我他与索尔克生物研究所弗朗西斯·克里克教授、神经学家特伦斯·j·塞诺维斯基一起教授世界上最受欢迎的mooc(大型在线开放课程)之一的“学习如何学习”。这门课程利用神经科学、认知心理学和教育来解释我们的大脑是如何吸收和处理信息的，所以我们都可以成为更好的学生。自2014年8月在Coursera网站上线以来，已有来自200多个国家的近100万名学生报名参加了我们的课程。我们已经有心脏病专家、工程师、律师、语言学家、12岁的儿童和苏丹的战争难民参加了这门课程。我们经常收到这样的邮件:“我会保持简短。我最近完成了你们的MOOC课程，它已经以你无法想象的方式改变了我的生活。我刚满29岁，正在转行从事计算机科学，我从来没有像现在这样兴奋地学习。”
全世界的老师都知道，收到这样的便条是一种美妙的感觉。就个人而言，这封信令人欣慰，但它也说明了mooc的影响。我们都知道教育系统的重要性，以及如果教育，特别是对弱势群体的教育得到改善，社会能获得多少好处。在线课程使我们能够扩大这些机会——以更低的成本获得更好的教育。这些数字已经令人印象深刻。500多所高校和200多家组织机构提供mooc，用户总数达3000万。
与此同时，“学会如何学习”是我20年教师生涯中最令人满意的经历之一——我目前是密歇根州奥克兰大学的工程学教授——我承认我感到有点抵触。在过去的几年里，mooc的成功和巨大的教育潜力被一些高调的文章所削弱。在一篇题为《困在虚拟教室》的文章中纽约书评，耶鲁大学英语斯特林教授戴维·布罗米奇(David Bromwich)称，“MOOC运动与机械化的趋势相配合”，“阻碍了对教育内容和目标进行更复杂的思考。”一些研究报告称，mooc的辍学率在90%以上。宾夕法尼亚大学教育研究生院(University of Pennsylvania Graduate School of Education)高等教育学习联盟(Learning Alliance for Higher Education)主席罗伯特·泽姆斯基(Robert Zemsky)曾写道，mooc的前景越来越渺茫，“无论是在教学上还是在技术上都不有趣”。
人类大脑已经进化出了一种能迅速集中注意力的能力。
我敢说，大多数拒绝MOOC的人几乎没有创建和教授在线课程的经验。事实上，mooc在艺术和技术上都很吸引人，在教学上也有很大优势。在令人担忧的STEM(科学、技术、工程、数学)领域尤其如此，在这一领域，难以理解的解释往往要求学生重听一节课的部分内容，或者只是在理解逐渐进入意识的过程中暂停一下。至于这些辍学率，斯坦福大学(Stanford University)数学家基思•德夫林(Keith Devlin)指出，一些被广泛引用的关于MOOC辍学率的论文依赖的是高等教育的传统指标，这些指标“完全具有误导性”。人们选择慕课的原因与选择传统大学课程的原因不同。“很多人从未打算完成课程，”德夫林写道。他们“来这里是为了接受教育。纯粹和简单的。”
大学希望学生有个性，但无法衡量
乔恩•伯肯施泰特(Jon Boeckenstedt)对数据津津乐道。作为德保罗大学负责招生管理的副校长，他研究了该校1.6万名本科生的表现，试图预测他们的表现。许多处于他这种地位的人会转向标准化考试，比如SAT (Scholastic…阅读更多
有了最好的mooc，学生们接受的教育确实鼓励人们对教育目标进行复杂的思考。在线课程可以吸引学生的注意力，有时比老师做得更好。创建“学习如何学习”为教与学提供了一个“元”的机会。特里和我可以利用网络媒介帮助学生克服传统教学方法带来的一些挑战，并让他们深入了解学习过程本身。
CHilean隐士蜘蛛被认为是最危险的隐士蜘蛛之一。咬一口就能弄死你。那些吸管直径可达一英寸半。它们也非常快。想象一下，你看到一只智利隐士蜘蛛在你前面20英尺的地板上。再看一看，突然，它就在你面前两英尺。那引起了你的注意，不是吗?
我们开始梳理出运动——尤其是像蜘蛛那样隐现的运动——吸引注意力背后的神经回路。当探测到隐现的物体时，神经元会向大脑的杏仁核发送一连串的信息，杏仁核是情绪和动机的处理中心。若隐若现是一件大事，从系统进化的角度来说——像昆虫、爬行动物、鸟类和人类这样不同的生物都会对若隐若现的动作做出反应。1
人类大脑已经进化出了一种能迅速集中注意力的能力。那些盯着他们正在跟踪的角马看得太紧的人最终可能会被跟踪他们的狮子杀死。因此，如果了解到人类可能不应该长时间坐在盒子里，专注于教室里的老师，也就不足为奇了。无论我们多么喜欢或对这些材料有兴趣，讲座都是不合拍的我们的大脑是如何工作的．
这是教学的一个问题。甚至问老师是否帮助我们学习，听起来都是异端邪说。我们的直觉告诉我们应该这样。事实上，它们确实帮助我们学习——最好的老师似乎进入我们的头脑，凭直觉知道我们需要什么啊哈!的初步理解。它们可以吸引、折磨和激励我们好好学习，即使是在掌握的顶峰似乎不可逾越的时候。清晰的解释，灵感，幽默，个人对概念误解的压力点的关注，这些都帮助我们在有时困难的学习任务中继续前进。
但反直觉的研究表明，老师似乎并没有很好地帮助我们学习。1985年发表论文《大学物理专业学生的初步知识状况》，物理学教授易卜拉欣·阿布·哈罗恩(Ibrahim Abou Halloun)和大卫·赫斯滕(David Hestenes)的研究揭示，当我们把物理专业的学生放在一个传统的“用粉笔说话”的老师面前时，这些学生对物理学的理解只会有一点点进步——即使这位老师是获奖教师。2
过去许多科学界的伟人使用的一个技巧就是想象自己被传送到他们试图理解的事物中去。
哈隆和赫斯滕的论文在科学教育领域引起了轩然大波。传统教育方法的教育效果怎么会这么差呢?在研究人员努力解决这些问题的同时，他们开始测试新的更好的教学方法。物理学家理查德·哈克(Richard Hake)等人进行的开创性研究表明，与传统的“讲台上的智者”方法相比，课堂上的互动参与，包括有100多名学生的大教室，在一个学期内获得的知识有显著提高。3.保持学生的注意力似乎可以通过让他们彼此交流和互动来提高。
许多大学教室已经转向这种方式。Scott Freeman和他的同事在美国国家科学院院刊揭示了“主动”学习在科学、工程和数学课堂上产生了如此巨大的进步，以至于不使用它几乎是教学上的弊端。4但是学习不可能都是互动的。有时候，互动越多，进展就越慢。通常情况下，积极学习的支持者(我就是其中之一;我在2004年与人合著了一篇关于这一主题的论文)，提出了一个好的教学方法，即在教师的讲解时间与“主动”时间之间提供一个平衡，让学生能够在与队友互动的同时，自己掌握材料。5
教师价值悖论的解决，似乎有赖于研究者的研究。私人辅导不仅可以给出清晰的解释，还可以转换话题，提出问题，并在必要时短暂休息，这样就能自然地吸引学生的注意力。哈罗恩和赫斯滕正在调查的是传统的用粉笔说话的大教室，当一节漫长的大学课程在一群学生中间拖着走的时候，即使是最好的老师也会忍不住感到无聊。
这些发现表明，我们的大脑是由难以捉摸的、无意识的因素所驱动的。我们无法长时间保持专注，再加上我们需要自己尝试，和别人讨论，这就降低了我们充分利用以传统舞台上的形式授课的老师的能力。
随着互联网的出现，一种更新的教学方法就是“翻转”课堂。在这种方法中，教授们会被录制成视频，这样他们就可以在家里观看，帮助他们综合并将关键想法转化为现实。然后，课堂时间被用来回答问题和合作互动:解决问题，在团队中讨论问题和概念，并解决在初步的单独研究中产生的误解。老师和其他学生在这些类型的个人互动中都是无价的。
翻转课堂的发展使mooc成为下一个重要的教育前沿。
P也许我创作《学会如何学习》的最大优点是我曾经是一个糟糕的学生。我在小学、初中和高中的数学和科学上都不及格。直到26岁，也就是我退役后，数学补习才进入我的人生。(糟糕的工作前景可能是这是改变职业的巨大动力.）在课堂上听讲座是学不好的，除了教授，几乎什么都听，对我来说都是分心的好东西。我最终成功的唯一途径是成为一名课堂速记员，然后按照我自己的节奏和方式学习笔记。
当我作为一个成年人开始学习数学时，我经常对这些材料感到非常沮丧——有时我觉得教科书和教授组合在一起，以最神秘的方式呈现问题。每当有教授对傅里叶和拉普拉斯变换有着近乎一生的经验说“当然，直觉上很明显……”我就会打个寒颤，因为我知道直觉上并不明显我．我不是一个快速学习的人——我常常要花很长时间才能发现我所看到的其实是非常简单的东西。
特里和我创建了“学习如何学习”，让学生自己掌握简单。我们希望将面对面辅导的一些优势与电子游戏开发商和电视最近的经验相结合。从《侠盗猎车手》的快节奏到在打破坏在美国，动作是深入观众潜意识以锁定他们注意力的一个重要方面。
在《学会如何学习》中，我们孜孜不倦地运用动作。使用绿色屏幕，我可以突然从屏幕的一边弹出到另一边。或者我可以从完全站立到近距离观察自己的脸。或者，当我在屏幕边笑的时候，我可以加速屏幕上的视频——我女儿笨手笨脚地把家里的车从车道上倒到草坪上——这是一个活生生的例子，说明程序流畅性还没有培养出来时会发生什么。当然，这都是视频把戏，但它确实能吸引学生的注意力。
事实上，过去科学界的许多伟大人物都使用过一个技巧，那就是想象自己被传送到他们试图理解的事物中去。著名的爱因斯坦想象自己追逐一束光来帮助他建立相对论。诺贝尔奖得主芭芭拉·麦克林托克(Barbara McClintock)曾幻想自己身处“跳跃基因”的领域，她因发现了“跳跃基因”而闻名。我们可以帮助学生培养和这些诺贝尔奖得主一样的直觉，通过视频将物体栩栩如生，而这在教室里几乎是不可能做到的。我们可以走进一个细胞的线粒体，或激发极光的离子相互作用，或欧拉方程的螺旋顿悟。
在线视频让学生们能够做他们的大脑天生就擅长集中注意力的事情，重温他们试图学习的最难的部分，然后休息一下。
目前在“面对面”课堂教学中经常使用的一种技术是，在屏幕上放一张PowerPoint幻灯片，而教师则站在一旁。模仿这种方法在视频格式,我们经常看到屏幕的一个小角落里的头部特写(这基本上是,因为它的活动范围有限,仍然像一个图像),而主要image-whether短笛或毕加索是扩大和讨论在屏幕的另一部分。
但这种“双意象”的方法实际上增加了学习者的认知负荷。屏幕上有两个独立的图像，你必须同时处理两个不同的东西。然而，绿屏技术可以让教授在一个和她一样大小的数字放大的希腊花瓶周围走动。在生物学视频中，教授可以指出细胞的实物大小的结构。在工程学上，她可以指出热交换器的逆流方面。这种教授和讨论对象的电影式的结合减少了认知负荷，并将学生的注意力集中在重要的细节上——即使在现实生活中，这些细节是很小的。所有这些对于让学生更容易掌握关键思想有很大的影响。
隐喻和类比对于学习和减少认知负荷同样重要。一种叫做“神经重用”的理论认为，我们似乎经常使用相同的神经回路来理解隐喻或类比，就像我们理解潜在过程本身一样。6当我们用水流作为电子流的类比，或者用跟踪者越走越近的想法来帮助我们理解微积分中的极限概念时，我们是在调用支撑我们理解这些抽象概念能力的相同神经回路。科学、工程和数学教授有时会通过一些愚蠢的类比来简化他们的材料，他们可能有点傲慢。这些类型的教学工具是非常有价值的——它们作为知识的入口，通过使用预先存在的神经回路，让学生更快地理解复杂的思想。
好的网络课程让学生感觉教授在直接和他们说话。在视频中，老师对着摄像机的直接关注会转化为个人注意力。学生们形成了一种熟悉感;我们经常被视为友好的私人教师。它让我们更平易近人，更“听话”。这并不是说我们在教室里取代了老师。而是我们作为额外的个性化资源，尽管我们在大规模地进行解释。我应该提一下，我在MOOC上讲的每一个视频都是最好的这是我一生中做过的关于这个话题的演讲。
网络课程提供了更多的测验。事实证明，测试是我们学习的最好方式之一。7在视频的关键点上进行测试，以及在每个模块的最后精心设计的几十个可选择的测试问题，可以大大提高学生对材料的理解。教育家有时指出，物理学研究表明，学生并不是真正从仔细的解释中学到东西，而是从犯错中学到东西。但与大多数学科不同的是，物理学充满了既存的错误观念，导致学生跳过过去的解释，因为他们认为自己已经理解了——一种被称为“爱因斯坦”的停滞不前的心态。8网络上经常有一些低风险的测试题，其中的错误会迫使物理或其他学科的学生重新考虑解释。
因此，在线视频可以让学生做他们的大脑天生就擅长的事情——首先集中注意力，然后回放他们试图学习的最难的部分，然后休息一下。他们可以测试自己，或者我可以测试他们。他们可以停止视频，凝视远方，思考，直到突然，它咔哒作响。他们可以在论坛上与津巴布韦或智利的朋友建立联系。在传统的2小时课程中，这大部分是不可能做到的。(你有没有试过在2个小时的课堂时间里遵循10个完整的贝叶斯定理的例子?)
并非所有的mooc都很棒。但随着mooc的多样性和质量不断提高，它为学生提供的——无论是在校学生还是非在校学生——都是一种选择。学生们可以尝试大量的科目和课程，如果他们没有被激发，就继续学习。mooc本身并不是改善教育的答案。这将来自多种来源:mooc、教科书公司开发的资源，以及教师自己。在线资源不会取代面对面的导师，相反，它们将成为资源，提供高质量的个性化辅导和优秀的测试材料，并能快速评分。
特里和我制作了《学习如何学习》，花了不到5000美元，而且大部分是在我的地下室里。我以前没有电影剪辑经验——事实上，我几乎连相机的快门都按不上。课程中的许多移动图像都是使用简单的PowerPoint幻灯片创建的。所以我要向MOOC的批评者提出挑战。制作你自己的在线课程。拍下你一生中所做过的最有趣、最有见解的演讲。如果你觉得你的课不够好，就重新拍一遍，直到你满意为止。让全世界数百万的学生都能看到你的视频，而不仅仅是你班上的少数特权学生。针对你在课堂上最常见的错误进行小测验。关于mooc的拓展和能力，你会学到更多。 More importantly, you will exemplify a wonderful openness for learning to students everywhere.
芭芭拉·奥克利是密歇根州罗彻斯特市奥克兰大学的工程学教授，最近著有《《数字思维:如何擅长数学和科学》(即使你代数不及格)。她和特伦斯·j·塞耶诺夫斯基(Terrence J. Sejnowski)共同创立了在线课程“学习如何学习”(Learning How to Learn)。
参考文献
1.若隐若现的动作启动视觉运动系统。实验心理学杂志:人的知觉与表现40, 566 - 579(2014)。
2.王志强，王志强。大学物理专业学生的初步知识状况。美国物理学杂志531043(1985)。
3.互动参与与传统方法的对比:对6000名学生进行的物理入门课程力学测试数据的调查。美国物理学杂志6664(1998)。
4.弗里曼,S。et al。积极学习可以提高学生在科学、工程和数学方面的表现。美国国家科学院院刊111, 8410 - 8415(2014)。
5.Oakley, B.， Brent, R.， Felder, R. m .， & Elhajj, I.将学生团体变成有效的团队。以学生为中心的学习期刊29-34(2004)。
6.后颅相学概要:神经重用与互动的大脑。行为与脑科学1622页(2015)。
7.测试通过稳定大脑区域的大网络中的激活模式来促进长期学习。大脑皮层24, 3025 - 3035(2014)。
8.为什么好的想法会阻碍更好的想法:有害的爱因斯坦效应的机制。认知108, 652 - 661(2008)。
