的內(nèi)容。它運用兩種不同的方式來教學，第一個是控制組，控制組由一個有豐富的教學經(jīng)驗的教授來講課，教學方式就像傳統(tǒng)課堂一樣，教授來上課，學生豎起耳朵來聽。

　　實驗組是用同一個老師來教學，但這組學生以教學的方法來學習。采取相同的課程教材，但不同的教學方式，就可以看到兩者之間對比后，有多少學生得到改善。

　　大家可以看到這是我們測試的基礎結(jié)果?？吹讲煌瑢W生的數(shù)量，以及對于不同的學習層級的差別，他們在試驗中有三天時間來學習，我認為效果是非常顯著的，學習狀態(tài)也是非常緊湊的。

　　對所有的學生而言，不同的教授方式會帶來不同的能力改善情況，有效的教學方式對于人類大腦也是非常有幫助的。

　　通過這個試驗，我們可以看到教授方式之間的一些區(qū)別以及對比。這是在加利福尼亞圣地亞哥所完成的一次電腦科學的實驗，對于標準的、研究型的一些教學方法，通過使用這樣教學方法來學習，可以看到整體的學習能力得到很大的改善。所以說，通過使用相同的教師，但是采取更好的教學方法，他們有更好的表現(xiàn)。

　　我還需要更多的案例，涉及到上千個研究成果，以及演講和研究等等。之前填鴨式的、演講式的教學，跟現(xiàn)在全新的教學方法相對比，能夠精確地反映出不同的學習上差別。

　　產(chǎn)生巨大差別還有一個非常重要的原因，就是教師的特性的改變。之前他們完全是課堂的主導者，但現(xiàn)在教學方法已經(jīng)完全改變了。過去填鴨式的教學、教師講述性的教學，沒辦法知道能夠給學生的大腦帶來哪些信號，學生在想什么？而現(xiàn)在我們開始關(guān)注為什么學生取得了如此大的改變，秘密是什么？

　　基本上，我們可以看到在新的教學當中，并不是讓教師告訴學生信息，而是讓他們有更多實踐來自己做出決策、來解決一些問題、教師跟學生坐在一起共同來解決這些問題?？梢钥吹剑谛碌慕虒W方式中，學生在學習和決策過程當中有更多實踐機會，而且這種方式能夠讓學生的大腦得到更加完全的訓練。

　　這些結(jié)論可能是非常簡單的，而且需要有更多的時間來做出研究以進一步證實。事實上大家可以看到，在決策層當中，需要有一些更好的反饋，而且學以致用，就會有更好的訓練，同時我們需要知道，怎么來改變表現(xiàn)，相比早期我們?nèi)狈嵺`，現(xiàn)在我們有更多的實踐案例進行研究。

　 讓學生樂于參與決策、解決問題

　　而且對于這樣一種測試，能夠來尋求更多的匹配度，比如涉及到不同的知識，以及動機和機理機制，這些都是非常重要的。因為在長時間的學習中，機理機制能夠確保大腦不斷改變學習的進程，釋放更多的積極信號，同時也需要關(guān)注到很多其他的細節(jié)內(nèi)容，比如大腦的構(gòu)成，以及大腦的極限。事實上，我們已經(jīng)在學習環(huán)境當中做出了更好的改變，我們進行了一個設計，測試幫助學生解決問題、以及展開社會學習的提高程度。

　　我們也需要有很多不同點，必須要能夠產(chǎn)生最好的結(jié)果?；诖?，我認為，首先能夠來解決這些問題的，是找到專業(yè)知識的講述。我們可以看到，哪些是對學生有益的，對此大家可以持續(xù)性的改變。同時，我們需要知道這些都是非常重要的，需要思考教學的方式，思考一下一個教師應該做什么？

　　而且基于專業(yè)知識、以及課程的設置、跟最近的一些研究發(fā)現(xiàn)，我們可以看到一些細節(jié)，以及解決問題的獨特方式。同時，我們需要知道在不同的課程當中，會涉及到諸如30個相應的決策。

　　我們在每個領域當中展開教學，即使是獨立的大腦做出共同的決策，而且對于解決這些領域的問題的時候，都有相應可預測性的模型，清楚地了解關(guān)于未來以及未來教育，大腦各大區(qū)域是怎么來相同協(xié)作的。

　　隨后大家可以看到更好的決策過程。看到這樣一個相應的框架，知道學生怎么來學習，得到更多的指導。同時解決問題的框架，對于評估學習非常有用，會比較專家和學生的問答，來進行科學地指導改進，同時通過反饋，制訂解決問題的策略。

　　在斯坦福大學，美國正在推動改變臨床推理教學方式，而且會有一些非常重要的能力決策的改變。我們知道斯坦福大學的醫(yī)學生學習能力強到可以通過任何測試，但當讓他們做出醫(yī)學決策的時候，他們并不知道什么時候使用他們的知識。未來會有更好的管控，事實上也改變了課堂，幫助學生做出帶有反饋和診斷的決策。

　　科技在教育當中的角色到底是什么？

       大家知道，很多人認為科技可以解決所有的問題，比如說科技改變了遠古傳授至今的方式。到現(xiàn)在，再到未來，事實上這并不是科技來作出決定的。

　　我們真正需要做出的一大轉(zhuǎn)變，就是說科技怎么來促進，如何助力發(fā)展。其中的一種方式，就是我們有更好的溝通，在學生和學生之間，以及導師和學生之間，導師和導師之間等等。

　　通過這些方式，我們會知道一些全新的能力，會有更好的溝通方式?？赡芪覀儠谕骐娔X的時候，看一看周遭世界發(fā)生哪些事情，學生可以在電腦上搜索信息的時候提出問題。如果說問題在電腦上有，就可以在互聯(lián)網(wǎng)上尋找答案，形成重點的思考。

　　我也參與到其中的一個項目：基于事實和推理的項目。而且我們每年會涉及到幾億次的推理，來促進科技的發(fā)展。

　　我們跟很多科技公司來合作，促進學習過程的改進。這是其中的一些案例，會涉及到基礎的空間，像化學行業(yè)等等，對于學習目標而言，能夠有高互動性，能夠共同來探索，在探索的同時進行思考，通過這些方式設計出來案例和問題，讓學生了解到自己目前所處的環(huán)境。

　　同時，我們能夠提供更好的幫助，尤其對于專家而言，整體的設計也是非常重要的。在這里有一個短片給大家展示一下我們的一些探索情況，對于學生而言，怎么來理解天平之間的平衡度，同時怎么樣讓企，來尋找更好的平衡，還有電路的一些建造。

　　我們都知道，這是其中的一大表現(xiàn)方式，知道學生想要的是什么，幫助他們來進行更好的決策過程，來改變一些模式。因為我們知道有的時候會過快、或者更亮等等一些情況，也能夠跟過去的工作做一些對比。

　　對研究者而言，口耳傳遞的知識傳授已經(jīng)有了數(shù)千年歷史，但這并不是最有效的方式。

　　所以，我們期待在不遠的未來，對于大學而言的話，能夠意識到，擁有專業(yè)知識的教授、以及對于全校師生需要有更好的衡量標準與方式，進而通過這些方式能夠不斷塑造我們的能力，同時來解決專家級的問題，同時未來的老師也能夠幫助K12的學生們。

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