大脑喜欢这样学：好奇心、记忆与深层理解
丹尼尔 ·T. 威林厄姆是一位认知心理学家，他认为了解大脑如何学习新的知识、解决问题等，与教师的工作息息相关。在《为什么学生不喜欢上学？》一书中，他将认知心理学在学习领域最重要的研究成果摘要成九条原则，回答了九个问题。
“人的大脑喜欢思考吗？”
“学生该学习什么样的知识？”
“为什么学生只能记得电视剧剧情却记不得知识？”
“为什么学生难以理解抽象概念？”
“反复练习真的有效吗？”
“如果像科学家一样思考？”
“该如何因材施教？”
“如何帮助学得慢的学生？”
“如何才能精进教学方法？”
人有好奇心，也乐于解决问题，但并不善于思考，这不仅要求我们花大工夫将学生学习的内容“问题”化，还需要妥善考虑它的困难程度；在学习中，长期记忆中的事实性知识非常重要，但如何让学生记住这些背景知识呢？威林厄姆认为，思考过的东西能记住，而将内容故事化，有助于人们思考其意义，从而记住它们；如何促进深层理解？我们的大脑擅长处理的是具体的事物，因此要尽量让学生从熟悉的事物中学习抽象的概念。
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人天生好奇，但并非天生善于思考
人生来就有好奇心，但并非杰出的思想者，除非认知环境符合一定的要求，否则我们会尽可能地避免思考。相比大脑能做的很多事情，比如让你能看、能动，思考是缓慢的、费力的、不可靠的。
人们避免思考和人们天生好奇并不矛盾——解决问题会带来愉悦感，但关键是问题 不能太容易，也不能太难，我们会很迅速地分 析解决问题需要多少脑力劳动，如果太多或太 少，我们就会停止努力。
解决问题的过程是什么？让我们从大脑的一个非常简单的模型开始。下图中，左边是周边环境，有很多可看可听的事情、待解决的问题等，右边是科学家们称为工作记忆的大脑组成，可以暂时把它等价于意识，它保存你在思考的事情。从周边环境指向工作记忆的箭头表示工作记忆让你意识到周围有什么：看见一缕光落在桌子上，远处狗吠的声音等。当然你还可以意识到环境中没有的东西，比如你可以想起母亲的声音。长期记忆是储存事实性知识的巨大仓库：瓢虫身上有圆点，你最喜欢的冰淇淋是巧克力口味的等。它可以是抽象的，比如三角形是有三条边的封闭图形。长期记忆中的所有信息在于意识之外，在使用之前它都静静地待在那里，进入工作记忆时它才浮现到意识中。如果我问你“北极熊是什么颜色的”，你几乎会脱口说出“白色”。这个信息三十秒前还在长期记忆中，但是在我问这个问题后你才意识到它的存在，这时它才进入工作记忆。
思考在你将（周边环境和长期记忆中的）信息用新的方法组合时发生。这一组合过程在工作记忆中发生。
总的来说，思考的成功取决于四个方面：环境中的信息、长期记忆中的事实、长期记忆中的步骤，以及工作记忆中的空间大小。缺少任何一方面，思考都有可能失败。
解决问题能带给人们快乐，但问题的难度需要恰到好处。我们的好奇心只有在遇到自信能解决的问题时才会被激发。如果学校的功课总是比孩子所懂的难，他们不喜欢上学也是理所当然的。所以，为了让学生尽可能地获得成功思考后的愉悦，教师需要重新考虑他们鼓励学生思考的方式。这里给老师的启示是，对待课业的一个方法是把它们看成一系列答案。我们作为教师太急于得到答案而忽略了要花些时间拓展问题。而问题是引发人们兴趣的关键。当你备课时，从你希望学生在下课时能掌握的知识开始。下一步，应考虑什么可能是这堂课的中心问题，并考虑如何提出这个问题，使得它既有吸引学生参与的一定的难度，又顾及学生的认知限制。
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记忆是思考的残留物
记忆系统怎么知道哪些是你需要记住的呢？它这样估量：如果你仔细地思考过一件事情，你就有可能再度想起它，所以它应该被存储。因此你的记忆不是你想要记住或你尝试记住的事情，而是你所思考的事情。
“不思考就记不住”
对于学习来说，有情感投入，或者只有单纯的重复，都是不够的，只有想记住的愿望也是不够的。
假设你在教室走廊看到一个学生站在打开的柜子前自言自语，你听不到他在说什么，但你从他的语气可以听出来他很生气。有几件事你可以注意：这个学生的声音、长相，或者这件事的意义——这个学生为什么生气，你是不是应该和他谈谈等。第二天对于这件事的记忆取决于你注意了哪（些）方面。如果你注意了学生的声音，第二天你可能记得声音而不是长相；如果你注意了长相，你可能不记得声音。同样，如果你从来不关注一美分的形状而是意义，那么，即使它出现一万次你也不会记得它是什么样子的。
你想什么就会记住什么。记忆是思考的残留物。这其实是一个非常合理的建立记忆系统的方法。既然不能存储所有东西，大脑便这样取舍：如果你不经常思考一件事情，你可能不会需要再想它，所以可以丢弃；如果你真的在想一件事，以后你可能还会从同一个角度思考它。如果我看到学生时关注了他的长相，那么他的长相可能就是我想要知道的，也是我以后会想起的。
关于这个结论，还有几个附加条件。首先，我们通常希望学生记住事物的意义。虽然有时候事物的外观很重要，比如万神庙的美丽外形，但大多数时候我们希望学生思考意义。学生在学校所学习到的95%的事物都和意义有关，而不是事物的外观或者声音。
所以，要想学到知识（也就是进入长期记忆），它必须在工作记忆中稍作停留——学生必须注意到它。此外，学生思考的方式彻底决定了长期记忆的内容。
对于教师来说，最直接的应用就是在教学设计时确保学生会思考知识的意义。
故事的效用
人类的大脑似乎偏爱故事，以至于心理 学家有时认为故事有“心理学优势”——故事和其他类型的内容在记忆系统里是区别对待的。将教案写得像故事有利于学生理解和记忆， 有助于激发学生思考内容的意义。
在和他人交流的时候，采用故事的形式常常可以带来几点益处。
首先，故事建立在众人皆知的结构上，所以人们容易理解角色采取的行动及情节之间的因果关系。
其次，故事是有趣的。在相关研究中，故事总是比其他种类(比如说明文)得分高， 即使它们表达的内容相同。故事可能是因为需要推论才变得有趣。
第三，故事容易记忆。因为理解故事需要很多中等难度的推论，你在阅读时肯定会思考故事的意义，而思考它的意义对记忆很有帮助。因果结构也能帮助你记忆整个故事，从一 部分情节可以想起它引发的事。
在课堂上故事结构有什么用处呢？利用“4C原则”—— 因果关系、冲突、多样性和个性，将你的教案结构设计得像故事一样，这不代表你在课堂上要一直说话，小组活动或者其他方法也可以使用。故事结构应当用在你希望学生思考的内容上，而不是你教授内容的方法上。
同意背景知识重要之后，我们必须仔细动脑筋使学生获得这些背景知识—— 就是学习的机制。对学习来说有一个最重要的影响因素：学生能记住他们所思考的。而大部分学校的教学和意义有关，我们如何确保学生在思考意义呢？我建议借用故事的结构，因为故事有意思，易懂易记。但如果内容实在没有意义，我们可以使用助记术。
首先，从学生会思考什么的角度重新审视教案。教学最重要的事情是放学后学生还能记得什么，他们当时思考的和之后的记忆有直接的关系。所以再次检查教案，确定这堂课会让学生真正思考什么（而不是你希望他们会思考什么）。
其次，设计作业，让学生自然而然地去思考意义。对学生说“我等会要测试这些单词”对记忆一点用也没有，因为他们不知道怎样记住那些词汇。但是如果你给他们一个简单的任务，其间他们必须思考意义，例如就他们喜欢每个词的程度打分，他们就能记住那些词。
最后，围绕冲突备课。如果你仔细寻找，你会发现几乎每个教案里都有冲突。换句话说，我们希望学生知道的内容是一个问题的答案，而问题就是那个冲突。答案本身没有什么意思，只有知道问题是什么的时候，答案才变得有意思，所以把问题说清楚才那么重要。有时候，身为教师，我们都太强调求出答案，而没有花足够的时间让学生理解问题。冲突非常清晰的优点在于它使话题自然前进。在电影里，尝试解决一个冲突往往会引发新的复杂情节，教材通常也是如此。从你希望学生掌握的内容开始，逆向思考它所提出的引人思考的问题。
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我们在已知事物的架构下理解新事物
为什么抽象概念难以理解，理解了以后又很难应用到新的环境里？
学会抽象思维并运用到新环境中是上学的目的，问题是大脑不喜欢抽象的事物，大脑偏好具体事实。这就是为什么当我们接触到一个抽象的原理时，如物理学的公式，力= 质量 × 加速度，我们会寻找实例来帮助我们理解。 总之，我们利用已知的事物理解新的事物，而大多数我们所知道的都是具体的。
帮助学生理解抽象概念最有把握的方法，是让他们接触它的不同表现形式，比如说在计算一道桌面面积的应用题时，让他们算出桌面、足球场、信封、门框等的面积。
首先，在课堂上应用时，我有如下建议。要帮助学生理解，就要提供实例，让学生进行比较。
如之前所说，经验帮助学生看到深层结构，那就提供更多实例让他们增长经验，另一个可能有帮助的方法是让学生比较不同的例子，所以一个英语教师可以通过提供下面的例子帮助学生理解“反讽”这一概念：
《俄狄浦斯王》中，德尔菲神谕预言俄狄浦斯会杀死他的父亲，娶他的母亲为妻。俄狄浦斯离开家，想保护他以为是父母的人，但这反而导致了一系列事件的发生，从而使预言成真。
《罗密欧与朱丽叶》中，罗密欧因以为朱丽叶已死而伤心自尽。当朱丽叶醒来时，她看到罗密欧死在身旁，由于过于悲伤，她也结束了自己的生命。
《奥赛罗》中，显贵的奥赛罗相信伊阿古的为人，所以告诉他自己的妻子在外偷情，他万万没想到伊阿古就是这一切的策划者。
他们可能发现这些例子都具有一个共同点。一个角色做了一件事并期待结果，但因为他遗漏了一个重要的信息，结果，相反的事情发生了：俄狄浦斯是领养的孩子，朱丽叶还活着，伊阿古是欺诈者。每部戏的结果都更具有悲剧色彩，因为观众显然知道事件的脉络，而如果角色也知道的话，这些悲剧就可以避免了。戏剧化的反讽是一个难以理解的抽象概念，但是通过比较这些例子，学生可能会思考深层结构。学生明白要做的不是像“每部戏都有男人和女人”这样表面的比较。如之前所说，我们会记得我们思考的东西，这个让学生思考深层结构的方法也许有效。
其次，可以明说暗指强调深层理解。你很可能让学生了解你希望他们学习事情的意义，也就是深层结构。你也应该问问自己：你隐含的意思是不是和表现出来的相同？你在课堂上提怎样的问题？有些教师总是提客观性问题，像机关枪一样：“这个公式中的b代表什么？”或者“哈克和吉姆回到皮划艇后发生了什么？”这些基础的问题固然重要，但如果你只问这种问题，学生会以为这就是全部了。
最后，你对深层理解的期望要实际合理。尽管深层理解是目标，你应该清楚学生能达到的层次，以及他们多久能达到这一层次。深层理解来之不易，是反复训练的结果。如果你的学生对于一个复杂的话题在短时间内还没有深层的理解，千万不要泄气。表面知识比一无所知要好得多，况且表面知识是通向更深层次知识的台阶。你的学生可能需要好几年才能获得真正的深层理解，教师能做的就是带领他们走下去，并掌控好前进的节奏。
教育是将历代累积起来的智慧传递给孩子，我们充满热情地相信它的重要性，因为我们知道教育能给每个孩子，给我们所有人带来更好的人生。要是我们未用科学累积的智慧来调整我们教育孩子的方式，那绝对会是件憾事。这就是我写这本书的初衷。教育创造出更优秀的人才，而聪明才智可以开创更优质的教育。
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作者 | 尼尔 ·T.威林厄姆
来源 | 《優教育》杂志第37期，摘编自《为什么学生不喜欢上学？》
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