新的教学方式,帮助学生能更多地参与决策过程、解决问题。

诺贝尔物理学奖得主Carl Wieman:什么才是最有效的学习方式?

2019-11-25 18:03:46发布     来源:多知网     作者:冯玮  

  多知网1125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。

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  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。

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