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改變我們如何學習的科學Grasp:MIT有效學習法的實踐
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改變我們如何學習的科學Grasp:MIT有效學習法的實踐

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商品簡介
作者簡介
名人/編輯推薦
目次
書摘/試閱

商品簡介

教育的目的應是讓人發揮潛能,為何卻變成篩選學生、階級複製的工具?
只要考試考得好,就是成功的教育嗎?
這本書帶領讀者思考:如何讓教育變得不一樣
 
不論是教育者還是受教者,任誰都適合拿這本書來反思自己的學習方式與學習歷程,持續探討如何讓教育變得不一樣。――東華大學校長 趙涵捷
 
這是一本具開創性,研究人類如何學習的科學之書,
以及我們該如何善用這些科學,來發掘個人和社會的真正潛能。
 
身為麻省理工學院(MIT)開放學習(Open Learning)的副主任,山加.沙馬要向全世界打開MIT的門。假如要接受這個重要任務,一定得先問:人類是怎麼學習的?什麼樣的情況,學習效果最好?我們傳統的教學法――老師講課、回家做作業、考試、重複的學習,這是最有效的方法嗎?假如不是,什麼才是呢?
本書帶領讀者穿越各種學習理論,從基礎的神經科學到認知心理學,因為這都與學習的未來有關。書中介紹了研究遺忘的科學家,告訴我們遺忘並非記憶的失敗,而是學習的重要武器,同時也檢視好奇心如何促進大腦做出準備好要去學習的狀態。本書揭示MIT如何應用上述概念在教學上(包括校園和線上課程)。書中也介紹了另類的新教學法,如馬斯克(Elon Musk)於SpaceX總部開辦的學校Ad Astra,以及採用新教學方式的法學院,如何使學生的律師考試通過率從谷底成為全州第一。
在講述學習真諦的過程中,本書揭穿了長期存在的謬論,同時為讀者提供一套實用的方法去吸收知識,使其能終身學習。作者提出了一個更具包容性和民主的學習願景:這個世界充滿有能量的學習者,只是在等待他們應得的機會。
作者以教授、研究者以及教育創新者的經驗來撰寫本書,帶給讀者科學上和實用上的精闢理念,它不只是有趣的知識而已,還打開讀者的心智和視野。
 
本書特色
★揭露人類的大腦是如何學習的
透過介紹神經科學、認知心理學的有趣實驗,讓我們知道大腦中的記憶是如何運作的、閱讀是很複雜的心智歷程、遺忘其實也有其功能,並強調「在認知上友善」的學習方式是最有效的。
 
★探討近代教育體制的形成
說明近代教育體制如何受到杜威和桑戴克兩派教育觀點的影響,進而提出兼採兩派優點的方式,才是最好的教育方式。
 
★介紹從過去至今各種教學方式
從早期的貝爾、蘭卡斯特,到現代以寫程式聞名的School 42、馬斯克創辦的Ad Astra、曾紅極一時的Altschool、教學成效卓越的蒙特梭利,及在全球興起的MOOCs,打開我們的教育視野。
 
★讓外界一窺MIT的教學理念
以MIT知名課程2.007為例貫串全書,強調用手腦並用的方式,提供學生了解世界所需的知識,以及在這世界生存所需的動手做技術。「重點不是學會微積分,而是要用微積分去思考」,這樣的比喻充分顯示出教育的真諦。

作者簡介

山加.沙馬(Sanjay Sarma)
MIT開放學習(Open Learning)副主任、機械系教授,研究領域包括能源與運輸、計算幾何學和電腦輔助設計,也是無線射頻辨識(RFID)技術的創始者。他是印度理工學院(IIT)學士、卡內基美隆大學碩士和柏克萊加州大學博士。
 
路克.約辛托(Luke Yoquinto)
科普作家、MIT AgeLab的研究員,主要研究領域在學習與教育、老化與人口統計,作品常刊登在華盛頓郵報、Slate雜誌、華爾街日報和大西洋雜誌上。他畢業自波士頓大學科學新聞系。

名人/編輯推薦

各界推薦:
★榮獲科克斯書評星級推薦好評!
一本有說服力又扣人心弦的書,它呼籲教育者應該把重點放在學習上,而不是在篩選學生和如何爭取好學生上。—科克斯書評(Kirkus Reviews)星級好評
 
一本既生動又具學術性的好書,我強力推薦給每一位對學習理論和歷史有興趣,以及對改善教學與學習有興趣的人。—亨利‧羅迪格(Henry Roediger Ⅲ),《超牢記憶法》作者之一
 
一本令人驚豔的書,作者對學習的神經與認知歷程提供了完整的說明,為學生的學習潛能提供了令人信服的案例。—羅伯特‧畢約克(Robert Bjork),加州大學心理系教授


如何讓教育變得不一樣/國立東華大學校長趙涵捷
記得孔子說:「學而時習之,不亦說乎?」學習這件事自古以來就是華人最看重的事情,如何開發最適合於學生的教育方法,更是人們孜孜不倦研究的課題。教育的本質是什麼?這是讓人成為人,還是讓人成為社會機器中的一個環節呢?我們當前在大學任職的教師,毫無疑問都是從各級學校激烈競爭中脫穎而出的佼佼者,如果套用這本書中的說法,都是「篩殼機」篩選出來的「優異品種」。但,在高度體制化的學習制度中,我們各自的潛能真有得到充分的發揮嗎?敝人作為教育行政工作者,如何最大程度讓教師與學生的潛能獲得開發,這是我常念茲在茲在思考的課題。
學習的奧祕在哪裡?知其然,必先知其所以然,洪蘭教授翻譯的這本《改變我們如何學習的科學Grasp》,就把學習的「所以然」仔細剖析開來。這本書向我們展示「人人皆有可能」的教育觀:本書指出,人的IQ是可以改變的,會依據環境和經驗而變,暫時成績不佳的學生,他們只是被一些不必要的認知束縛,教師需要重新考量教學方法,讓學生想要學習。洪蘭教授是研究腦神經科學出身的優異學者,擅長通過對大腦各個區塊功能的研究,對症下藥指出如何更好利用大腦。除書中提到的「間隔學習」這類適用於個人調整學習方法的內容外,最讓我有感觸的是教育資源配置問題。
書中提到,新型的學習方式如磨課師(MOOCs)可讓很多人的潛能發揮出來,從人口總數的層次來看,其激發的潛能是無法量化的。我在這十年來先後擔任宜蘭大學與東華大學的校長,特別重視學校磨課師課程的發展。在台灣有許多大學,學校的排名或許有高低的差別,但是學生們求知若渴的心態本來不應該有差別。學生通過考試進入了不同等級的學校,若任何感興趣的領域其老師在其他學校任教,學生想要去聽課,即便現在交通便利的時空,都免不了還是要舟車勞頓。幸運的是,我們今天生活在資訊發達的時代,透過磨課師課程的資源共享,教育資源分布不均的老問題,已獲得相當幅度的彌補。
我在書中閱讀到這個大哉問:學生應該跟隨著自己的衝動去決定要學什麼嗎?還是他們應該學會嚴格控制自己的思想,去讀老師認為重要的題目?我接受作者的看法,他覺得教育不可能等待完美的答案,我們需要綜合各種不同的意見,而且在新事證進來時立刻更新。洪蘭教授在這本書中最特別的貢獻,就是她已經不只在從事翻譯工作,更重要者,她常在字裡行間有「譯註」,藉此梳理臺灣教育的現象或問題,並抒發她對於這些事情的感想或建議,這使得我們讀來有著特別的親切感,從中更能看得出她翻譯這本書有著特別的用意,那就是讓更多有心人能從中思考如何讓教育變得更契合於人心。
從事行政工作,就有機會展開教育資源的調配,敝人一直在思考如何善用行政裁量權,來有效消弭城鄉差距,並讓不同特質的青年都能被看見。這兩年,我在東華大學創設如「大一不分系」這類大學實驗教育,目的就是讓各類不同的青年,尤其讓不見得適合於「篩殼機」這類紙筆測驗的學生,獲得進入大學的機會,這些青年不只獲得改變命運的機會,更能跟平素只知為考試而讀書的學生加強接觸與交流。當我看到我校的老師為學生特別客製的學習計畫已有顯著成效,心中有說不出的喜悅。這些措施正與本書所說的教育理念一致:以學生為中心,提供個人化的教學進度,這是從外到內的教育會有成效的最主要原因。
教育的最終目的是以因材施教的手段,成就學生成為完整的人。當今高度發展的科技可以幫助我們更好地完成這一教育使命,認知科學可以讓我們更深刻認識人腦的結構與運作過程,可從外部的設備上提高教學方法手段。但有使命感的教育者,更應該善用自己的智慧,開發出結合傳統教育與現代科技的全新教育方法。孟子說:「人皆可為堯舜。」我覺得,人人皆可成精英,只是需要教育工作者有耐心去尋找正確的教育方法,挖掘學生的潛能,不讓學生受困於僵化的教育思維,扼殺自身的學習動機。整體來說,不論是教育者還是受教者,任誰都適合拿這本書來反思自己的學習方式與學習歷程,持續探討如何讓教育變得不一樣。

譯者序
常有學生問我:「老師,台灣每天出版這麼多書,我們怎麼知道如何去挑選值得看的好書呢?」
的確,我們有時候會因為一本書的書名很有吸引力而買了它,但是回家打開一看,卻大失所望。
我的經驗是先讀作者序,因為作者通常會講述他起心動念寫這本書的初衷,這時就不管書名如何聳動(很不幸,這是現代社群媒體的通病,似乎要靠駭人聽聞的標題才能吸引讀者注意),你大概可以了解一下內容在講什麼。
第二是看出版社,有信譽的出版社不會出一些讓自己蒙羞的書(台灣曾有個出版社出版日本的《完全自殺手冊》,害死了幾個愛模仿的國中生,結果「千夫所指,無疾而死」,最後被迫關門倒店)。如果是帶有學術性質的科普書,則還要看作者任教的學校,原因也是跟出版社一樣,學校重視聲譽,一個人若能在名校教書,品德雖不知道,但至少所講的學術內容不會差到哪裡去。
我就是根據這三個原則選了這本書,因為我很好奇一名念工程的教授,如何這麼清楚桑戴克和杜威這兩條教育路線之爭呢?一般從事教育的老師都只知道桑戴克的「效果律」和杜威的「做中學」(生活即教育,教育即生活),但是細節並不清楚。我這學期正好有開教育研究所的課,問起學生這兩個學派的區別,學生多半是如上回答。但是這兩句話並無衝突,為何會成為兩個派別呢?
本書的作者是麻省理工學院(MIT)的教授,在印度長大,到美國留學,他能清楚講出這兩派的差異,讓我很驚喜,所以就接下了翻譯的工作。希望旁觀者清,期盼他的見解會帶給我們學生更清楚的理解。
我們過去一直詬病傳統填鴨式的教學方式,卻未能提出一個取代它的好方法。最主要的原因是,我們一直對人類如何學習——一個人從什麼都不知道如白紙的嬰兒,成長為學富五車的大師——這中間大腦的歷程和變化不清楚。因為不知道人是如何學習的,也就無法擬出一個理想的教學方式。
最近幾年,因為腦造影技術的精進和核磁共振機器的普遍,這個謎已經逐漸解開了。二○二○年,法國國家科學院的院士狄漢(Stanislas Dehaene)寫了一本《大腦如何精準學習》(How We Learn),就從大腦科學來解釋訊息如何進入大腦,成為我們的知識。他提出了注意力、主動參與、錯誤的立即回饋及記憶的固化四個歷程。現在這本書更從MIT的校訓Mens et Manus著手,就機械系的一門課來說明,為什麼將今天課堂上所學的立即應用在機器人的操作上,會使學生廢寢忘食去鑽研背後的道理,為什麼MIT這麼看重動手做而把它當作校訓。作者藉著MIT的微型碩士線上課程,不斷告訴讀者理想的教育制度應該是什麼。
對台灣來說,傳統的教室教學在新冠疫情傳播危機之下,一夕之間被迫改變,學生改為在家學習,所以書中提到的遠距教學對現在的我們一點都不陌生。藉著作者對線上教育的闡述,我希望能改變我們過去對重視成績的偏見。作者說得很好,真正的學習發生在孩子的大腦裡,時間、地點、工具都不是重點。父母不必在意孩子今天學到了什麼,因為他有一生的時間可以學習,真正的贏家跟貫穿全書的機器人比賽一樣,是屬於了解到學習真諦的人。

目次

推薦序 如何讓教育變得不一樣/趙涵捷
譯者序
引 言 探險的開始
Part1 學習是科學,和科學是學習
1 學習被區分
2 第一層:水蛭的細胞和學校的鐘
3 第二層:系統內的系統
4 第三層:革 命
5 第四層:思考如何思考
Part2 心智和手
6 航 程
7 大尺度的從外到內
8 由內而外翻
9 決戰時刻
結 語

書摘/試閱

二○一七年二月的最後一天,MIT機械工程系的助理教授文特(Amos Winter),正在實驗室中警告大二學生,鋰聚合物電池有致人於死的殺傷力,雖然它們應該是很安全的,但是處理不當,也會有足夠的殺傷力,會致命的。
學生:「它有多少能量?」他說:「去查。」大約十秒之後,每個查出來的人都默不作聲。文特跳到白板前面,他說:「你們知道電池的容量,因為上面貼有多少毫安培小時單位的標籤。你們只要加上時間就知道它有多少焦耳的能量。」在很短的時間內答案就在白板上了:一萬三千三百二十焦耳。他說:「這相當於把一台Honda Civic的車子抬高離地面十公尺,然後想像它落在你的手上!」這就是鋰聚合物電池爆炸時所會引起的傷害,假如你手上的這顆電池開始起泡泡,立刻把它埋到實驗室的沙桶中,然後朝反方向逃命!
假如沒有任何這種意外,那麼課程就持續進行。除了電池,每個學生面前還有一個簡單的機器人——那種有兩個輪子,可以滑動的最簡單的機器人——這個機器人是給學生練習用的,因為在學期終了時,他們要設計出比較複雜的機器人來。這個練習用的機器人叫做小米(Mini-Mes),學生要從它身上學到機械工程的原理,從簡單到複雜。他們要學習編寫微控制器(microcontroller,即小的電腦)的程式來啟動電動馬達,然後要在小米中裝入自主導航的零件,使它變成一台最基本的無人車。在這期間,他們不但要學有關機器人的知識和技術,還得去像設計師和工程師那樣去思考,他們必須了解如何有創意的去做一個作業,在問題沒有變嚴重前,先發現它並處理掉。最重要的是,透過這個作業,建立自己的信心,知道自己有能力在一開始時就找出對的路子。因為一開始時,通常都有很多可能的解決方法,到後來才會出現一條最好的方法。
這是學習的過程,至少在理論上是如此,但是在2.007這門課中,有些學生的機械工程經驗比別的同學多很多。有些甚至參加過高中的機器人比賽(最著名的課外機器人組織「FIRST Robotics」,就是來自1989 年的2.007)。有一個學生哈塔利(Alex Hattori)曾經參加過電視的機器人大賽「Battlebots」,這個比賽以金屬暴力著名。他和他的隊友打造了一個像下水道蓋子大小的機器人,去挑戰那些有著兇狠名字的對手,如SawBlaze 和Overhaul。
對其他沒有提早起步的一百六十四名學生來說,哈塔利的經驗很令他們擔心,因為在MIT這種重視學業表現的學校,學生的壓力從未間斷。成績上不必要的競爭其實對學生一點好處也沒有,學校也很努力去減低這種壓力,比如說,大一新生第一學期不用ABC評分(只用pass/non pass),但是2.007課不一樣,競爭是深入骨髓中的,這是為什麼這門課是MIT大學部最有名的課。每一年春季結束時,這門課會舉辦一個機器人展覽會,吸引了無數人,甚至校外人士來參觀。優勝者不但可以進入MIT的榮譽簿(MIT Valhalla)(譯註:Valhalla 是北歐神話中的天堂,或稱英靈神殿),在求職的履歷表上,這更是了不起的榮譽。
麥肯茲(Brandon McKenzie)的眼光落在桌旁他的實驗夥伴上。他是游泳校隊,大一就參加過第三區的游泳冠軍賽,這學期還會再參加冠軍賽,雖然他一週有十八個小時以上泡在水裡,卻能維持總平均五.○的成績。麥肯茲是不習慣落後的人,但是在這個班上,他無法擺脫其他人在打造比賽級機器人方面比他強很多的陰影。班上也有好幾個同學跟他一樣有這個擔憂,例如桌子另外一端的方艾咪(Amy Fang)和坐在他右手邊的室友,也是他隊友的葛瑞夫斯(Josh Graves)。但是班上也有很強的同學,如坐在他對面的馬龍(Jordan Malone),這個人電腦設計的工夫一流,文特後來說他是「超強者」(super power)(而這還不是他最令人印象深刻的部分,雖然人家沒有問,他自己也從來沒有提起,但是每個人都知道馬龍是短跑道速滑的高手,曾在二○一○年溫哥華和二○一四年索契的冬季奧林匹克運動會拿過獎牌,那時他還不到三十歲,當然這是在他進入MIT之前)。還有一個同學梁(Zhiyi Liang),大家都簡稱他為Z,他是一個愉快的科學瘋狂者,每週來上課時都有一些新發明。麥肯茲並沒有對他的同學展現任何敵意,他一直是班上最可靠的鼓勵者,話說回來,他也從來沒有對他的游泳隊友有過任何敵意,但這並不阻礙他跟他們競爭。
文特教授發下沒有品牌的微控制器Arduinos,它可以指揮小米如何動作,當學期結束時,他們設計的比賽機器人也會用到它。那天早上的課主要是有關直流電馬達的機制,這是最簡單的電動馬達,現在文特教授把學生對直流電馬達的了解當作已知,開始教他們如何去用這種馬達。當他飛快的講過一序列相當複雜的概念時,麥肯茲手忙腳亂的抄筆記,同時調整小米的線路,在他的筆記型電腦上,用Arduinos的微控制器來指揮小米。他感覺到自己越來越跟不上進度,已在危險的下滑邊緣了。
他後來說:「我有點沮喪。」雖然使用Arduinos的程式語言C++對他來說是新的,但是有些同學顯然是已經會了,而且「像他自己的手背」那樣熟練。他現在努力跟上進度,但是他知道他只要一不注意聽,一晃神,他就完了,就好像沉到游泳池最深的一端,但不知道該怎麼保持浮在水面上。雖然這門課有很多助教,可隨時告訴他如何把頭浮出水面,但是還是得靠自己實際去應用那些知識才有用。
2.007這門課的核心目標就是引發學生觀念的改變,從理論到實踐,從彷彿知道到真正掌握知識。這門課在一九七○年發展成現在這個樣子,當時有個年輕的教授佛勞爾斯(Woodie Flowers)覺得這門課應該要這樣教,在後來的幾十年間,這位年輕的教授變成退休的榮譽教授,但是他還是不時的出現在課堂中來講授學習。他有著像史丹.李(Stan Lee)(譯註:美國漫畫之父,是蜘蛛人、綠巨人的創作者)那樣的招牌鬍子,灰白頭髮紮成辮子,每一次他都強調一個重點:「學習微積分」和「學習去用微積分思考」的差別。
對像我這樣的教育者,我們都希望學生不只是拿到好成績,還要能將知識實際應用到真實世界中。這個差別非常重要。但是學生的習慣卻不是如此,他們習慣的是8×11的作業簿,教室的四面牆,四年的高中後,能順利進入大學——跨出這個熟悉的環境去到真實世界是相當嚇人的,哪怕只是暫時,也是忐忑不安。所以每一年雖然都有一些學生願意把握機會去實際製作機器人,但是也有學生不確定自己要幹什麼。
坐在麥肯茲對面的艾咪已經在打量她的同學了。她後來承認她覺得班上同學太厲害,讓她害怕,所以她決定採取中庸之道,作一般(average)的學生即可,她把伺服電機連到她機器人的面板上,她覺得在這門課能拿到好成績有點不太可能,2.007的課沒有考試,學期末的比賽也跟成績沒有關係,但是老師會很嚴厲的檢視期末機器人的設計。這門課的作業讓學生有點透不過氣來:作業分兩部分,一個是寫的部分,每週都有四個很難的工程問題要解,另外還有動手做的部分,完成小米的某些功能。這個禮拜他們要交出一段影片,記錄他們的小米如何朝某一特定方向前進,打U-turn回轉而不能用任何遙控器。到學期尾聲時,有些學生要能用複雜的自動化設計,使他的機器人透過感光器來循著地板上的直線行走。
在文特解釋這門課的目標時,一個從麻省列克興頓來的學生塔希爾(Mo Eltahir)說:「太棒了,每一堂課教的東西都可以用來幫助學期末的競賽。」
文特笑著說:「你們敢說你們有學到東西嗎?」
他們的確有,在後來的上課中,他們銘刻新的記憶,這個記憶比他們以為的還要深。這個有很高情境因素的記憶使他們可以了解並且影響他們的世界。為了要鼓勵這個歷程,2.007這門課拋棄了一百年來傳統教室授課的包袱,用更好的方式去取代它。
一九○二年,美國教育心理學家杜威(John Dewey)(他是當年「最有名的哲學家」,他去世時,《紐約時報》的追悼文如此稱讚他),曾指出他所觀察到的典型教室的壞處,例如數學和真實生活的物件分離,地理與地質和歷史事件分離,他在他的《孩子與課程》(The Child and the Curriculum)一書中寫道:「老師所教的與孩子的背景知識和興趣沒有關聯。」學生被動的接受知識,經過若干年的就學經驗卻沒有真正的動機去學習,他們所接受的知識與日常生活以及人生目標毫無關聯。今天雖然學校已經想辦法去改善這個缺點,但是主要問題仍然存在,因為學校的教育宗旨還是假設學生的學習是為了將來的他們,而不是為了現在的他們。
2.007這門課就完全不是這樣,第一,要感謝這門課「不念就當掉」的本質,學生沒有那種懶洋洋、背一背就過關的讀書態度,反而追求在課堂中所教的理論一定要馬上應用得到,因為假如你不應用它,你的對手就用了。一部分是學生對「所學馬上有所用」感到興奮,今天課堂上學的馬上可以用到真實世界的工程問題上,另一部分是能讀上這門課很光榮,這門課帶給學生很強的學習動機,即使這個學生過去是只求過關(MIT的確有這樣的學生,他們傾向做最小的努力獲得A,而不是獲得B,我以前就是這樣),也會被激發願意花比必要更多的時間在實驗室,手上拿著螺絲轉,筆記型電腦打開著。就在這短短的一學期,這門課啟發了學生,不論他們是本來就有興趣或完全是門外漢,培養出的未來機械工程師比任何一門課都多,雖然很多課都想模仿2.007,但是沒有一門課能超越它。
今天,當我沉思擺在我面前的任務時,我的想法從來沒有偏離2.007太遠。任何一個值得它學費的課程,至少要做到不但教知識,還要使學生在真實世界中用到這個知識。2.007這門課是大大的做到了這一點。

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