浅谈现代化学习

何政达

谱学电化学实验室

中国科技大学化学物理系 & 合肥微尺度国家实验室原子分子科学研究部

   我认为，现代化学习与过去最不同的地方在于：（1）体验式学习（2）主题性思考（3）交互性创造

先说说什么是前现代化的学习模式。在我过去的学习成长经历当中，“听老师上课 + 写作业 + 考试”这样的三位一体模式是贯穿整个学习生涯的，不论是刚进学校的小学生，还是即将面对人生最重要考试的高三考生，亦或已经进入大学的莘莘学子。这样的教育我称之为“填鸭式的古典教育”。它的好处是：（1）可以批量化教学（2）所有教材、试题、练习规范化（3）国家在大范围内可以很好地控制教学的内容。但是它的不足也非常的显而易见，那就是让学生在规范化、模块化、标准化的考试教学中逐渐丧失对大自然和人类知识精华的兴趣，只剩下对当时做千篇一律题目的憎恨以及如今脑袋空空如也的叹息。那下面，让我们分析一下为什么这种方式会对学生造成致命性的打击。

每个人都是非常特殊的。成长环境、父母教诲，同学交流造就了每一个独特的人。因此学习的过程一定是独特的，每个人对每个具体指示的学习速度和深度都是有差异的。当老师在讲台上讲课的时候，下面学生的接收速度是匀速的，而且这个速度由老师所控制。当然我们承认任何随机变量当取平均化的时候都可以变成正态分布（概率论当中的大数定理），老师只需要在正态分布顶点附近的讲课节奏进行授课即可满足一大部分学生的需求。但是学习是一项非常复杂而且多维的体验。当我们学习一个知识的时候，首先需要将这个知识与原来我们已知的东西进行连接以确保我们能理解它、进而将它作为我们知识体系的一部分。但是这还远远不够，我们还需要在不同的场合下去读取这个信息，去使用它，去探索它自身的特点以及它和其他知识混搭的时候所能产生的魔力。因此这是一个多层次多角度的交互式过程。而在每个人的大脑当中，由于之前积累的不同，对特定信息的处理能力不同（比如很多数学家很小的时候就可以心算非常复杂的算数、音乐家很小的时候就表现出有音乐天赋，在听完一首音乐后就可以将它演奏出来），因此每个人在课堂上的效率自然会有极大差异。这就导致在课后写作业的时候，如果有学生吸收的比较快，那么写作业就比较放松，那么就可以以很快的速度完成作业，并顺利考试取得良好成绩获得老师的表扬。其实从这里我们可以看出，没什么大不了的。只不过那个老师讲课的频率和用词可能恰好满足了该学生的接受范围并且知识结构类似。相反如果在课堂上没有听懂老师在讲什么的那一批学生，回家之后作业做不出来，有些人就不做了，自暴自弃。最后的结果是家长的数落，老师的奚落，考试成绩极差。最后无可奈何的在学校读不下去了，很多人就离开了这座所谓的“独木桥”。开始在另一片天地下创造自己的生活。

总结一下上面的内容，前现代化学习的毛病和导致的后果有：

（1）          一视同仁，所有学生获得知识的频率和基础都一样。没有注重个体化差异，因此会导致只可能有极少数的“幸运儿”在这条道路上脱颖而出。

（2）          所学资料的相同，导致每个学生对于所发资料的敏感程度不同，有的学生喜欢有的学生反感。这不是学生的错，在现代社会每一个侧面都有人喜爱都有人所憎恶。这个世界本来就不是“一元化”社会，我们为何要恪守“一元化”的教育呢？

（3）          按照分数评价学生能力大小。在（1）中已经说过，得分好的学生其实并不一定做任何事都可以出类拔萃。也许我们规定的这条教育之路适合他，但是这条教育之路的特点在于：当你熟悉它，并成功的时候，你也就只能在这条路上继续走下去了。换言之，我们的教育真的是“独木舟”，而且就带领我们永远的顺着一个方向孤独的走下去，没有给我们任何可以自己开拓方向的能力。

那么怎么办？新时代有新的危机、新的问题需要解决、新的社会关系和结构需要建立。如果再使用传承几百年的教学模式，那么根本无法满足现今人们的多元化需求以及培养整个社会发展所需要的人才。当然很庆幸的看到，目前也有很多的人在进行着改变。比如近两年非常火的概念MOOC（大型开放网络公开课），采用一种“网络课堂”模式，老师事先录制好视频以及学习材料放到网上，学生按照自己的速度看老师的视频，之后去做练习。这样的方式解决了每个人对知识吸收的快慢问题，也在全球范围内掀起了一阵MOOC风。但是这真的解决问题了么？

MOOC的本质还是通过“老师讲 + 学生听”的方式来进行所谓课程的学习和讲述。当然我们学每一门知识都希望将它学的体系化、完整化。等等，谁告诉你的？众人皆知的真理往往也有错误的。比如我们学任何一门课、一门手艺和一项技术，我们一定都要把它所有的都学会么？当然不啊！我们学做饭，难道要学会做所有的菜品么？我们学开车，难道要学会所有漂移和正常驾驶的技术么？我们学游泳，难道要蛙泳仰泳自由泳泳泳都会么？当然不啊！我们只需要将我们自己需要的部分学会即可。但是，在这其中，我们学习了它的精髓。当你会做几道菜的时候，再来一个新菜你也可以做的信手拈来；当你会开车的时候，甭管什么车都能开的有模有样；当你会游泳之后，当你偶然知道一个新姿势的时候也可以在泳池中很快练熟。从上面我们发现什么了么？

（1）   很多我们从学校学习的系统化知识往往在应用时都是“碎片化”的。

（2）  我们学东西的时候，学知识是表面的，而学道却是最重要的。因为道能给你融会贯通、举一反三之能力。宛如开外挂一般，让你旗开得胜，在学习的战场上战功累累。

（3）  如何学习道？不是看书，不是听视频，而是“just do it”。妈妈们都没有看过“美食视频教学”，但都可以做出一手可口的饭菜；驾驶员尽管有教练，但也不是在家看“驾驶教学视频”就学会的驾驶；游泳更不用说了，就算把孙杨、菲尔普斯所有的视频都看完，分析到他们每一个动作，也无法学会游泳。因为什么？因为没有“浸入”到你所学的事物当中。我们快找到一条崭新的思路来构建我们的知识网络了。一定很兴奋吧。

所以现代化的学习方式，应该使用我们学习日常技能的方法。不要管具体细节的对错，要勇敢去做，尝试失败的滋味，体验改正的乐趣。等到有一天悟出真理的时候，这时之前的痛苦难受都烟消云散，整个人也只有获得真知的快感。下面我就以一个例子来说说如何进行现代化学习。

现代化学习强调的是“用”而不是“学”。试想一下，当一个士兵学会如何制造黑火药炸药的时候，为什么其他人一定要要求它懂得一硫二硝三木炭的化学方程式呢？他不需要懂得化学方程式，不需要懂得原子结构，不需要知道C是具有还原性而硝酸钾中硝酸根具有氧化性。当然化学教授除外，但是不是所有的人都想去当化学教授和药剂师的对吧？在前现代化教育中，我们只能教给所有人同样的东西，这就导致：想成为厨师的学生学了很多牛顿力学；想要成为下一个牛顿和爱因斯坦的人学了很多莫扎特和莎士比亚，尽管他们对音乐和文学仍然一窍不通。这两位不朽的人物在他们看来只是题目答案的两个选项。而这一切的诞生，只需要一个小小的改变就可以从根本上去改变这样一种情况，那就是“主题性思考”。只有我们将主题性思考加上体验式学习（非记忆式学习），我们就可以为我们的后代构建起一套永不过时的学习武器和解决问题的能力。而这两条则是现代社会当中最缺乏的也是最需要的。

在这里我们要插入一句学习知识当中非常容易引起误解的话：“我们要把很多东西提前学完，才可以去进行。。。。。”这是一句非常愚蠢而且低效率并在很多层次上都是错误的话。当我们学习知识的时候，如果我们不在一个特定的场合使用它，那么我们的知识只是“死”的，因为我们还没有提取过一次。但当我们在某个特定的场合（比如当我们解决问题的时候突然想到有这个方法）中去寻找它并积极使用它的时候，尽管我们不知道它是如何提出的以及具体的细节，但是我们应用过了。到下次在相同的场合中，我们就会不假思索的去使用它。这才是深入学习的特点。而单纯的看书或者是听老师上课填鸭式的满堂灌只能让你记住名词。而不能真正的“学会”你所要学习的知识，没有“浸入式”的学习，只有蜻蜓点水般的感觉，记忆在时间的长河中自然会随波逐流，逐渐消失殆尽。

主题性思考最重要的一点就是抛开具体的学科（数学、物理、化学、语文、政治等等），而着眼于目前所要解决的问题。很多时候生活中重要问题的解决是需要多门学科协同配合才可以完成的。比如说一个新药物的设计，首先要了解针对的病症，需要病理学和临床知识的基础。另外需要生物化学和细胞分子生物学的有关知识来熟悉药物通道；之后需要经过分子动力学模拟以及相应的药物模拟来拟合药物在人体中的变化情况。然后需要合成药物，这又需要有机化学、有机合成的相关技术。有些药物需要附在某种载体上才可以进行释放，这样化学合成手段必不可少。当设计出新药之后需要临床医学以及统计医学的相关知识来进行药物的临床试验，经过几轮临床试验后根据结果还要结合相关的法律法规来进行判断并利用到人体上。在人体试验的时候血液、X光、MRI、NMR都是非常重要的探测仪器，因此仪器制造的知识也存在。所以，根据以上分析我们可以知道，在重要的与人类生存密切相关的领域中，不单单需要一个专才更重要的是知晓许多分支的人才是新世纪最紧缺的人才。而古老的教育模式和理念定是无法培养出这样的人才，否则人们就不会发现问题并为此焦虑了。

当解决了某一个具体问题之后，潜意识中与人分享的冲动是无法压抑的。这时当大家各抒己见对自己已经思考很多的问题提出解决方法的时候，可以通过彼此的解决方法不同来学许多有趣的不同的思路。而这样的创造力在书本上是根本不可能给出的。这就是小班讨论的魅力。而这样学习的时候，对于知识的广度和深度也都会有加强。

在此文一开始我就给出了解决方法，那就是对现今教育理念和方法的重新颠覆：使用“体验式学习 + 主题性思考 + 交互性创造”的方式，让每一个学生都“浸入”在知识的海洋之中，并为此而感到骄傲和自豪。在解决一个个具体而有趣的问题后，这每一个成果，都是人类智慧的结晶，而这是永垂不朽的成就！只有这样才可以练就出良好的问题解决能力，并且这样获得的知识才是自己的。

何政达

2015.1.10于微尺度国家实验室11楼办公室内