很多人觉得现在的教育是应试教育，培养出来一群考试专家，而不是应用大家。比如很多学习计算机专业的大学生，连基本的数据库操作都没有学会，算法只知其然完全不知道灵活运用。

这一章，教我们一个道理：不要一开始就想成为专家，老老实实的打好基础。所有的专家，莫不是朝九晚五，沉淀积累出来的。比如开车，你一开始必须接受驾校的填鸭式的教育，掌握油门、离合、方向、机械式的倒库操作。拿到了驾照，也并不是意味着你就能开车了，你还需要实习期一年，慢慢的练习，每天都要开，三五年后，才能得心应手，完全不经大脑就能开好车。

想想自己拿到驾照，刚开车时的窘境，常常手忙脚乱，心力交瘁。有段时间都不想开车了，那时候一上车，我的工作记忆区就被各种招式占满了：比如变道前，先看后视镜，看有没有车，后车有没有在后视镜里面等等。现在，基本上不怎么思考，只要瞟一下后车，感觉一下后车的车速，然后油门一踩就变过去了。

本章的问题是：我们该做些什么让学生像科学家、历史学家和数学家一样思考呢？先分析了专家们是怎么思考的，为什么专家们的思考会比初学者深入，接下来说明了初学者要成为专家的路径，值得学习。

• 问:敎育者和政策制定者有些时候对课程设定脱离学科的现象表示失望。
  • 我们该做些什么让学生像科学家、历史学家和数学家一样思考呢？
• 答：这一对于课程设定的质疑听上去有它的道理：
  • 如果我们不敎给学生科学家真正做的事情，学生如何成为下一代的科学家呢？
  • 但这在逻辑上存在一个缺陷，也就是它假设学生在认知上有能力做到科学家或历史学 家所做的事。
• 这一章的认知学原理是：
  • 学习早期的认知力和晚期的截然不同。
    • 这不仅是因为学生比专家知道的少，还因为他们所知道的以不同的方式储存在大脑里。
    • 专家起初思考的方式并非像“培养中的专家”那样，而是像初学者一样。
    • 事实上，没有人能够不通过培训就像科学家或者历史学家 那样思考。
  • 真正的科学家是行家里手。
    • 他们已经在各自的领域每天朝九晚五地工作了许多年。
    • 其实正是多年的练习导致他们思考的方式发生了质的变化。
    • 像历史学家、科学家或者数学家那样思考是很高的标准。
• 科学家、数学家和其他专业人士如何思考
  • 专家对于他们的专业领域有丰富的背景知识。
    • 但是光有知识还不能成为专家。
    • 豪斯能够从记忆中快而准地获取正确的信息。
    • 这些信息年轻的医生也拥有，只是他们想不到而已。
  • 专门技能甚至体现在犯的错误上。
    • 专家是“优雅地犯错”，也就是说，专家在得不到正确答案时，那个错误的答案通常是个最佳的猜测。
  • 专家在相似领域上迁移的能力比初学者要强。
    • 比如，历史学家可以分析在他专业范围之外的史料，并且得出一个比较合理的结论。
  • 和初学者相比，专家更能分辨出重要的细节，
  • 并得到合理的解决方案， 将他们的知识迁移到类似的领域里。
    • 这些能力不仅医生有，作家、数学家、 象棋选手和教师都有。
• 专家的“工具箱”里有些什么
  • 他们怎么能做到这些的？
    • 一般需要拥有哪些解决问题的技巧或者专业知识？
    • 我们如何确保学生拥有这 些呢？
  • 工作记忆是有效思考的最大瓶颈。
    • 工作记忆是思维发生的场所，但是空间很有限，
    • 如果放人的东西太多我们就会失去线索，导致思考以失败告终。
    • 有两种方法可以 避免工作记忆的局限性：
      • 背景知识
        • 背景知识之所以能帮助我们克服工作记忆空间的局限，
        • 是因为它让我们可以组合，
        • 或者“合并”分散的信息
        • 专家的长期记忆里不仅仅有很多信息，而且这些信息在记忆中储存的方式和初学者不一样。
        • 专家不会像初学者那样考虑表层结构，他们思考功能，或者说深层结构。
        • 专家是进行抽象思考的。
        • 专家可以轻而易举地理解抽象概念，因为他们能够看清问题的本质。

• 初学者倾向于将最上面两个问题归于同一类型，因为他们都有一个旋转的圆盘。
  • 专家倾向于将下面两个问题归为一类，因为他们在解题时都使用到了能量守恒定律。
    • 专家拥有对于问题类型的抽象知识，而初学者没有
    • 初学者着眼于表层结构， 看不清问题之间抽象的、功能上的联系，
    • 这恰恰是解决问题的关键，也正是专家的厉害之处。
    • 思考功能让重要的部分浮出水面，这也是他们对于新的问题展示出良好的迁移能力的原因。
      • 新的问题在表层结构上看也 许不同，但是专家识别得出内在的、抽象的结构，
      • 这也是为什么他们的判断通常是合理的，尽管有时候不完全正确。
  • 练习。
    • 克服工作记忆空间局限的另一个方法是不断练习每个步骤，
    • 直到熟练掌握，这样这些步骤就不会占用工作记忆的空间了。
    • 专家已经将很多原先需要仔细思考的过程和常用步骤自动化了
    • 专家通过获得丰富的功能性背景知识和将一系列思考过程自动化来节省工作记忆的空间。
      • 他们如何利用这富余的空间呢？
      • 他们会做的事情之一是和自己说话。
      • 专家会和自己说什么呢？
        • 他们经常会和自己讨论正在研究的问题，当然是在抽象层面上讨论的。
        • 有趣的是，专家通过和自己进行这样的对话可以得到可能的结果。
    • 专家不仅仅是描述在做的事情，他们还提出假设，
    • 在过程中测试自己的理解能力，思考可行的解决方法。
      • 但是，和自己对话需要工作记忆，所以新手不太容易做到这一点。
      • 即使他们确实和自己对话，说话的内容也会比专家说的要浅显许多
  • 初学者可以任选其一。
  • 专家也使用这两种方式，但是他们丰厚的积淀使得这些方法更为有效。
• 如何让学生像专家一样思考
  • 专业素养的确需要大量训练。
    • 看本专业问题的角度不是停留在表面，而是带有功能性地思考。
    • 这种看问题的方法使得他们能在海量信息中挑选出重要的环节，
    • 得到合理的（即使不总是正确的)解决方案，将知识应用到相关领域。
    • 此外，专家使用的很多常规性步骤通过反复实践已经变得完全自动化了。
  • 告诉新手 “和自己对话”或者“功能性思考”这样的话是没有用的。
  • 专家的确在做这些 事，但首先是他们的大脑工具箱允许他们这样做。
  • 要达到专业水平，没有别的，只有练习
    • 伟人在标准智商测验中并没有体现出异于凡人的聪敏，
    • 他们聪明是毫无疑问的，但是这和他们在各自领域内的出色成就并不成正比。
    • 他们真正突出的地方是持续工作的能力，伟大的科学家几乎都是工作狂人。
  • 练习的另一个重要启示是:如果我们不肯花时间是成为不了专家的。
    • 一些研究者支持后来定义为“十年规则”的效应:
      • 一个人不花上十年时间是不能在任何领域（物理、象棋、 高尔夫或者数学)成为专家的。
      • 学 习和练习在达到专家级别时就停止也是不行的，必须持续地练习才能保持这个地位

• 对课堂的启示
  • 专家并不只是简简单单比初学者思考能力强而已，他们的思考方式有本质上的区别。
  • 学生理解但不能创新知识
    • 数学家、科学家和历史学家与初学者之间的区别。
      • 他们在自己的领域工作了很多年，
      • 积累的知识和经验足以让他们用我们学不会的方法思考。
      • 所以，让你的学生像他们一样思考是不现实的。
    • 可能区分理解知识和创新知识会有些帮助。
      • 专家创新知识，
        • 比如，科学家提出并验证关于自然现象的理论,
        • 历史学家进行历史事件的叙事诠释，
        • 数学家则是证明以及描述复杂的情形。
        • 专家不只是懂行，他们还向该领域增添新的知识。
      • 对于学生来说，一个更谨慎、更实际的目标是理解知识。
        • 学生可能不会提出自己的科学理论，但是他可以深入理解已有的理论。
        • 学生可能不会就史实给出全新的见解，但他可以看懂别人所写的评论。
    • 我们的目标是给学生提供一些其他人创新知识的方法， 而不是让学生直接创新知识。
  • 专家做的一些事情学生也能做，但它们对学生的认知能力没有太大帮助
    • 专家可以创新知识，初学者可以理解专家提出的概念。
    • 那么，如果你硬要让学生创新知识会发生什么？
      • 可能的结果是他们做得不好，
      • 原因:这些活动需要大量的背景知识和经验。
    • 但是教师还会有其他原因让学生做这些活动。
      • 吸引学生认真观察实验，而要求他的学生阐述科学实验的结果，
      • 这并不是指他让学生像科学家一样思考。
    • 需要想象力的作业也会起到激励作用。
      • 初学的孩子还不具备谱曲的认知能力，这不代表他们不会乐在其中
    • 学生的科技成果展也是同样的道理。
      • 一些学生对于他们 所做的非常自豪，他们对科学或工程的兴趣大幅度提高。
      • 所以尽管项目的创造力方面不怎么样，科技成果展起到的激励作用也不容小觑。
    • 总之，让学生迎接创新的挑战要求过高，但这不代表你需要完全摒弃 它，
    • 只要明白学生能够或者不能从中得到什么就可以了。
  • 照葫芦画瓢没有用
    • 当我们想要帮助学生获得某种技能时，鼓励他们去模仿专家好像是很正常的途径。
    • 但它不正确，因为我一再强调专家和初学者思考的方式不同。

• 每次当你看到专家做事的方法和非专家不一致时，
  • 你要想到，专家极有可能当初也像初学者一样，
  • 而且想要达到专业水平都必须经过这一段。
  • 拉 尔夫•瓦尔多•爱默生总结得更好:“每一个艺术家都是从学徒做起的。”

总结

记得以前常常听到新手抱怨老手：为什么他跟我做相当的事情，却拿着比我高出一截的工资？，直到有一天，软件系统出了一个问题，老手从容的找出了问题点，新手急得像热锅上的蚂蚁，不知道问题出在哪里。所以虽然后起来老手跟新手做同样事情的时候，老手的思考以及做事的深度，是新手远不能比的，新手只有经过大量的练习，才能达到老手的境界。要想成为专家，没有跳跃性的方法，只有不断刻苦的练习。