“學渣”變“學霸”的“五大裝備”

作為高效學習者的代表——清華大學的學生，他們的學習系統在某種程度上可以被視為一種理想形態學習系統。基于清華大學學生學習系統的共性特征，我們模擬出了人的學習系統模型——一個由識別驅動、語義解析、邏輯加工、價值決策和程序定制五大功能模塊組成的復雜系統。它是每個人在與他人和外界環境的互動中自發形成的一套關于學習的操作系統，是學習知識、技能和形成個人價值觀的底層支撐載體。

如圖0-3所示，學習系統總體上分為內圈、外圈兩大部分。其中，內圈包含識別驅動、語義解析、邏輯加工、價值決策四個模塊。識別驅動、語義解析、邏輯加工分別代表學習活動中完成信息加工的不同階段。這三個模塊如同一系列精妙的傳動裝置，依次啟動，確保信息在大腦中得到正確而高效的處理。位于內圈正中央的價值決策模塊作為整個系統的核心算法，如同引擎一樣，會對其他模塊的運行效果產生直接影響。學習系統的外圈是程序定制模塊，它是對內圈執行過程的進一步提煉和程序化總結，可以為整個學習過程加速。識別驅動、語義解析、邏輯加工、價值決策和程序定制這五大模塊有機統合，構成了完整的學習系統，揭示了人們學習過程的全貌。

類似AI，人的學習系統也由“硬件”和“軟件”組成。其中“硬件”是人的大腦及各種感覺器官，“軟件”是在大腦的各種認知功能之上建立起來的五大模塊。

為了讓大家更深入地了解學習系統，下面我將以AI為參照，逐一介紹五大模塊。

模塊一：識別驅動，讓信息精準不出錯。人的學習過程就是對信息的加工處理過程，這與AI的運行模式極為相似。在面對新知識或新問題時，人先收集與識別信息，通過豐富的感覺通道，如耳朵聆聽、眼睛觀察、皮膚接觸、鼻子嗅聞和舌頭品味來完成。這就像AI從鍵盤、鼠標、攝像頭等輸入設備中接收數據一樣。

AI接收數據后會進行復雜的計算，最終通過屏幕、麥克風、機械手等設備輸出信息（驅動執行）。類似地，信息進入人的大腦后也會被加工和整合，然后通過口舌、四肢等器官完成驅動執行（輸出信息）。

信息的收集識別和驅動執行調用了人體的硬件（人體器官）和軟件（認知模塊），構成了人類加工信息的一始一終。因此，學習系統的第一個模塊便是識別驅動。簡單來說，識別驅動就是將感官系統作為不斷接收、編碼和存儲外界信息的門戶，根據需要快速提取相關信息，并驅動身體做出相應的反應。

作為學習系統的基石，識別驅動的準確性對于學習成效至關重要。想象一下，如果在數學計算中，我們錯誤地將“6”認作“9”，即便后續的計算過程再完美，結果也必然是錯誤的。同樣地，如果在需要寫“6”的時候，我們卻寫成了“0”，那么即便前面的分析、推理再精確，也無法做對這一題目。因此，識別驅動不僅是人們學習的起點，也是人們走向學業成功的重要保障。

模塊二：語義解析，實現秒懂強記。當大量的信息涌入大腦后，為了實現特定的學習目的，大腦得從這些信息中挑選出有價值的部分，再對其進行深入的理解和分析，這就是語義解析。AI的語義解析是把各種數據轉化成機器能理解的語言，大腦則是對各種知識符號進行語義上的解讀。這些知識符號，既包括人們平時說的話（如“祝你好運”）或者有文化特色的習語（如“說曹操曹操到”），也包括抽象的數學公式［如sec（π+α）=-secα］、物理概念（如“做功”）等。在接觸到新的知識符號后，大腦試圖把這些知識符號轉化成自己能理解的內容，大腦便會去翻找長時記憶里存儲的內容，如以前學過的原理、公式等，用這些已有的知識符號來解讀和理解新的知識符號。

不過，這個過程并不能次次都順利進行。語義解析有時也會出點兒岔子，主要表現在兩個方面：一是因為某些原因，大腦沒能從長時記憶里找到相關的知識來匹配，導致解讀變得困難重重，如《離騷》總是讓學生們看得頭大，小學數學牛吃草問題常常難倒成年人；二是在面對新知識或新信息時，大腦的記憶存儲可能遇到問題，如學生們背不全《蜀道難》，或者在學習物理力學時常常混淆概念、公式。

模塊三：邏輯加工，做到解題有思路。經過語義解析的“洗禮”，大腦進入下一個關鍵環節——邏輯加工。這一環節是在已知與未知間架起的邏輯橋梁，以此求解未知、攻克難題。

對于AI而言，邏輯加工的基礎構成相對簡單，主要涉及“與”“或”“非”三種基本邏輯運算。無論AI的能力有多么強大，其工作模式都是將錯綜復雜的任務層層分解、簡化，直到可以通過簡單的邏輯運算來處理為止。這是AI進行邏輯加工的核心。

人類的大腦解決問題的方式與此有著異曲同工之妙。當面對復雜問題時，大腦也會選擇先將其分解為簡單的子問題，然后逐一解決，通過邏輯推理得出最終答案。

在學習系統中，我們將邏輯加工描述為“在認識事物時，借助概念、判斷、推理等基本思維方式，對信息進行收集、分析、綜合、比較、抽象概括和具體化的過程”。其中，概念是揭示事物本質的思維形式，包含內涵和外延兩個基本要素；判斷是對事物進行肯定或否定的思維形式，主要處理不同概念之間的關系；推理則是基于一個或多個已知判斷，推導出新判斷的思維過程。在這個過程中，概念構成判斷的基礎，判斷又構成推理的基石。學習者在概念、判斷和推理任一層面上的疏漏，都可能導致邏輯加工的錯誤。

模塊四：價值決策，激發自主學習。在學習系統中，識別驅動、語義解析和邏輯加工三個模塊與AI中的某些程序和功能較為相似，因此，我們稱這些模塊為大腦學習的機器部分。但與AI不同，大腦的行為決策還會受到諸如情緒、動機、價值觀和意義標準等心理因素的深刻影響。這一復雜而關鍵的部分，我將其定義為價值決策。

舉個生活中的簡單例子來說明價值決策。假設你需要前往機場搭乘飛機，有多種到達機場的方式，如乘地鐵、乘出租車、家人駕車送行，你會怎么選擇呢？你的選擇肯定不是隨便做出的，主要取決于個人的價值偏好。你若信奉時間效率至上，乘地鐵無疑是首選；你若追求便捷省力，乘出租車會是更好的選擇；你若看中舒適與便利并存，家人駕車送行便是你的理想之選。

面對同一任務，不同的價值標準將引導我們做出截然不同的選擇。價值決策的核心是根據個人的價值尺度，對資源和任務進行合理分配，從而確定事情的優先級和執行次序。

在學習過程中，價值決策同樣發揮著舉足輕重的作用。例如，一個孩子面臨完成數學習題和英語作文兩項作業任務，在決定先著手進行哪一項時，價值決策便悄然發揮著作用。假設這個孩子在數學上表現出色，英語上表現一般。那么，他或許能輕而易舉地完成數學作業，獲得迅速完成作業帶來的成就感；相對而言，他完成英語作文可能更具挑戰性，耗時較長且獲得的成就感較低。在選擇任務時，若他渴望挑戰自我、實現突破，他會選擇優先完成英語作文；反之，若追求即時的自我滿足，他會先選擇做數學習題，這更具吸引力。

這只是一個簡單的學習例子。實際上，在學習過程中，孩子的決策往往受到多重價值標準的綜合影響。每個孩子的價值標準并非總是清晰可見，它需要孩子不斷地進行自我反思和總結，才能逐漸明晰。

在我看來，價值決策如同人生的核心算法，它指導著我們如何合理安排時間、分配任務和利用資源。通過價值決策，我們能夠實現高效的自我管理和激勵。

模塊五：程序定制，為學習系統自動提效。在大腦這個“舞臺”上，識別驅動、語義解析、邏輯加工和價值決策構成了學習的交響樂團，在協調與和諧中奏出知識的樂章。這些模塊協調工作雖能讓學生準確地學會一個新知識或者解對一道題目，但不一定高效。

真正讓學習效率飛躍的是學習程序。它們類似于計算機中的軟件或智能手機中的應用軟件，在大腦深處預先設定一系列的指令和步驟，指導著孩子在知識的海洋中更快、更準地到達目的地。

有的學習程序專攻特定學科、特定問題，被稱為標準化程序。它們提供了針對性強的操作流程，使孩子能夠精準地攻克學習難點。有的學習程序則靈活多變，適用于多種學習場景，被稱為通用性程序。它們提供了普適性的方法和思路，讓孩子在各學科的學習中都能游刃有余。

然而，這些學習程序并非自然產生，而是由大腦的程序定制模塊來完成的。定制學習程序的過程就如同導演在電影拍攝前精心梳理、布局每一場戲，以確保主題統一、故事流暢。

程序定制是在不斷解決問題和完成任務的過程中，逐漸形成的一套具有標準化程度的流程、步驟和方法。它不僅讓孩子能夠高效處理大量相似問題，還使其提高了解決問題的準確率，減少了錯誤。

實際上，學習的成效并不完全取決于學生掌握了多少知識，更重要的是孩子是否擁有一個強大而豐富的學習程序庫。那些出類拔萃的孩子正是憑借他們獨特而多樣的學習程序，在學習這個賽道上遙遙領先。

至此，你已看到我們是如何在AI與心理學的啟發下，一步步揭示人的大腦學習機制的奧秘。不難發現，我們所提出的學習系統模型，能與孩子的日常學習過程無縫對接。在接下來的章節中，你將欣喜地看到，根據學習系統模型，我們能精準而有效地解決一個又一個讓人頭疼不已的學習問題。

本章回顧

要點

馬虎不是一個簡單問題，具體分為四種類型，反映了學習系統五個模塊的問題。從馬虎問題入手，結合對清華大學的學生的深入研究，我們揭示了人的大腦學習的底層邏輯——一個由識別驅動、語義解析、邏輯加工、價值決策和程序定制構成的學習系統。

方法

·　以系統的觀點來看待孩子學習上的不足，才能找準問題，有的放矢。

·　幫助孩子解決馬虎問題，要分類型考慮，須從優化學習系統的角度著手。

·　學習的好壞由學習系統的優劣決定。幫助孩子提升學習成績，關鍵在于修復、完善他的學習系統。

拓展閱讀　一道題說清學習系統是如何運行的

學習真的是按照五大模塊來運行的嗎？在真實的學習過程中，學習系統是如何發揮作用的？下面就以一道物理題為例，說一說學習系統是如何運行的：

在足球比賽中，經常使用“邊路突破，下底傳中”的戰術，即攻方隊員帶球沿邊線前進，到底線附近進行傳中。某足球場長90 m、寬60 m，如圖所示。攻方前鋒在中線處將足球沿邊線向前踢出，足球的運動可視為在地面上做初速度為12 m/s的勻減速直線運動，加速度大小為2 m/s2。試求：足球從開始做勻減速直線運動到停下來的位移為多大？

這是一道高一物理題。請想象自己是一名高一的學生，此時正坐在考場上，準備解答這道題。如果你不知道相關的知識，沒有關系，我們會在下面補充。

當第一眼看到題目時，你的價值決策可能就開始運行了。這道題目很長，原題有三問，內容是關于足球比賽的。如果你對足球一點也不感興趣，看看這么長的題目，再看看不停流逝的時間，你的心情可能會有點煩躁，不免擔心自己做不完題。此時的你應主動調整情緒，如做幾個深呼吸讓自己平靜下來，再集中注意力審題。初讀了幾句，你會感到這道題不簡單，一會兒“勻減速”，一會兒“加速度”，既要考慮足球的運動，也要考慮球員的位置。是開動腦筋努力做下去呢，還是放棄呢？當你猶豫不決時，你便到了價值決策的“意義關”。如果你對自己說：“這才是高一物理題啊，輕言放棄，以后還怎么能學好物理呢？不如讓我來試一試，說不定沒有那么難。”這是你在給自己賦予努力的意義，它能推動你繼續往下進行，此時你到了“方法關”。于是，你開始積極思考解題的方法。

你大概會重新讀題，學習系統的收集識別模塊再次被啟動。你讀完第一句“在足球比賽中，經常使用‘邊路突破，下底傳中’的戰術，即攻方隊員帶球沿邊線前進，到底線附近進行傳中”，初步推測這句交代的是背景信息，可能不包含對解題有用的關鍵信息。你接著讀第二句“某足球場長90 m、寬60 m，如圖所示”，識別到一個重要的信息“如圖所示”，便去看圖。在圖中，你看到了在第一句中出現的詞“邊線”“底線”，認為應該理解它們。這樣你就進入了語義解析環節：結合圖理解題目中的前兩句話。在草稿紙上重新畫圖，并根據“攻方隊員帶球沿邊線前進，到底線附近進行傳中”畫出球運動的大致軌跡，你便對球員和足球的運動有更為具象化的理解，甚至能想象出真實的場景。

接下來，你讀到第三句“攻方前鋒在中線處將足球沿邊線向前踢出，足球的運動可視為在地面上做初速度(2)為12 m/s的勻減速直線運動，加速度(3)大小為2 m/s2”，收集到句中的關鍵信息：攻方前鋒、在中線處、沿邊線、初速度為12 m/s、勻減速直線運動(4)、加速度2 m/s2。為了充分理解這些信息，你需要從大腦的知識庫中調取相關知識，如勻減速直線運動、初速度、加速度等概念以及相關的公式。然后，你結合圖理解足球從哪個點出發、向哪個方向運動。足球做的是有初速度的勻減速直線運動，這意味著它以一定的初速度開始運動，然后以恒定的加速度進行減速，直到停止。加速度是一個矢量，有方向，有大小，但題目中只給了加速度的大小，沒有給方向，你需要根據題意推斷加速度的方向。這便進入了邏輯加工環節。根據加速度的概念，經過判斷和推理，你決定將圖中向右方向設為加速度正方向。至此，依照對題目的解讀，你能將前三句自然語言轉化為物理學科語言，得出：

v_球0=12 m/s

a_球=-2 m/s2

然后，你繼續讀第一問“足球從開始做勻減速直線運動到停下來的位移為多大”，收集識別到的關鍵信息有從開始到停下來、勻減速直線運動、位移(5)。接著，進入語義解析環節，大腦新調取了勻減速直線運動位移的概念和公式，結合前文將此問題解讀為“足球在勻減速直線運動中，當v=0 m/s時，整個運動過程的位移是多少”。

通過語義解析，你已經比較充分地理解了題目，也從大腦的知識庫中調取了相關概念和公式。接下來，你需要對上述已處理的信息進行邏輯加工，實現成功解題。這時，你會得出一個判斷：如果根據公式計算位移，需要的信息有初速度、加速度和運動時間，而題目中沒有給出運動時間，需要先求出運動時間。怎么求呢？大腦在知識庫中搜尋，得到一個關于位移、初速度、末速度(6)和加速度的公式：

然后，你就可以進入驅動執行環節：將數字代入公式，計算求解，得到位移為36 m，完成第一問的作答。