Barbara Oakley是奧克蘭大學(xué)的工程學(xué)教授，同時(shí)也是《關(guān)于數(shù)字：如何才能在數(shù)學(xué)和科學(xué)方面變得擅長》的作者。她和Terrence J. Sejnowski合作了MOOC在線課程《學(xué)習(xí)如何學(xué)習(xí)》，大受歡迎。本文中，她以老師和學(xué)生的親身體驗(yàn)講述了在線課程與實(shí)體課程相比的優(yōu)勢。

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我和索爾克研究所神經(jīng)學(xué)家Terrence J. Sejnowski教授在MOOC上講授一門很受歡迎的課程：「學(xué)習(xí)如何學(xué)習(xí)（Learning How to Learn）」。該課程利用神經(jīng)科學(xué)、認(rèn)知心理學(xué)和教育學(xué)等，解釋了大腦如何吸收和處理信息，從而使得我們可以成為更好的學(xué)生。自從2014年8月該課程在Coursera網(wǎng)站上線以來，大約有來自200個(gè)國家的100萬學(xué)生參與到了這門課程中。參加課程的學(xué)生包括心臟病專家、工程師、律師、語言學(xué)家、12歲的孩子，甚至包括蘇丹的難民。我們總是會受到這樣的來信：「最近我聽完了您的MOOC課程，它以一種無法言說的方式徹底改變了我的生活。我今年29歲，正在嘗試將事業(yè)轉(zhuǎn)移到計(jì)算機(jī)科學(xué)上來，而我從沒有感覺到像現(xiàn)在這樣對學(xué)習(xí)充滿了興趣?！?/p>

作為一位老師，能夠收到這樣的反饋真的是萬分榮幸。令人欣喜的是，這不僅是對個(gè)人的夸贊，同時(shí)也說明了MOOC的影響。我們都知道教育系統(tǒng)的重要性，以及提高教育水平（尤其是弱勢群體的教育）將會為社會帶來多大的效益。網(wǎng)絡(luò)課程有更大的影響力，它使得我們可以用更低的成本來獲得更好的教育。這一連串的數(shù)字已經(jīng)讓人印象深刻——超過500所學(xué)院和大學(xué)，200家組織機(jī)構(gòu)和研究所為MOOC提供課程，受眾超過3000萬人。

同時(shí)「學(xué)習(xí)如何學(xué)習(xí)」這門課也是我執(zhí)教20余年來最滿意的一門課——我承認(rèn)我感到有點(diǎn)不爽。現(xiàn)在我是密歇根州奧克蘭大學(xué)工程學(xué)教授。在過去數(shù)年間很多很有影響力的文章都討論過MOOC的成功以及在教育方面的巨大潛力。在一篇文章——「被困在虛擬課堂」中，耶魯大學(xué)英語學(xué)院的David Bromwich教授說道，「MOOC運(yùn)動順應(yīng)了機(jī)械化的發(fā)展趨勢」，「其阻止了關(guān)于教育的內(nèi)容和宗旨方面的復(fù)雜思考」。一些研究文章指出MOOC課堂的輟學(xué)率達(dá)到了90%。Robert Zemsky也認(rèn)為MOOC正面臨著受眾減少的情形，「在教學(xué)和技術(shù)手段上都很無趣」。

我想說，大多數(shù)否定MOOC的人都沒有開設(shè)和教授過網(wǎng)上課程。實(shí)際上，MOOC在技術(shù)和藝術(shù)上都非常迷人，且具有充分的教學(xué)優(yōu)勢。對于STEM（科學(xué)，技術(shù)，教育和數(shù)學(xué)）來說尤其如此。STEM學(xué)生經(jīng)常需要回顧課上的內(nèi)容來理解一個(gè)概念，或者需要暫停一下來讓大腦充分理解。而對于輟學(xué)率，斯坦福大學(xué)的數(shù)學(xué)家Keith Devlin則指出，一些和MOOC相關(guān)的被廣泛引用的論文都依賴于傳統(tǒng)的高等教育衡量標(biāo)準(zhǔn)，「完全是誤導(dǎo)性的」。人們參與到MOOC課程中的原因不盡相同，這也是和傳統(tǒng)大學(xué)課程不一樣的地方。很多人從來就沒有想過要完成這門課程，他們僅僅是來學(xué)習(xí)的，純粹而簡單。

對于那些優(yōu)秀的MOOC課程，實(shí)際上鼓勵(lì)學(xué)生思考更多關(guān)于學(xué)習(xí)目標(biāo)的問題。網(wǎng)絡(luò)課程可以更好地吸引學(xué)生的注意力，有時(shí)候比老師做得更好。「學(xué)習(xí)如何學(xué)習(xí)」這門課程提供了一個(gè)剖析教和學(xué)的機(jī)會。通過網(wǎng)絡(luò)媒介，Terry和我可以幫助學(xué)生解決很多傳統(tǒng)教學(xué)中遇到的挑戰(zhàn)，同時(shí)也可以讓學(xué)生更加深入地理解學(xué)習(xí)過程本身。

DIY：Barbara Oakley（本文作者）和神經(jīng)學(xué)家 Terrence J. Sejnowski以不到5000美元的成本創(chuàng)造了關(guān)于大腦和學(xué)習(xí)模式方面的網(wǎng)絡(luò)課程。這有一部分要?dú)w功于Oakley稱為「學(xué)術(shù)、硅谷與好萊塢創(chuàng)意的完美結(jié)合」。他們自己動手創(chuàng)造的課程是Coursera上1500多個(gè)課程中最有人氣的課程。

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智利褐皮隱居蛛（Chilean recluse spiders）被認(rèn)為是世界上最危險(xiǎn)的隱居蛛之一，咬一口就能致人于死地。這些蜘蛛非常大，差不多有一英寸半（約3.8厘米）。它們的運(yùn)動速度也非常快。想象一下，在地板上離你6米遠(yuǎn)的地方有一只智利褐皮隱居蛛，當(dāng)你再次看它時(shí)，它已經(jīng)到了你的跟前。這會讓你毛骨悚然，不是嗎？

我們正在努力探尋這種運(yùn)動吸引注意力的神經(jīng)回路原因，尤其是像蜘蛛那樣若隱若現(xiàn)的運(yùn)動。當(dāng)隱現(xiàn)對象被監(jiān)測的時(shí)候，神經(jīng)元會將信息傳遞到大腦的杏仁核，這里是情感和運(yùn)動中心。若隱若現(xiàn)是一個(gè)大問題，從演化的角度來看，不同的生物，例如昆蟲、爬行動物、鳥類和人等對其的反應(yīng)都不相同。

人腦在進(jìn)化過程中逐漸獲得了迅速轉(zhuǎn)移注意力的能力。那些呆呆盯著野獸的原始人往往落得葬身獅口的下場。所以人類不能長時(shí)間坐著一動不動地將注意力集中在老師身上，也就不足為奇了。不管我們對上課內(nèi)容多么感興趣，課堂跟我們的大腦就是格格不入。

這對于教學(xué)來說確實(shí)是一個(gè)問題。讓老師幫助我們學(xué)習(xí)更像是異端邪說一般。我們的直覺告訴我們，他們應(yīng)該這么做。事實(shí)上，他們也確實(shí)這么做了，最好的老師會洞悉一切，并且將我們最需要的知識傳遞給我們。他們充滿魅力，并激勵(lì)我們好好學(xué)習(xí)，即使這個(gè)過程中困難重重。明確的解釋、靈感、幽默、個(gè)人側(cè)重點(diǎn)等都會幫助我們在遇到艱巨的任務(wù)時(shí)仍然勇往直前。

但是一些看起來有悖常理的研究表明，老師似乎并沒有幫助我們學(xué)得很好。物理學(xué)教授Ibrahim Abou Halloun和David Hestenes 在1985年的一篇論文中發(fā)現(xiàn)，板書教學(xué)的方式只能讓物理學(xué)生對物理的理解提高一點(diǎn)點(diǎn)，哪怕老師是一名榮譽(yù)獲得者。

Halloun 和 Hestenes的論文對科學(xué)教育產(chǎn)生了深遠(yuǎn)的影響。為什么傳統(tǒng)的教育方式的效果這么微弱？為了解決這個(gè)問題，他們開始測試新的教學(xué)方法。物理學(xué)家Richard Hake和其他人的開創(chuàng)性研究發(fā)現(xiàn)，課堂上的互動參與會使得學(xué)生的學(xué)習(xí)效果有明顯的提升。允許學(xué)生在課堂上與其他學(xué)生交流可以讓學(xué)生的注意力更加集中在課堂上。

許多大學(xué)的課堂已經(jīng)向這個(gè)方向轉(zhuǎn)變。PNAS（美國國家科學(xué)學(xué)院院刊）刊發(fā)了Scott Freeman及其同事的一篇數(shù)據(jù)分析表明，「活躍的」學(xué)習(xí)會促進(jìn)科學(xué)、工程和數(shù)學(xué)課的進(jìn)步，但這看起來像是教學(xué)不當(dāng)，因此以前未曾采用。但是學(xué)習(xí)也不完全是相互交流。有時(shí)候相互交流越多，進(jìn)步反而越慢。通常情況下，活躍學(xué)習(xí)的支持者認(rèn)為（我也是支持者之一，我曾于2004年和別人共同發(fā)表了一篇相關(guān)論文），一個(gè)良好的教學(xué)方法可以讓講解時(shí)間和「活躍」時(shí)間之間保持平衡，讓學(xué)生能夠在與隊(duì)友交流的同時(shí)，也努力獲得材料中的營養(yǎng)。

這樣看來，教師價(jià)值矛盾的解決辦法或許就藏在這些研究中。私人教師可以通過很多種方式來吸引學(xué)生的注意力，例如給出清晰的解釋，上課問問題，并且在適當(dāng)時(shí)候進(jìn)行短暫休息等。但是在傳統(tǒng)的板書教學(xué)情境下，Halloun 和Hestenes的研究發(fā)現(xiàn)，即使是最優(yōu)秀的老師的教學(xué)效果也會大打折扣，使得課堂顯得了無生趣。

隨著因特網(wǎng)的出現(xiàn)，一種全新的教學(xué)方式正在顛覆教室。通過這種方法，教授的教學(xué)內(nèi)容可以儲存在視頻中，并且在家里就可以播放，幫助形成學(xué)生的關(guān)鍵概念，并將這些概念帶到生活中。課堂時(shí)間就可以用來回答問題和與同學(xué)交流互動；團(tuán)隊(duì)一起解決問題，討論問題和概念，同時(shí)也可以糾正單獨(dú)學(xué)習(xí)時(shí)的概念誤解等。這些相互交流對老師和學(xué)生來講都是無價(jià)的。

這種顛覆式課堂的發(fā)展使得MOOC成為了教育行業(yè)的下一個(gè)重要前沿陣地。

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或許，我開設(shè)「學(xué)習(xí)如何學(xué)習(xí)」這門課的最大原因是，我曾是一個(gè)很糟糕的學(xué)生。我小學(xué)，初中和高中的數(shù)學(xué)和科學(xué)都不及格，直到26歲我退伍了之后才考慮補(bǔ)救一下我的數(shù)學(xué)。（慘淡的就業(yè)前景可以成為一個(gè)轉(zhuǎn)變職業(yè)的強(qiáng)大動機(jī)。）我?guī)缀醪荒芡ㄟ^課堂聽講來學(xué)習(xí)——在課堂上，除了教授以外的所有東西都變成了閃光物體，不斷分散著我的注意力。我能成功的唯一轉(zhuǎn)機(jī)是，我成為了一名課堂速記員——課后再以自己的方式來學(xué)習(xí)和消化這些課上筆記。

當(dāng)我作為一個(gè)成年人開始學(xué)習(xí)數(shù)學(xué)的時(shí)候，我望著這些材料，經(jīng)常感到非常沮喪，有時(shí)候我甚至覺得這是課本和教授伙同起來，提出最晦澀的問題。每次那些一輩子都沉浸在傅里葉變換和拉普拉斯變換里的教授說，「很顯然……」 的時(shí)候，我都會打一個(gè)寒顫，因?yàn)檫@對我來說一點(diǎn)都不明顯。我的學(xué)習(xí)速度很慢，我常要花很長的時(shí)間來理解一些非常簡單的問題。

Terry和我創(chuàng)建的「學(xué)習(xí)如何學(xué)習(xí)」這門課程會讓學(xué)生自行掌握這些簡單的問題。我們希望和一些游戲制造商和電視合作，以便充分利用面對面輔導(dǎo)的優(yōu)勢。從《俠盜飛車》的快節(jié)奏到《絕命毒師》中烘干機(jī)中飛動的錢幣，運(yùn)動是一個(gè)重要的因素，能夠深入到觀眾的潛意識，并鎖定他們的注意力。

在「學(xué)習(xí)如何學(xué)習(xí)」中，我們充分利用了運(yùn)動的作用。通過使用綠幕，我可以很快地從屏幕一端運(yùn)動到另一端，我也可以讓攝像機(jī)給我一個(gè)特寫等等。當(dāng)然這些都是攝像機(jī)的技巧，但是這確實(shí)可以吸引學(xué)生的注意力。

事實(shí)上，許多科學(xué)上的偉人曾經(jīng)使用過的技巧包括：想象自己被傳輸?shù)搅怂麄冋龂L試?yán)斫獾氖挛镏小垡蛩固咕妥鲞^一件著名的事——將自己想象成一束光，從而得到了相對論公式。諾貝爾獎(jiǎng)得主Barbara McClintock想象自己是跳躍的基因，從而有了自己的發(fā)現(xiàn)。我們可以幫助學(xué)生發(fā)展相同類型的直覺，而這在教室里幾乎是不可能的。我們可以在細(xì)胞的線粒體中漫步，也可以觀察點(diǎn)燃極光的離子相互作用，或頓悟出歐拉方程的螺旋結(jié)構(gòu)。

目前課堂中經(jīng)常用到的一種技術(shù)就是，屏幕上有PPT，而講師則站在一邊。通過在視頻格式中模仿這種做法，我們通?？梢钥吹皆谄聊坏囊唤怯幸粋€(gè)講課的老師投影（老師基本上不動，所以他的投影更像一張靜態(tài)圖像），而主頁面則是進(jìn)行討論的內(nèi)容。

但是這種雙圖像的方法事實(shí)上增加了學(xué)習(xí)者的認(rèn)知負(fù)擔(dān)。在同一屏幕上出現(xiàn)了兩張圖像，你必須同時(shí)關(guān)注兩項(xiàng)事物。然而，綠幕技術(shù)可以允許教授圍繞一個(gè)和他自己一般大小的希臘花瓶走動。在生物視頻中，教授可以指出細(xì)胞的生命結(jié)構(gòu)。在工程學(xué)方面，教授可以指出熱交換器的逆流。在影片中同時(shí)加入教授和他介紹的對象，就可以減少學(xué)生的認(rèn)知負(fù)擔(dān)，從而讓學(xué)生可以把精力更加集中在更重要的細(xì)節(jié)問題上，這可以幫助學(xué)生更容易地抓住最關(guān)鍵的概念。

隱喻和類比與減輕認(rèn)知負(fù)擔(dān)一樣重要。神經(jīng)重用（neural reuse）理論認(rèn)為，我們在理解一些過程時(shí)，經(jīng)常會使用相同的神經(jīng)回路來理解隱喻和類比的事物。例如當(dāng)我們使用水流來類比電流時(shí)，我們就會使用相同的神經(jīng)回路來幫助我們理解這些關(guān)鍵概念。科學(xué)、工程和數(shù)學(xué)教授可能會認(rèn)為通過一些簡單的類比來介紹概念比較傻。但這類教學(xué)工具非常有用，它們可以幫助學(xué)生通過過去已經(jīng)存在的神經(jīng)回路來迅速理解嶄新的復(fù)雜概念。

好的在線課程會讓學(xué)生覺得教授是直接在對他們講課。老師直接聚焦在攝像機(jī)上就像直接聚焦在學(xué)生身上一樣。這樣學(xué)生就會感覺親切一些，使得我們更愿意聽課。這并不能取代教室里上課的老師。它只是作為附加的個(gè)性化教學(xué)資源，雖然事實(shí)上我們正在對著很多學(xué)生講課。我必須說，我在我們的MOOC課程中所講的每一堂課，都是我一生中在該方面講得最好的課。

在線課堂使得小測驗(yàn)變得更加可行。測驗(yàn)是檢驗(yàn)學(xué)習(xí)的最好方法之一。測驗(yàn)是視頻教學(xué)的一個(gè)重點(diǎn)，每一節(jié)后面的問題都經(jīng)過了精心挑選，對于提高學(xué)生對材料的理解非常重要。研究發(fā)現(xiàn)，在物理學(xué)上，學(xué)生通過仔細(xì)講解獲得的信息并不多，相反，他們從錯(cuò)誤中吸取的教訓(xùn)更多。但是和大多數(shù)學(xué)科不同，物理學(xué)充滿了預(yù)先存在的錯(cuò)誤概念，引誘學(xué)生跳過解釋，因?yàn)樗麄冋J(rèn)為他們已經(jīng)理解了其中的含義——這被稱之為「定勢」思維。在在線測驗(yàn)中所犯下的錯(cuò)誤會引導(dǎo)物理（或其他學(xué)科）學(xué)生重新審視這些解釋。

因此在線課堂會讓學(xué)生按照大腦自然的思維方式來學(xué)習(xí)——首先是專注，然后是不斷重復(fù)其中最難的部分，然后簡單休息一下。同時(shí)他們也可以自我測驗(yàn)，或者回答我提出的問題。他們可以暫停視頻，然后陷入沉思，直到想出答案，然后再繼續(xù)。他們也可以在論壇里面進(jìn)行討論，而這些都是傳統(tǒng)的2小時(shí)課堂無法提供的。

并不是所有的MOOC課程都很優(yōu)秀。但是隨著多樣性和質(zhì)量的提高，MOOC可以提供給學(xué)生更多的選擇。學(xué)生可以嘗試很多課程，如果不感興趣，則可以退出，繼續(xù)選擇其他課程。MOOC并不是提高教育的答案。我們將擁有多種多樣的資源可供選擇：MOOC，教材出版社開發(fā)的資源，以及教師本身。在線教學(xué)并不能完全替代實(shí)體課堂，相反，它們更多起到的是協(xié)助者的角色，提供更高質(zhì)的輔導(dǎo)，以及很好的測驗(yàn)材料。

Terry和我以不到5000美元的成本制作了「學(xué)習(xí)如何學(xué)習(xí)」這門課程。課程的制作主要是我家地下室里完成的。其實(shí)我并沒有視頻剪輯方面的經(jīng)驗(yàn)。該課程使用的大多數(shù)圖像都是由PPT制作的。因此我將挑戰(zhàn)那些對于MOOC的批評之聲。自己制作在線課程，將最有趣、最有影響力的課程制作成影片。如果你對自己的作品不滿意，那就再試一次，直到變得最好。讓你的視頻對全世界的人開放，而不是僅僅提供給課堂上的幾個(gè)人。你將會發(fā)現(xiàn)MOOC的能力遠(yuǎn)比你想像的要大。更重要的是，你能將這種美妙的開放式學(xué)習(xí)提供給全世界的學(xué)生。

選自nautilus

作者：BARBARA OAKLEY

機(jī)器之心編譯出品

參與：楊超，Gabrielle Zhang，汪汪