诺贝尔物理学奖得主Carl Wieman：什么才是最有效的学习方式？

　　多知网11月25日消息，在今天举办的2019 GES未来教育大会上，诺贝尔物理学奖得主、斯坦福大学教授Carl Wieman基于过去30年当中我对教学、科学方面的一些观察，对现有的一些思维方式研究成果进行分享。

　　Carl Wieman指出：

　　1、之前填鸭式的、演讲式的教学，跟现在全新的教学方法相对比，能够精确地反映出不同的学习上差别。例如，对所有的学生而言，不同的教授方式会带来不同的能力改善情况，有效的教学方式对于人类大脑也是非常有帮助；

　　2、新的教学方式，帮助学生能更多地参与决策过程、解决问题；

　　3、科技在教育当中的角色就是让沟通更便利，并因此找到更好的答案。

　　以下为现场实录，经多知网编辑：

　　今天给大家讲的内容与我得的物理学奖无关。

　　我要讲的是，过去30年当中我对教学、科学方面的一些观察，尤其是关注一些专家教学的方式，或专注于如何能够帮助学生获得更好地解决问题的能力。在过去的几十年当中，上述领域的研究进展是非常明显的，教学或者是复杂的思维逻辑、工程思维、学科思维、解决问题的思路等都在不断地改进。

　　这可能跟大脑学科有关，一些基本的大脑层面的研究在深化——学习的架构是什么，以及大脑的运作机制。通过把跟大脑学科有关的研究发现引入到教学当中、课堂教学当中，同时改进考试体系，包括教授在科学领域的教学研究，也会想一想如何在高等教育当中辅助学生有更好的学习效果。

　　这个概念相当新，北美对于课堂教学的研究正在进行当中。所以今天跟大家做一个有关思维方式研究成果的分享。

     找到真正有效的方式

　　在一些复杂的思维模式之下，学习是如何发生的？

　　之前的教学过程是非常传统的，如果把它们放到一种知识的海洋当中，你可以看到传统的教学思维实际上取决于你的思维起点是什么，当你使用这种模式的时候，基本上最主要的关注点是：你要烹饪的知识菜肴当中，应该包括哪些元素？其次，就是要选择拥有最好、最佳的大脑的学生，能够促进他们去有效地吸收专业知识。

　　这其实是一个之前就有的方式，全球可能都是依照这样的一种模型在进行教学活动。但是最近的一些研究，给我们描述的是另外一种不同的学习场景，还是这些学生的大脑，没有太大的差别，但是方式是很灵活的。通过对教学过程进行一些改变、或者是进行一些更新，改变了大脑传播的方式，然后大脑的一些重要节点或者神经元，便能够得到激发、帮助学生提升解决问题的能力。

　　从研究的角度，我们还有其他的一些结论。

　　实际上，教学方法要考虑教学内容是什么？有可能跟这个模型会有完全相反的结果。为什么是这样呢？教学实践能够决定你的大脑是如何运作的，它的强度有多少，在一些变化的环境当中，一些不同的神经元连接中，它产生的反应也不同。这是整体大的原则。

　　给大家分享一些在教学环境中的具体的例子。一个教室当中，不同学科的学生在学相同的内容，完全一样的内容。它运用两种不同的方式来教学，第一个是控制组，控制组由一个有丰富的教学经验的教授来讲课，教学方式就像传统课堂一样，教授来上课，学生竖起耳朵来听。

　　实验组是用同一个老师来教学，但这组学生以教学的方法来学习。采取相同的课程教材，但不同的教学方式，就可以看到两者之间对比后，有多少学生得到改善。

　　大家可以看到这是我们测试的基础结果。看到不同学生的数量，以及对于不同的学习层级的差别，他们在试验中有三天时间来学习，我认为效果是非常显著的，学习状态也是非常紧凑的。

　　对所有的学生而言，不同的教授方式会带来不同的能力改善情况，有效的教学方式对于人类大脑也是非常有帮助的。

　　通过这个试验，我们可以看到教授方式之间的一些区别以及对比。这是在加利福尼亚圣地亚哥所完成的一次电脑科学的实验，对于标准的、研究型的一些教学方法，通过使用这样教学方法来学习，可以看到整体的学习能力得到很大的改善。所以说，通过使用相同的教师，但是采取更好的教学方法，他们有更好的表现。

　　我还需要更多的案例，涉及到上千个研究成果，以及演讲和研究等等。之前填鸭式的、演讲式的教学，跟现在全新的教学方法相对比，能够精确地反映出不同的学习上差别。

　　产生巨大差别还有一个非常重要的原因，就是教师的特性的改变。之前他们完全是课堂的主导者，但现在教学方法已经完全改变了。过去填鸭式的教学、教师讲述性的教学，没办法知道能够给学生的大脑带来哪些信号，学生在想什么？而现在我们开始关注为什么学生取得了如此大的改变，秘密是什么？

　　基本上，我们可以看到在新的教学当中，并不是让教师告诉学生信息，而是让他们有更多实践来自己做出决策、来解决一些问题、教师跟学生坐在一起共同来解决这些问题。可以看到，在新的教学方式中，学生在学习和决策过程当中有更多实践机会，而且这种方式能够让学生的大脑得到更加完全的训练。

　　这些结论可能是非常简单的，而且需要有更多的时间来做出研究以进一步证实。事实上大家可以看到，在决策层当中，需要有一些更好的反馈，而且学以致用，就会有更好的训练，同时我们需要知道，怎么来改变表现，相比早期我们缺乏实践，现在我们有更多的实践案例进行研究。

　 让学生乐于参与决策、解决问题

　　而且对于这样一种测试，能够来寻求更多的匹配度，比如涉及到不同的知识，以及动机和机理机制，这些都是非常重要的。因为在长时间的学习中，机理机制能够确保大脑不断改变学习的进程，释放更多的积极信号，同时也需要关注到很多其他的细节内容，比如大脑的构成，以及大脑的极限。事实上，我们已经在学习环境当中做出了更好的改变，我们进行了一个设计，测试帮助学生解决问题、以及展开社会学习的提高程度。

　　我们也需要有很多不同点，必须要能够产生最好的结果。基于此，我认为，首先能够来解决这些问题的，是找到专业知识的讲述。我们可以看到，哪些是对学生有益的，对此大家可以持续性的改变。同时，我们需要知道这些都是非常重要的，需要思考教学的方式，思考一下一个教师应该做什么？

　　而且基于专业知识、以及课程的设置、跟最近的一些研究发现，我们可以看到一些细节，以及解决问题的独特方式。同时，我们需要知道在不同的课程当中，会涉及到诸如30个相应的决策。

　　我们在每个领域当中展开教学，即使是独立的大脑做出共同的决策，而且对于解决这些领域的问题的时候，都有相应可预测性的模型，清楚地了解关于未来以及未来教育，大脑各大区域是怎么来相同协作的。

　　随后大家可以看到更好的决策过程。看到这样一个相应的框架，知道学生怎么来学习，得到更多的指导。同时解决问题的框架，对于评估学习非常有用，会比较专家和学生的问答，来进行科学地指导改进，同时通过反馈，制订解决问题的策略。

　　在斯坦福大学，美国正在推动改变临床推理教学方式，而且会有一些非常重要的能力决策的改变。我们知道斯坦福大学的医学生学习能力强到可以通过任何测试，但当让他们做出医学决策的时候，他们并不知道什么时候使用他们的知识。未来会有更好的管控，事实上也改变了课堂，帮助学生做出带有反馈和诊断的决策。

　　科技在教育当中的角色到底是什么？

       大家知道，很多人认为科技可以解决所有的问题，比如说科技改变了远古传授至今的方式。到现在，再到未来，事实上这并不是科技来作出决定的。

　　我们真正需要做出的一大转变，就是说科技怎么来促进，如何助力发展。其中的一种方式，就是我们有更好的沟通，在学生和学生之间，以及导师和学生之间，导师和导师之间等等。

　　通过这些方式，我们会知道一些全新的能力，会有更好的沟通方式。可能我们会在玩电脑的时候，看一看周遭世界发生哪些事情，学生可以在电脑上搜索信息的时候提出问题。如果说问题在电脑上有，就可以在互联网上寻找答案，形成重点的思考。

　　我也参与到其中的一个项目：基于事实和推理的项目。而且我们每年会涉及到几亿次的推理，来促进科技的发展。

　　我们跟很多科技公司来合作，促进学习过程的改进。这是其中的一些案例，会涉及到基础的空间，像化学行业等等，对于学习目标而言，能够有高互动性，能够共同来探索，在探索的同时进行思考，通过这些方式设计出来案例和问题，让学生了解到自己目前所处的环境。

　　同时，我们能够提供更好的帮助，尤其对于专家而言，整体的设计也是非常重要的。在这里有一个短片给大家展示一下我们的一些探索情况，对于学生而言，怎么来理解天平之间的平衡度，同时怎么样让企，来寻找更好的平衡，还有电路的一些建造。

　　我们都知道，这是其中的一大表现方式，知道学生想要的是什么，帮助他们来进行更好的决策过程，来改变一些模式。因为我们知道有的时候会过快、或者更亮等等一些情况，也能够跟过去的工作做一些对比。

　　对研究者而言，口耳传递的知识传授已经有了数千年历史，但这并不是最有效的方式。

　　所以，我们期待在不远的未来，对于大学而言的话，能够意识到，拥有专业知识的教授、以及对于全校师生需要有更好的衡量标准与方式，进而通过这些方式能够不断塑造我们的能力，同时来解决专家级的问题，同时未来的老师也能够帮助K12的学生们。

        更多消息请戳：GES2019未来教育大会专题