以下是2018北京第十届计算机教育独立学院论坛的讲稿：
尊敬的各位领导，各位专家，各位老师，大家上午好，感谢张钢老师的邀请，今天很荣幸在这和大家分享我们关于教育所做的一些思考与实践。在座的各位很多都是专家，比我更有经验，而且处于计算机这样蓬勃发展的行业中，今天我主要是来学习的，借此机会向老师们汇报一下，请各位老师批评指正。
教育是一个大命题，是仁者见仁智者见智的事情，在一个地方做得很好的教育手段，一推广，可能就会出问题，这点和自然科学不太一样，和管理挺像，我想可能是因为教育里面有个变量，就是教师，操作的人这个变量不可控，而恰好这个变量是决定性的变量之一，教师不同，结果就可能不同，所以可推广可重现性相对弱，因此，我今天所讲的理念和做法，仅供大家参考，也欢迎大家可以一起讨论研究。
我觉得未来有两个教育领域会很有前景，可能会出一些比较大的颠覆性的东西，一个是教育神经科学领域，一个是互联网+教育领域。互联网+教育领域大家谈的比较多，尤其是在计算机行业，因为一直是处于潮头的行业，所以很多先进的理念和方法往往首先会在这个行业里面使用，比如计算思维。这个方向在教育方面已经有实际推动和产生较大影响，如慕课等在线课程手段的使用，不过目前仅仅是开始，还在探索中，机会很多，以后的教育公平等问题的解决，肯定是离不开互联网+教育的。教育神经科学可能大家会比较陌生一点，教育神经科学的出现是因为神经科学的发展，一方面对学习在神经层面的机理研究得更为透彻，另外一方面，神经检测手段也出现了比较大的飞跃，现在脑电设备，功能核磁等检测手段可以在线测量神经的活动情况，以前大脑是黑箱，只能由行为来推测，现在是可以测量大脑活动了，这个很厉害，也就是我们在学习时是哪些神经元在活动，怎么活动的都可以比较直观显示，就存在可以研究原理、及时反馈并大大提高教育效率的可能性，脑机结合也在这个方向上。当然，因为人体的复杂性，这个方向也是刚起步，做的检测还比较粗略，但我觉得未来，这个方向也必然会产生一些有大影响力的成果。
上面所说的都是大的方向上的东西，下面我们说点落地的有实用价值的东西，这些或许可以作为教育研究的一些点。
大家看看这几幅图，左边和右边有什么区别没有？
左边的这些朋友在进行运动时是挥洒自如，想怎么打怎么打，一会这个动作，一会那个动作，而右边呢，持续不断的一个动作，用正确的动作重复重复再重复，直到形成潜意识。那么，我想问问，从训练效果来说，哪边效果更好？现在大家都知道，左边的都是业余选手的做法，右边的是专业选手的做法，同样的训练时间，专业选手的效果要远强于业余选手，训练得越久，这种差异越大。只是假如在我们不知道结果时候选择，有多少人会选择专业的训练方式？我从这个体育运动的训练想到了我们的头脑练习，现在在脑科学中有一个说法叫做大脑的训练和肌肉训练是类似的，那么，大脑的一些活动，如记忆或者思维，可不可以进行专业训练呢？请问在座各位，刻意训练过自己记忆和思维能力的举手？比如举一反三，大家都知道举一反三的人聪明，那么有没有刻意训练过举一反三的老师？或者可以训练过孩子的？这是一篇去年发表的文献，讲的是记忆训练重塑大脑网络来实现超级记忆，普通人和记忆大师在进行记忆时候，采用的方法是不一样的，所使用的脑区是不同的，但是普通人采用记忆大师的记忆方法在经过一段时间的训练后，一方面记忆力大增，另一方面脑部活动区域也逐渐和记忆大师一致。这说明，记忆，的确很可能和肌肉一样，是可以进行专业训练的。我们观察体育的专业训练和记忆的专业训练，会发现记忆的专业训练很业余，所以，很可能这块领域潜力无穷。
我们再来看看认知是怎么形成的及与认知相关的一些概念，先看第一幅图，脑科学研究表明，对于人来说，每一个信息的输入都会造成脑部结构的变化，大脑结构决定大脑功能，大脑功能决定大脑输出，也就是说，除了一部分基因影响外，大脑绝大多数的结构和功能是由输入的信息决定的，长期而言，训练可能是决定性因素，这点和肌肉也挺像，比如施瓦辛格，出生时候体质一般，但经过锻炼后可以成为健美冠军。大脑很可能也一样，经过恰当的锻炼后，可以变得非常强大。这为教育对人的塑造提供了无限的可能性。
右边这图和上面讲的超级记忆例子是一样的，这个是个功能核磁的图形，大家可以看到，在进行心算时普通人的大脑的神经元活跃和珠心算队员是不一样的，珠心算队员的活跃程度和活跃范围要大得多，也就是更多神经元活跃起来，更多的训练产生。不同的训练方法，得到的效果不同。下图代表短期记忆，短期记忆是神经元之间化学物质的传递，右边这个是长期记忆，长期记忆是神经元之间建立连接。短期记忆在某种程度上也叫工作记忆，有点像计算机内存，长期记忆像硬盘。所有这些知识点都是有价值的，可以用于学习设计或者教学过程设计，我们的很多设计来源于认知心理学、认知神经科学的知识。
前面说了，头脑的训练其实和体育训练是有类似的，神经元的训练和肌肉训练类似，一般而言，重复地进行相同信息的刺激，那么神经元首先是建立连接，然后随着刺激次数的增加，肌肉是变粗，这个是连接的强度加大，信息传递速度加快，然后信息的传递越来越快，直到形成潜意识，也就你根本意识不到你在思考。此时，就形成了认知模式。
下面是一些对各种现象的思考，还不是权威解释，只是为了解释一些现象，然后由这些解释去理解和设计一些教学行为，再用实验验证。我是把教育当作科研来做的，以科研方式，先假设，再设计实验，得出结论，再有新假设，再实验，直到达成目标。这样很有意思。
好，下面我们看看几个概念，每个概念其实都和一些实验设计或者现象理解相关的。
认知模式是经重复刺激后神经元建立的连接模式的输出
直觉指神经元连接进入潜意识后的外在体现，这样理解就能明白直觉不神秘，其实是训练的结果，是可以从历史导出来的。
天赋指天生的神经元连接的体现，和小孩生下来就很强壮一样
顿悟指神经元忽然建立连接
长期记忆是神经元建立连接，需有情感的介入，短期记忆是神经元之间化学物质传递
知识背景是通过重复刺激后形成的长期记忆，它的理解是通过后面知识与它的联系完成的
超级记忆法和长期记忆方法原理一样，是设法快速建立强连接
理解是指新知识和旧知识建立连接，这就可以解释为什么理解以后，记忆会容易。死记硬背用的是短期记忆。
从上面很容易看出，很关键的一个词是连接，那么连接是不是教育的重点呢，目前来看，可能性很大，但是很多人可能没有意识到这点，所以这可能是我们的一个机会。
我们再从上面的一些概念进一步思考，看看有些什么有用的推理
能力有天生的部分，但更多的是后天养成的。如果一个学生成绩不好，或者比较笨，想了解原因比较容易，只要看他以前的信息输入就行，他看什么书，父母朋友学校怎么样等等，大体可以明白，明白了，也就可以有针对性设计解决方案了。从这点来说，学生的周边生态很重要，和信息输入有关，目前刚出来的一个新的教育概念叫invisiblelearning，隐形学习，也就是不知不觉就学会了，觉得和这个理念有关。
头脑是可塑的，但是要讲方法，学习方法非常重要，比如专注，为什么要专注，是给神经营养，建立连接，所以专注是必然的，比如花大量时间做容易的题，做容易的题目时神经都处于静歇状态，怎么可能提高得快，所以这里会有一个变式练习的概念。
如果一个学生不能理解某些概念，请耐心一些，这是神经元建立连接过程，需要时间，了解这些，对心情有好处，尤其对孩子，其实只要觉得方向对，等待就行。当然这也说明个性化学习是必然趋势，不同孩子节奏不一样的。
某些神经元之间建立直接联系有困难，那么可以考虑建立间接联系。比如有些孩子无论如何相像不出地球是圆的，因为他一想地球就想到平地，所以会答地球是平的，但是如果训练他一看到地球以后首先联系到篮球，然后由篮球再联想到圆，事情就容易很多，多次训练后，就可以建立地球是圆的的概念了。
刻意建造新知识和旧知识的联系有助于理解（比如比喻、类比等），大家可以看到绝大多数好老师都会有意无意地使用比喻，类比的方法，这就是这个方法的理论基础，明白了这些，就可以考虑做得更专业些。
知识背景无所谓简单和复杂，都是记忆，因此可以从复杂开始构建，也就是说，我们其实可以一开始就记忆极其高深的公式，然后再反过来学习基础的东西，有点像谢逊教张无忌练武功的方法，先不管理解不理解，记住口诀。这种方法看到国外一些大学已经在尝试，暂时还没看到大规模运用，所以是机会。
学习设计时需要进行知识迁移的考虑，知识迁移是从一个场景迁移到另外一个场景，需要的神经元连接不一样。现在训练的目的地是试卷，想要到实际运用，所以需要有意识训练。其实题海战术是一个好战术，国外的好大学越来越用题海战术了，为什么强调基于项目的学习，将卷面题目和实际运用结合起来的神经连接需要建立，才不会让学生只是会纸上谈兵而已。
神经元的活动情况可以成为学习设计判定标准之一。某种意义上说学习就是神经训练，所以，和学生一起，以神经活动情况作为学习设计依据，可能会加快培养速度，同时，这块也可以引入先进的设备跟踪反馈，比如脑电，功能核磁等，从而迅速调整，达到最佳的教育效果。
这是我们根据对神经科学的理解设计的一个全英文教学的案例，很多英语专家可能会对成人初学者说，你们一开始就要用英文思维，要看全英文的东西，其实这是不对的，不懂神经科学，成人学习英语，一般是要经过翻译过程的，也就是从英语翻译为中文，然后利用中文建立起新概念和旧概念联系，达到理解，通过不断重复，后面才可以直接建立语音和语义的关系，如果直接听全英文进行专业教学，英语听不懂，内容也不懂，那么怎么建立二者的连接，建立不起来怎么能够有效学习？所以，直接进行全英文专业学习必定效率挺低，科学合理的方式是先用中文学习内容，在内容熟悉后，再建立内容和语音的联系。为什么有些专家会建议你看有自己有兴趣的内容的英文书籍或期刊来学习英文，就是因为我们对哪个方向的内容熟悉，更容易建立语言与内容的联系。这个我们做了初步试验，效果和预想的一样。当然这里还存在一些设计和实施技巧，由于时间关系在这不展开讲了。
后面是两个金字塔，这是学习金字塔，可以看到积极的，往往是神经元活跃程度高的，也是学习效果好的，我们目前采用的大多还是第一种方式，听讲的方式来学习，潜力挺大，当然可能有老师会说，我听讲效率就挺高的，这是可能的，和听讲方式有关，这说的是概率，只要详细问问同学的听讲方式，一定会发现效率高的同学用的是积极方式，也就是神经元活跃的方式听的，所以，对神经元活跃的实时监测将来一旦普及，将很有价值。后面的这个是布鲁姆分类法的金字塔，比学习金字塔又更深入一层，学习金字塔仅仅谈学习部分，而布鲁姆是谈到了创造，谈到了产出，高阶的学习也基本是更多的神经元的参与的活动。这张图来自北师大陈丽老师，稍有点不同，她的图是金字塔直接倒立，表示的是未来的教育方式的趋势，上面部分才是大头，这块也有不少文章可做。我们也设计了实验，正在尝试。
最后，关于这方面问题的一个思考就是，我们是否可以把对记忆和思维的专业训练放在专业知识学习领域进行，如果可以，那么不管从形式还是从效果都会有比较大的改变，是很有意思的一个方向。感兴趣的老师们可以一起研讨。
下面我们说说另一个方向，互联网+教育，我们先看看近些天很火的一个帖子，叫这块屏幕可能会改变命运，讲的是通过课程直播的方式，贫困地区的学生和成都七中的学生同步上课，很多人考上了本科，还有人考上清华北大，改变了命运。
这是情况介绍
一条线是：成都七中去年30多人被伯克利等国外名校录取，70多人考进了清华北大，一本率超九成，号称“中国最前列的高中”。
另一条线是：中国贫困地区的248所高中，师生是周边大城市“挑剩的”，曾有学校考上一本的仅个位数。
直播改变了这两条线。200多所学校，全天候跟随成都七中平行班直播，一起上课、作业、考试。有的学校出了省状元，有的本科升学率涨了几倍、十几倍
好，我们不评价这个事情本身，现在我们做一下思想实验，假设一条线上是清华北大，或者是哈佛，MIT，斯坦福，一条线上是我们的独立院校，这两者是不是挺像的，那么，我们有没有可能也产生这种效果呢？什么情况才能产生这种效果？（可再扩展）
内容改变，结果改变，所以一定要寻找或者自己构建最顶尖的内容，这样效果才会好，这个和做科研目标一样，一定要接触最好的。
组织能力在一定程度上决定效果，内容一定的情况下，组织能力就决定了效果的大小，做得好的学校一定是有一个好校长的。
教师角色改变，分工的开始，这些线下的老师开始关注于上课之外的事情，比如学生的管理，组织，团队协作等等能力的培养。个性化培养成为必然。
这样，讲授型内容将来很可能主要在线上，线下进行线上资源深加工、能力培养、资源建设、比如实验实践课程，讨论课程等等。
所以，现在成都所发生的，很可能也是我们未来大学的一种教育形式的雏形，尤其对我们独立学院的启发可能会很大。对它的观察和思考以及设计尝试会有助于我们对将来教育方向的把握。
前面的教育神经科学和互联网+教育都是从比较宏观层面来叙述的，下面具体到某一个同学，这是一幅素养地图，代表如果我们的学生依照这幅地图构建自己的素养，那么他必定可以在将来社会中有一席之地。这个图所表示的是，我们培养的学生需要具有基于目标或者愿景构建自己的知识体系、能力体系、思维体系和资源体系并持续改进的能力。目前我们的学生是什么水平呢？基本属于知识体系中的初级水准，这个表的要求并不是很高，只是由此，我们的教育内容和方式可能要发生比较大的改变才行。
这是我们做过的教学实验的一部分，很有意思，我们是把教育当作科研来做的，目前也根据各种想法在不断尝试，我们有一个教学学术共同体的组织，研究前沿教育和产学研，目前有二百多人，有各个领域的专家，有感兴趣的老师也欢迎加入一起研究。
这是我的联系方式，欢迎大家提出问题，提出质疑，一起来研究，我个人认为，教育和科研结合的这个领域，独立学院体制、机制等独特的优势，很可能是可以做出不少具有引领性的成果。一些个人见解，供大家参考。我今天的报告就到这，谢谢大家！
王东华
写于2018/12/21
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