思考是如何发生的？

了解思考是如何发生的将有助于你理解是什么让思考变得困难。这将反过来帮助你理解如何让思考这件事变得更简单，从而帮助学生们更好地享受学校生活。

让我们从一个简易的大脑思考模型开始。如图1.3所示，左边是环境，充满了要看和听的东西、需要解决的问题，等等。右边是组成你大脑思考的一个部分，科学家称之为工作记忆。我们暂将它等同于意识，它存储着你正在思考的东西。从环境到工作记忆的箭头表明，工作记忆是你大脑意识的一部分，你可以意识到你周围的事物：一束光线落在满是灰尘的桌子上的景象，远处狗吠的声音，等等。当然，你也可以意识到当前环境中没有的东西。例如，你可以回忆起你母亲的声音，即使她不在房间里（或者已经不在世了）。长期记忆是一个巨大的宝库，你可以在其中存储你对这个世界的事实性知识：豹子身上有斑点，你最喜欢的冰激凌是巧克力味的，你3岁的孩子昨天提到金橘让你大吃一惊，等等。事实性知识可以是抽象的，例如，它包含三角形是有三条边的闭合图形的想法，以及你对狗一般长相的了解。长期记忆中的所有信息都存在于意识之外。它静静地待着，直到你需要它，它才进入工作记忆，从而进入意识。例如，如果我问你，“北极熊是什么颜色的？”你几乎会立刻说，“白色”。30秒前，这些信息还停留在长期记忆中，但直到我提出了这个问题，使其与正在进行的思考相关，它便进入了工作记忆，这时你才意识到这一点。

当你以新的方式组合信息（来自环境的信息和长期记忆）时，思考就会产生。这种结合发生在工作记忆中。要了解这个过程，请阅读图1.4中描述的问题并尝试解决它。与其说是为了解决问题，不如说是为了体验思考和工作记忆的意义。该图描绘了一个带有3个钉子的游戏板。在最左边的钉子上有3个从下向上依次变小的圆环。目标是将所有圆环从最左边的钉子移到最右边的钉子上。关于如何移动圆环只有两条规则：一次只能移动一个圆环，以及不能把一个较大圆环放在较小圆环之上。

通过一些努力，你也许能够解决这个问题，但真正的重点是感受工作记忆被问题所充斥的感觉。你首先从环境、规则和游戏板中获取信息，然后想象移动圆环以达到目标。在工作记忆中，你必须保持在解题的当前状态——圆环在哪里——想象并评估其潜在的移动方式。同时，你必须记住相关规则，哪些动作是合规的，如图1.5所示。

对思考的描述清楚地表明，知道如何在工作记忆中组合和整合想法是成功思考的关键。例如，在圆环和钉子问题中，你如何知道将圆环移动到何处？如果你以前没有见过这个问题，你可能会觉得自己只是在猜测，因为你的长期记忆中没有任何信息可以指导你。如图1.5所示。但是，如果你有过解决这类问题的经验，那么你的长期记忆中可能有关于如何解决它的信息，即使这些信息并不能万无一失地解决你所遇到的问题。例如，你试着在头脑中思考这道数学题：

你的长期记忆不仅包含事实性信息，如北极熊的颜色和8乘以7的值，还包含我们称之为程序性知识的内容，即你对执行任务所必需的心理过程的知识。如果思考是在工作记忆中组合信息，那么程序性知识就是一个列表，列出了要组合的内容以及完成特定类型思考的方法。你可能已经存储了计算三角形面积、使用Windows系统复制一个计算机文件或从家开车到工作场所所需步骤的过程。

很明显，在长期记忆中储存适当的程序对我们思考有很大帮助。这就是为什么数学问题容易解决，而圆环和钉子问题却很难解决。但是事实性知识呢？这对你思考也有帮助吗？它确实以几种不同的方式存在，这将在第2章中讨论。现在，请注意，解决这道数学题需要检索事实性信息，比如8×7=56这个事实。我说过，思考需要在工作记忆中结合信息。通常情况下，环境中提供的信息不足以解决问题，你需要用长期记忆中的信息对其进行补充。思考还有最后一个必要条件，可以通过一个例子来理解。如下所述：

在喜马拉雅山一些村庄的客栈里，人们会举行一种考究的茶道仪式。这个仪式包括一位主人和两位客人，不多也不少。当他的客人到达并落坐桌旁时，主人会为他们提供三种服务。这些服务在当地人心中地地位排序是：生火、扇风、沏茶。在仪式上，在场的任何人都可以问另一个人：“尊敬的先生，我能为您完成这项繁重的任务吗？”然而，一个人只能要求另一个人完成剩下两种服务中较不体面的一项。此外，如果一个人正在进行任意一项服务，那么他就不能要求一个比他正在履行的最不高尚体面的任务更高尚体面的任务。按照惯例，茶道仪式结束时，所有任务都将从主人转移到地位更高的那位客人身上。要如何才能做到这一点呢？

阅读这个问题时，你的第一个想法可能是“嗯？”。你可能会说，为了理解它，你必须多阅读几遍，更不用说开始研究解决方案了。这似乎是棘手的，因为你在工作记忆中没有足够的空间来容纳问题的方方面面。工作记忆的空间有限，因此随着工作记忆变得拥挤繁多，思考变得越来越困难。

茶道问题实际上与图1.4所示的圆环和钉子问题相同。主人和两位客人就像3个钉子，任务是在他们之间移动3个圆环，如图1.6所示（事实上，很少有人看到这一类比以及其对教育的重要性，这一事实我将会在第4章中进一步阐述）。

这个版本的问题似乎更难，因为在这个新版本中，图1.6中列出的问题的某些部分必须在你的头脑中进行调整。例如，图1.4为你提供了钉子图示，当考虑移动时，你可以用它来帮助你保持大脑想象中圆环的形象，而茶道问题没有提供这样的支持。在茶道问题的版本中，控制动作的规则的描述较长，因此在工作记忆中占据了太多的空间，很难计划出解决方案。

亚里士多德说：“从思考和学习中获得的乐趣将使我们思考和学习得更多。”你已经看到这种观点过于乐观。成功的学习是令人愉快的，它会促使学生们继续学习。我们已经看到，成功学习的因素之一是在长期记忆中拥有合适的信息。在下一章中，我们将更细致地研究这一需求。

小结

人们的头脑并不是特别适合思考：思考是缓慢的、费力的、不确定的。因此，在大多数情况下，深思熟虑并不能指导人们的行为。相反，我们依靠记忆，遵循我们以前采取过的行动。然而，我们发现成功的思考是令人愉快的。我们喜欢解决问题，理解新思想，等等。因此，我们会寻找思考的机会，但这样做是有选择性的，我们选择那些具有挑战性但似乎可以解决的问题，因为这些问题会带给我们愉悦和满足感。对于要解决的问题，思考者需要从环境、工作记忆的空间以及长期记忆中所需的事实和过程中获得足够的信息。

对课堂的启示

现在让我们回到本章开头的那个问题：为什么学生不喜欢上学，或者更准确地说，为什么更多的学生不喜欢上学？任何教师都知道，学生可能喜欢或不喜欢上学有很多原因（尽管我妻子很喜欢，但主要是出于社交原因）。从认知的角度来看，一个重要的因素是学生是否能持续地体验到学习新东西、解决问题的愉悦感。教师怎样才能确保每个学生都能得到这种乐趣呢？

确保有问题需要解决

我所说的问题不一定是指教师向全班提出的问题，也不一定是数学难题。我指的是具有适度挑战的认知工作，包括理解一首诗或思考可回收材料的新用途等活动。这种认知工作当然是教学的主要内容——我们希望学生去思考。但如果不加以注意，一份教案就会变成教师满堂灌的解说词，学生几乎没有机会解决问题。所以，仔细阅读每一个课程计划，着眼于学生将要做的认知任务。这种任务发生的频率是多久？两次活动是否混杂在一起，有间歇吗？它是真正的认知工作能带来发现的感觉，而不仅仅是从记忆中提取出来的吗？尤其是在整堂课教学中提出的问题——研究表明，教师很容易陷入一种事实型信息检索的模式，即询问大量事实然后检索问题的模式。当你确定了有挑战性的问题时，考虑学生是否能接受由其带来的负面结果，比如学生不明白他们要做什么，或学生不太可能解决问题，或学生只是试图猜测你想让他们说什么或做什么。

尊重学生的认知局限

当你试图为学生开发有效的智力挑战时，请记住在本章中讨论的认知局限性。如果学生缺乏解决问题的背景知识，那就把这个问题留到下次他们有相关背景知识的时候再说吧。

意识到工作记忆有限同样重要。请记住，人们一次只能记住一定数量的信息，就像你在阅读茶道变式问题时所经历的那样。工作记忆的超负荷是由这样一些事情引起的：多步指令、一连串毫无关联的事实、两到三步以上的逻辑链，以及把刚刚学过的概念应用到新材料中（除非这个概念非常简单）。解决工作记忆过载的方法很简单：放慢速度，使用记忆辅助工具，如在白板上书写，以避免学生在工作记忆中保留太多信息。

明确待解决的问题

怎样才能使问题变得有趣呢？一个常见的策略是尽量使教学材料与学生“相关”。这种策略有时很见效，但对于某些材料来说它的确很难实现，毕竟有些时候并无太大关联性，不是吗？另一个困难是，一个教师的班级可能有两个足球迷、一个玩偶收藏家、一个纳斯卡（NASCAR）车赛爱好者、一个骑马高手——你懂的。在历史课上提及一个流行歌手可能会让全班同学发笑，但也仅此而已。我强调过，当我们感知到一个我们相信可以解决的问题时，我们的好奇心就会被激发。什么问题会吸引学生并且让他们渴望知道答案呢？

看待学业的一种方式是一系列答案。我们想让学生们知道波义耳定律，或者关于第一次世界大战的三个原因，或者为什么爱伦·坡的《乌鸦》一直在说“永不复返”。有时我认为，作为教师，我们如此渴望得到答案，以至于没有花足够的时间来研究这个问题，可能是因为这个问题对我们来说是显而易见的。当然，这对学生来说并不明了，正如前文所述，这正是一个激发人们兴趣的问题。被告知答案对你没有任何帮助。你可能已经注意到，我本可以把这本书组织成认知心理学原理的一部分。取而代之的是，我围绕着我认为教师们会感兴趣的问题进行组织。

当你计划一节课的时候，你要从希望学生在课程结束前知道的信息开始。下一步，你要考虑这门课的关键问题可能是什么，你如何构建这个问题，使它有合适的难度水平来吸引你的学生，这样你自然就能尊重学生的认知局限性。

重新考虑何时让学生产生疑惑

教师们常常通过提出一个自认为学生会感兴趣的问题来吸引学生听课。例如，问“为什么法律明文规定你必须上学？”，并以此作为介绍法律通过程序的引子。教师们也通过演示或呈现一个自认为学生会感到惊讶的事实的方式来吸引学生。无论哪种情况，这么做的目标都是让学生产生疑惑，让他们感到好奇。这是一种行之有效的策略，但值得考虑的是，这些策略是否也能在学生已经掌握了基本概念之后应用呢？例如，有一个经典的科学演示，把一张燃烧的纸放在一个牛奶瓶里，然后在瓶口上放一个煮熟的鸡蛋。纸燃烧后，鸡蛋似乎被吸进了瓶子。学生们无疑会感到惊讶，但如果他们不知道背后的原理，演示就像一个魔术——只是短暂的兴奋罢了，但他们想要理解的好奇心可能不会持久。另一种策略是在学生知道热空气膨胀而冷空气收缩，可能会形成真空后进行演示。在学生还没有掌握正确的背景知识之前，每一个让他们困惑的事实或演示都有可能成为一种体验，让学生暂时感到困惑，然后带来解决问题的乐趣。而什么时候使用像“鸡蛋入瓶”这样神奇的展示是值得思考的。

在学生准备过程中接受差异并采取行动

正如我在第8章中所描述的，我不认为有些学生“只是不太聪明”，应该安排要求不太高的课程。但是，假装所有学生都为学习出类拔萃做了同等的准备是很幼稚的。他们的准备工作各有差异，在家里得到了不同程度的支持，因此他们的能力和对自己作为学生的看法也会有所不同。反过来，这些因素影响着他们的持久性和对失败的复原力。假设这个观点成立，如果我在本章中所说的是真的，那么给所有的学生布置同样的作业就会弄巧成拙。能力较差的学生会发现作业太难了，他们会努力克服大脑的偏见，打心眼儿里逃避学业。我认为，给学生布置与其当前能力水平相适应的作业是十分明智的。当然，你会希望采取一种机敏的方式，尽量降低学生认为自己落后于他人的沮丧程度。但事实是，鉴于他们落后于其他人，给他们超出其能力范围的作业不太可能帮助他们迎头赶上，反而可能使他们落后得更远。

改变节奏

有时，我们都会不可避免地失去学生们的注意力，正如本章所描述的，在他们感到困惑时，就有可能发生这种情况。他们会走神，但好消息是让他们的注意力回来相对容易。毫无疑问，变化会吸引他们的注意力。当教室外响起砰的一声时，每个人都看向窗户。当你改变话题，开始一项新的活动，或者以其他方式表明你正在改变方向时，实际上每个学生的注意力都会回到你身上，你将有一个新的机会让他们参与进来。所以，计划好变化，监控全班的注意力，看看你是否需要更加频繁地增减课堂变化。

坚持记录

本章提出的核心思想是解决问题能够给人带来快乐，但问题的难易程度要恰到好处，必须足以解决，但也必须足够困难，需要付出一定的脑力。找到这个最佳点并不容易。你在课堂上的经验是你最好的向导，无论什么方法有效，都要再做一次；只要有任何的弊端，都放弃它。但不要期望一年后你会真的记得一项课程计划是如何奏效的。无论一堂课进行得多么顺利，又或是功亏一篑，我们都永远不会忘记所发生的一切。但是记忆遭到的破坏会让我们感到惊讶，所以要把它写下来。即使只是在便利贴上草草的一笔，也要试着养成一种习惯，记录你在衡量你为学生提出的问题的难度方面取得的成功。

成功思考的因素之一是长期记忆中信息的数量和质量。第2章将阐述背景知识对有效思考的重要性。

讨论问题

1. 只有当我们相信自己会成功时，我们才喜欢思考。如果你想更频繁地思考，那么你应该如何改变你的环境，以便遭遇恰当的心理挑战的频次更高？或者你会对自己说些什么来让自己更频繁地尝试？

2. 你的学生从什么时候开启“自动驾驶”模式？我们可以很容易地判断，尝试脱离“自动驾驶”模式并更频繁地思考是有价值的，但这样做的阻碍是什么？你能想出一些方法来挑选他们目前在“自动驾驶”模式上能够解决的问题吗？这些问题实际上看起来很有价值、有意义去思考。

3. 学生的思考工作需要多少奖励呢？这个问题没有确切的答案，我们可以肯定的是，它会因年龄、学生的自我概念和每个学生坚持的内在方面的差异而不同。但值得考虑的是，你希望学生平均多久就能感受到成功的喜悦？同样重要的是，你怎么知道它们什么时候会发生？如果他们解决了一个问题，你确定他们会感到成功吗？如果没有，你能做些什么来激发这种感觉吗？

4. 想一想你的学生一贯喜欢的作业，并通过成功的认知工作来看待它们。这些作业有什么共同特点吗？

5. 我认为学生不能完全理解或明白待学的内容所要回答的问题。你认为这一点在你的教学环境中适用的频率有多高？要让学生们既能理解关键问题，又能参与其中的难度有多大？

6. 当我说处理工作记忆超负荷很简单时，我说你应该放慢速度，把事情分成更小的部分，就目前而言，这是事实。更棘手的是，学生之间的差异使他们感到负担过重。对此，我们又能做些什么？

1 他是最成功、最受尊敬的词曲作者和艺人之一，也是一个非常成功的商人。但他却说：“实际上，我不喜欢思考，我觉得大家都认为我喜欢思考，其实我没有。我根本不喜欢思考。”——作者注

2 好莱坞的机器人和人类一样，可以在复杂的环境中移动，但只有在电影中才是如此。大多数现实生活中的机器人只在可预测的环境中移动。人类的视觉和移动能力是一项卓越的认知技能。——作者注