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读书笔记：

什么是认知科学？如何将认知科学应用到学习中？听听北大心理与认知科学学院教授、博士生

导师魏坤琳的建议吧。

一、为什么要成为终身学习者？

在生活中，我判断一个人是否有前途，不是看一个人是否聪明，而是看他对事物是否有强烈的好奇心，是否有强大的学习能力。

我在北大工作，北大严进宽出，考进来非常难，所以我经常能在北大看见很多聪明人。但这些聪明人中，有的人毕业后未能在事业上有所建树。为什么？

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后来，我发现那些在事业上有建树的人都有一个共同特质：他们都是终身学习者，都对知识有着常人难以想象的渴求。

例如很多国内互联网大佬，他们虽然身居高位，事务繁忙，但仍在不断地吸收着当前科技领域的最新知识，一直在学习。

例如著名投资人巴菲特，如果你拿着计时器观察他，你会发现他醒着的一半时间是在看书，剩下的时间大部分用在跟一些非常有才华的人进行一对一的交谈，有时候是通过打电话，有时候是当面。

巴菲特还有一位最重要的合作伙伴—查理•芒格，他是巴菲特的智囊。芒格同样把自己的成就归结为不断地学习，他说：

我非常幸运，在读法学院之前就学会了学习的方法。在我这漫长的一生中，没什么比持续学习对我帮助更大的了。

这些事业有成的“聪明人”，虽然身处不同领域，却都把终身学习作为贯穿自己一生的金线。

很多年轻人小时候一直是外部驱动，被老师和家长逼着学习，已习惯传统学校教育，一旦进入大学没人管，便放松下来，学习没有动力，自然就中断了。

但如果学校给他们一个重要的概念—知识的复利效应，他们的动力自然就回来了，而且是源源不断的。

“知识的复利效应”是什么呢？

平常我们可能以为学习就像加法，像一条线那样平缓，学一点是一点，但其实学习是乘法，像一条曲线那样，积累到某个阶段会呈指数级突飞猛进。

你的学习就像银行存款利息一样，知识增长按复利计算。你在其他领域学到的知识会推动你学习的速度。看似零散的知识之间会产生化学反应，融会贯通，产生出爆炸性创想。

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所以，不要把学习当作一时半会儿、某个时间段的任务，而是要把学习当作贯穿自己一生的事业，要成为终身学习者。

二、终身学习者的窘境

但在这个时代，想成为终身学习者，还得应对两个问题：

第一个是信息过载，

第二个是学习武器落后。

回想一下，小时候的我们是怎么获取信息的？去学校请教老师，去图书馆翻阅书籍，参观科技馆、博物馆，还有看电视，很少有人上网吧。

现在，我们大多靠一部手机，“一部手机在手，天下知识我有”，获取信息非常快。

可以看到，第一个阶段我们主动向知识的集聚地靠过去，知识就像一盏灯，把我们这些渴望知识的小虫子吸引过来，不远万里穿过黑暗，围着那知识的光亮飞舞。

而现在，我们与知识的角色反转过来了，只要带着一部手机，有了手机应用程序、微信公众号、微博，信息就像一群蚊子一样嗡嗡嗡地围着我们打转，逃都逃不掉。

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以前知识匮乏，现在信息过载。以前我们对知识没有选择，现在则是选择太多。当我们无法处理和内化这么多信息的时候，什么都想学，什么都想掌握，就产生了知识焦虑。

面对如此窘境，手里的学习武器似乎并不趁手。我们培养起来的学习方法、学习习惯，是在十多年前的学校教育中获得的，是面向过去的。

面对信息过载时代，我们就像拿着大刀长矛，面对洪流般的坦克，一脸茫然，无能为力。

我们所掌握的学习理念、思维方式，大多来自传统学校教育，但这些理念和思维方式已不能很好地适应现在的时代，至少有两个问题：

第一，传统教育内容注重静态知识技能的传授；

第二，传统教育方式注重外显知识的传授。

2016 年世界经济论坛上有一个报道指出，现在的小学生这一代人将来参加工作的时候，人们在今天从事的 65% 的工作都将不存在。这意味着，我们现在的教育已经不能适应时代发展了。

同时，我们也听到很多大学生毕业后不好就业，除了个人原因外，也表明传统学校教育已跟不上时代的变化。

本应该是面向未来的教育，却停留在了过去，一个重要原因就是传统学校教育注重传授静态知识技能，强调对一门具体科目知识的掌握。

例如老一辈家长就常说“学好数理化，走遍天下都不怕”。但细想一下，学好数理化就真的不怕了吗？你想想，传统的数理化知识有多少是我们未来确确实实会用到的？

知识是流动的、成长的，面向未来的教育应该引导学生主动对动态知识进行探索，让学生养成通用的学习能力，突破时空限制。

另外，传统教育方式注重外显知识的传授。所谓外显知识，就是我们能够写在课本上，能够用文字、图片展现的知识，也就是我们经常说的书本知识，这些知识仅占人类知识很小的一部分。

书本知识有工业化的特点，它的存在就是想把知识体系化，使它们能够在社会上快速复制，能够更好地传递下去。我们造就人才也希望这样，一次培养出成千上万个邓稼先，但这些书本知识远远不足以造就邓稼先。

我曾跟学生开玩笑说：“给你一叠纸，把你现在掌握的生物知识写出来。”这个过程就是把头脑中的内隐知识通过书写的方式外显化，但你会发现学了 4 年多的知识，能够写出来的只有几张纸。

是同学们学习不努力吗？不是，他们肯定有很多对生物学的深刻理解，但一时无法用文字表达出来。

那么，那些无法写出来的知识叫什么呢？就是内隐知识。

内隐知识相对外显知识更为重要，它存在于个体经验之中。

例如个人动机、价值观等，也存在于与他人共享的情境之中；例知识是流动的、成长的，面向未来的教育应该引导学生主动对动态知识进行探索，让学生养成通用的学习能力，突破时空限制。

如学习氛围、企业文化等。对于这类知识，传统学校教育虽然隐隐约约地感受到了，经常强调要在实际情境中学习，但是考起试来，内容依然是外显知识。

三、认知科学

终身学习者的秘密武器

我们需要一种可应对信息过载时代的学习方式，一种能在未来持续提供指导的学习方式。在目前的学术研究下，我比较认可的是认知科学指导下的学习方式。

什么是认知科学？

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认知科学（cognitive science）是一门研究信息如何在大脑中形成以及转录的跨领域学科，其研究领域包括心理学、哲学、人工智能、神经科学、学习科学、语言学、人类学、社会学和教育学。

如果做一个不恰当的类比，把人脑当成计算机的话，你肯定要输入大量的信息，然后处理它们，这个处理步骤有些是把信息降维，有些是理解，有些是连接成网络。除了信息处理，还得输出。整个信息转录的过程，就是认知科学的研究范围。

认知科学主要研究人如何获取信息，处理信息，并做出决策，它研究的是人类学习的规律。

所以，它的成果当然能指导我们如何更好地学习，是终身学习者的学习利器。

1.元认知

认知科学如何指导我们学习？这里介绍一个重要概念——元认知。

20世纪70年代左右，心理学家约翰•弗拉维尔（John H. Flavel）提出了元认知理论。他认为元认知是：

反映或调节认知活动的任一方面的知识或者认知活动。

为完成某一具体目标或任务，依据认知对象对认知过程进行主动的监测以及连续的调节和协调。

以上两句话是说元认知包括两个方面：一是对自我如何认知的知识的了解，二是对这一认知过程的调节。

人可以反思自己的认知活动，我们可以站在另外一个高的层面上想“我是怎么思考的，我是怎么学习的”，我们可以对思维本身进行思考。

同时，作为智慧生物，我们很多的活动是目标导向的，会围绕目标进行思考，做出决策，采取行动。

并且，我们会对整个过程进行监控和调节，实际上就是认知的认知。这就是我们人跟动物不同的地方。

认知大体上可以说是思维、决定、推理等活动的过程。元认知则相当于研究思维、决定和推理，考察人脑思维、决策的过程。

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善用认知科学，不仅可以重新认识学习，更可以改善学习进程，可以让你在信息过载时代从容不迫，在终身学习的道路上越走越远，越走越顺。

2.掌握大脑学习三大特点

认知科学提倡遵从大脑特点学习，那么大脑学习特点有哪些呢？该如何利用这些特点助力终身学习？大脑有以下三个特点可被应用到学习上：

① 大脑永远想偷懒

不知大家意识到没有，我们夸一个学生聪明，常说“这个孩子挺爱动脑筋”，但其实没有人愿意动脑筋，大脑总是喜欢在你知道或不知道的情况下偷懒。

脑科学实验里经常会用核磁共振扫描人的大脑，这种技术可以让我们看到人脑哪些区域处于激活状态。

有一个有趣的现象：

即使没有做任何思考任务，大脑的能量消耗也很大。成人的大脑一般重 1.5 千克，大概占体重的 2%，却消耗了整个身体 20% 的能量。

正因为大脑耗能极大，所以大脑会自动优化效能，会尽可能把所有的能量都花在刀刃上，在执行任务的时候总是有意无意地偷懒，寻找省力的诀窍。

譬如你刚开始学习打羽毛球，主管决策、认知、监控的脑区，也就是你的大脑前额叶，会特别活跃—学习新知识非常耗费大脑能量。

但学习一段时间后，你的动作开始自动化。你把球抛起来，落到某个高度时击打，大脑会告诉你胳膊挥到什么程度，并根据落点调整，不断优化运动，抛球、挥拍、击球……

这时再看核磁扫描，以前非常耗能的前额叶脑区活跃度没那么高了，与运动有关的其他低耗能脑区开始活跃起来。

这表明，大脑在学会一种运动后会想方设法降低它的能耗。

② 大脑永远爱新奇，渴求模式

大脑的第二个特点是好奇。英文专门有一个词来形容好奇心，叫“novelty seeking”（“追求新奇”）。“novelty seeking”是一种能力，是我们天生的倾向。

小孩天生就有强烈的好奇心，如果你留意看小孩的眼神，会发现他们总是四处张望。不只小孩，成人也好奇，比如路上有车祸，吃瓜群众都围过去看……

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大脑还渴求模式。心理学上有个著名的“格式塔效应”，我们的大脑倾向于在混乱中找到模式，擅长找到看似不相关的东西之间的联系和规律。

我经常用格式塔效应跟同事开玩笑，说我发现了一个特别有意思的问题，但是今天还不能告诉你，快下班了，我先走了。

同事好奇心被吊起来，急于补全心中的模式拼图，就会拽住我说“你赶紧告诉我，要不我今天睡不着觉”。我就不得不告诉他，他就会很满足。

③ 大多数知识以内隐形式存在

我们学习的通常是外显知识，这些知识能够被表达出来，写在纸面上。但这些外显知识永远是冰山一角，更多的知识不能用语言来表达。

继续打羽毛球的例子。你若问我为什么要从那个角度击球，有时候我说不出来具体原因，因为有些知识是内隐的，即使我的大脑知道，也不一定能用语言表达出来。

人类知识中有大量这样的内隐知识，知觉的、运动的、知识的……还有些知识存在于情景，跟当时的背景和人有关，无法一一言说。还有些数据本身是高维的，但是表达出来就已被降维粗浅化，丢失了很多信息。

四、对付偷懒大脑的四个诀窍

知彼知己，百战不殆。熟知大脑学习的各种特点，再逆向利用，学习效率反而会提升。先说如何对付大脑爱偷懒。

1.切换场景

尝试做一个小测试：在限定时间内背单词，第一次是在一个房间里，第二次是在不同房间里，两次的效果会有什么不一样呢？

结果是第二次的效果明显比第一次好。

为什么？因为我们的记忆不是单独存在的，它是跟情景连在一起的，不同房间的多样性情景，会产生不同的情景记忆编码，可以有效提高记忆效率。

2.交错式学习

以期末考试为例，学生复习科目通常是五六门。一种策略是一直复习一门课直到完全掌握，再复习另一门；另一种策略是把一门课的内容分为几个部分，先复习这门课的一部分，再复习另一门课的一部分，如此交叉复习。

这两种策略哪一种更好呢？答案仍然是后者。

后者被称为交错式学习，是指将某一段学习内容分成若干节段或专题，各部分交替着学习。与这种学习策略相对的是批量式学习。

交错式学习很好地结合了分散学习和其他促进学习要素的作用，学习者必须不断克服不同学习内容间的干扰，迫使学习者注意到其中的异同，从而在编码过程中促成对学习内容更好的表征，促进学习保持和迁移，是经大量研究证明的有效学习策略。

3.善用好奇心助力学习

既然大脑天生好奇和喜欢寻求模式，那么我们就顺水推舟，主动为大脑创造好奇与模式，让大脑为我们服务。

假设这样一个情景：开学时，老师发给你一套历史书，三本一千多页，让你在这学期把它们学完。你会不会觉得学习变成了记忆，觉得无聊、动力不足？

你会不会因为要记的东西太多而心生疲惫？但是如果老师提出一个开放式的问题：为什么工业革命没有发生在中国？你会不会觉得你的好奇心被勾起来，给了你努力的方向和强烈的目标，让你产生思考—这个问题涉及地理、制度、政策等原因，你就会主动去看这套书？

开放式提问会给你无穷的好奇心和学习动力。我平时也会自己给自己提开放式问题，接着就会翻很多书，看很多人的观点，然后再综合各家的观点，形成自己的思考。

除了开放式问题以外，还需要养成良好的思维习惯。思维习惯相当于自动化你思考问题的方法，每当遇到问题，这些方法会自然出现，推动你思考。

思维习惯以问题开始。

第一，看到任何不懂的事物问一个为什么。

譬如你刚刚看到格式塔效应图像，就可以问：为什么大脑会自动补全？怎么实现的？

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所有的心理学问题或者任何学科的问题，都是从几个基本的“为什么”开始的。

第二，科学思维。

除了老师的解释、书本上的解释，还有别开放式提问会给你无穷的好奇心和学习动力。思维习惯相当于自动化你思考问题的方法，每当遇到问题，这些方法会自然出现，推动你思考。

永远都在问自己：还有别的解释吗？这是典型的科学思维，用术语讲即是备择假设。备择的理论是什么？因为你提出这个问题，要形成自己的观点，你就必须得找证据，科学研究就是这么做起来的。

第三，创新思维。

面对一个难题，传统的解决方法是什么？有没有什么其他脑洞大开的方案？两者的差异是什么？我能想到最好的方案是什么？这个方案是否需要用到其他学科的知识？

问完这些问题，你就得马上找新知识、新见解、新书，开始新的学习了。

第四，批判性思维。

它的问题模式是：真的是这样吗？譬如说以前历史书上说劳动创造人，我会问：真的是这样吗？人类的起源真的是劳动造成的吗？动物不劳动吗？什么是劳动？怎么定义劳动？

如此四个思维习惯循环往复，不断用不同问题激发好奇心，保持求知的动力。

4.内隐知识：成为学徒，成人学习的最佳方式

大多数知识都以内隐知识存在于大脑，如何获得更多的内隐知识呢？

大家都知道名校的孩子有很高的成才率，除了名校丰富的教育资源和孩子们本身的高素质之外，还有一个我们容易忽略且重要的因素：同侪动力。

在科研界有个明显的现象：

全世界某个领域的主要论文都是几个顶尖实验室的人写出来的，获诺贝尔奖的人集中在几个实验室。

聪明人扎堆出现，一流的实验室往往汇聚了一大批资源。这些顶尖实验室有一套他们自己的思维方式、行事习惯、研究方案和研究思路。这些东西不在课本上，不在他们发表的文章里，这些都是内隐的知识。

这些知识在外面你根本学不到，你得靠近他们，你得到他们集聚的地方去学习。

同时，研究学习的科学家通过大量研究表明，成人的最佳学习方式并非独自练习，而是在情境中学习。

普通人想进入一个领域，有效方法是直接进入相关情境，找到自己的“学习共同体”，然后围绕重要成员转，做一些外围工作，随着技能增长，进入学习共同体圈子的核心，逐步做更重要的工作，最终成为专家。

就如同学习编程，你想从“小白”进阶为大师，需要直接进入编程信息过载时代，不要面对信息，而要面对人。信息不重要，信息承载人才最重要，你得去和时间最前端的人群连成小社群。

领域的社群，跟程序员交朋友，先帮他们打杂搞好关系，随着自己技能的增长，一步一步地成长起来。

找工作也是。有学生问我，毕业后我应该选什么样的工作？我建议他仔细想想：哪份工作环境可以让你学到更多？

所以，我希望我的学生开始工作时不要主要考虑钱，而是考虑跟优秀的人在一起干活，考虑跟他们学到的东西，开始内隐式学习。

优秀之人的公开演讲、论文和书籍往往不会教给你研究和思考的方式，你需要去到他身边，安静地做一个门徒，观察他、模仿他，慢慢地变成他。

这同时也是应对信息过载的最佳解决方案：信息过载时代，不要面对信息，而要面对人。信息不重要，信息承载人才最重要，你得去和时间最前端的人群连成小社群。这个圈里的人，才会用最简单的话告诉你这个世界最重要的信息。

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最后，学习内隐知识还要注意“知行合一”，意思是学完了理论知识，还需要使用“输出”这个方法来对知识进行检验。

“输出”具体到不同领域有不同的含义，比如你可以将自己的所思所得用一篇文章表达出来，想到一个创意时用具体的代码表现出来。

为什么强调“输出”？因为你可以看一辈子书，把各个学科都打通，但是最后如果不落实到行动上，对知识的理解和学习都是不够的。

只有在行动中你才会发现自己掌握的知识是有漏洞的，才会发现以前认为自己理解了的东西其实并未理解。