名人推薦：國內專家和學者對本書的讚譽（依姓氏筆畫排序）

一位認真的老師穿上羅馬人的寬外袍到校，因為他要進行古羅馬的課程。他認真教學的舉措打錯靶了嗎？從認知科學的視角來詮釋，會有什麼不同的看見嗎？本書值得認真投入實務現場的老師用來思考自我的教學。

──吳麗君，國立臺北教育大學教育學系教授

十個關鍵問題、十個認知原則，這本書以有趣實用的方式告訴我們：身為教師，我們得知道大腦喜歡怎麼學，而後才能設計出幫助學生的教學活動。

──林玫伶，國立清華大學客座助理教授

把觀念有效的放進別人腦中，就跟把錢賺進自己...

試讀章節

第一章　人類的大腦喜歡思考嗎？

問：大部分我認識的老師之所以會進入教職，都是因為他們小時候喜歡上學，他們想幫助自己的學生，讓學生對於學習能有同樣的興奮與熱情。所以當他們發現有些學生不怎麼喜歡上學，且身為教師的自己也難以啟發孩子時，難免有失望之情。為什麼讓孩子喜歡上學這麼困難？

答：我們普遍以為大腦的功用就是思考，但其實大腦並不是用來思考的，而是用來讓你不用思考的。因為大腦其實不那麼善於思考，思考很慢，而且不可靠。不過，如果動腦能有圓滿的結果，人會喜歡動腦。人喜歡解決問題，但不喜歡苦思不得其解的問題。如果課業對學生來說總是太難（或太容易），學生不喜歡上學也就不意外了。本章所根據的認知原則如下：

人天生好奇，但並非天生善於思考；除非認知條件恰當，否則我們會避免思考。

此原則意味著教師應重新考量如何鼓勵學生思考，盡可能增加學生得到伴隨成功思考而來的強烈喜悅之機會。

大腦不是用來思考的

身而為人的本質是什麼？是什麼讓我們和其他物種有分別？很多人會回答是推理判斷的能力——鳥會飛，魚會游，而人會思考。（我所謂的思考，是指解決問題、推理、閱讀複雜的東西，或是進行任何需要花點力氣的心智活動。）莎士比亞在《哈姆雷特》中讚揚吾輩的認知能力（cognitive ability）：「人是多麼了不起的傑作！理智是多麼高貴！」不過，三百多年後，亨利‧福特（Henry Ford）則有比較偏激的觀察：「思考是最困難的事，也許正因如此，很少有人做。」① （見圖1-1）兩位都有道理，人類善於某種形式的推理判斷，尤其和其他動物相較之下，但我們不常運用那些能力。認知科學家會再加上另一種觀察：人類沒那麼常思考，因為我們的大腦不是設計來思考的，而是設計來避免思考的。思考不但如福特所言很費力，而且還緩慢且不可靠。

你的大腦有許多功能，思考並非大腦最擅長的。舉例來說，你的大腦也讓你能看、能動，而這些功能發揮起來，比思考能力更有效率、更可靠。大腦的大部分區域都貢獻給這些活動絕非偶然，視覺需要額外的腦力，因為看東西其實比下棋或解微積分更困難。

只要把人類的能力和電腦能力相比，你就能領會視覺系統的強大。講到數學、科學及其他傳統的「思考」活動，機器穩操勝算，怎麼比都贏人類。從四十年前起，只要花小錢就能買到能比任何人更快、更準確進行簡單的運算的計算機，且價格便宜。只需五十美元，就可以買到能擊敗全球百分之九十九以上的人類的西洋棋軟體。但要電腦像人類一樣駕駛卡車，這點還尚待我們努力。這是因為電腦看不見，尤其不能看清每次開車時所面對之瞬息萬變的複雜環境。事實上，正在開發中的自動駕駛車輛通常使用雷達、雷射和其他感應器來補充可見光的訊息。

機器人的動作同樣也有限制，人類可以調整身體姿勢以完成工作，即使動作很不尋常，如扭腰曲臂去清架上書籍後方的灰塵；機器人則不善於想出新穎的移動方式，多半用來做重複性的工作，如給汽車零件噴漆或在亞馬遜（Amazon）物流中心搬動貨物棧板或紙箱——工作時，要拿取的物品和要搬運的位置都是可預期的。你視為理所當然的動作，如顫顫巍巍地在礁岩海岸散步，對電腦而言遠比和層級最高的對手下棋來得困難（見圖1-2）。

相較於看和動的能力，思考就顯得緩慢、費力、靠不住。為了讓你瞭解為什麼我這麼說，請試著解出以下問題：

一間空房內有一支蠟燭、幾根火柴以及一盒圖釘。目標是要讓點燃的蠟燭離地五英尺。你已經試過融化蠟燭底部的一些蠟，再將蠟燭黏在牆上，但此法不成功。在不用手扶的情況下，要怎麼樣才能讓點燃的蠟燭離地五英尺高呢？2

解題時間通常最多二十分鐘，很少人能夠在這之前就想出答案，雖然一旦你聽到答案，就會發現答案其實並不特別難。把盒子裡的圖釘倒出來，將盒子釘在牆上當作燭臺。這個題目闡述了思考的三個特質。第一，思考的速度緩慢。你的視覺系統能瞬間捕捉複雜畫面。當你走進朋友家的後院，你不會這麼想：「嗯，這邊有些綠色的東西，可能是草，但也可能是某種鋪在地面的東西，啊，那個豎在那裡的棕色粗糙物體是什麼？會不會是籬笆？」你能一眼就捕捉整個景象——草坪、籬笆、花圃、露臺。你的思考系統無法像視覺系統立即捕捉視覺畫面那樣，立刻運算出問題的答案。第二，思考很費力。你不需要用力就能看東西，但思考需要專注。你可以邊看東西邊做別的事，但當你專注解一道題時，就不能胡思亂想。最後，思考靠不住。你的視覺系統鮮少犯錯，要是真的犯錯，通常是你以為看到和實際物體差不多的東西；也就是說，即使不完全正確，也相去不遠。你的思考系統得出的結果就可能差得遠了；你求出的問題答案可能錯得離譜。事實上，你的思考系統可能根本提不出答案，就像大部分人嘗試解蠟燭問題時一樣。

如果我們全都不善思考，那到底是怎麼度過每一天的呢？我們怎麼找到路去上班，或是在超市裡搶到特價商品？教師是怎麼作出每天必要的數百種決定？答案是——我們只要能不思考就不思考，而是仰賴記憶。我們面對的問題多半是以前解決過的，所以我們只需依樣畫葫蘆。舉例來說，假如下星期朋友問你蠟燭問題，你能立刻回答：「噢，我聽過那個題目。把盒子釘在牆壁上就好。」就如同你的視覺系統捕捉畫面般，不需要多費力就可告訴你環境中有什麼，你的記憶系統也能輕而易舉地立刻辨識出你聽過這道題目，並提供答案。你或許覺得自己記憶力不好，也確實你的記憶系統不如視覺或動作系統來得可靠（有時候你會忘記，有時候以為自己記得但其實不然），但你的記憶系統遠比思考系統來得可靠，也能夠不費力地快速提供答案。

我們通常以為記憶就是儲存私人事件（例如我對自己婚禮的回憶）和事實（例如科普特正教會總部位於埃及）。然而我們的記憶也儲存策略來引導我們該做的事：開車回家時哪裡要轉彎、下課時間學生有糾紛該怎麼處理、爐上鍋子的水沸騰溢出時該怎麼辦（見圖1-3）。在作絕大多數決定前，我們都不會停下來考慮可能的作法、推理判斷、預期可能結果等等。舉例來說，當我決定晚餐煮義大利麵時，我不會大費周章上網找食譜，比較每道食譜的口味、營養價值、準備難易、食材成本、色澤外觀等，我就依照一貫的作法來煮義大利麵醬汁。正如兩位心理學家所言：「大多數時候我們所做的事，就是我們大多數時候做的事。」3儘管你所做的事相對複雜，例如從學校開車回家，你會覺得自己好像處於「自動駕駛」（autopilot）模式，那是因為你正使用記憶來引導你的行動。使用記憶不需要太多注意力，所以你大可以在等紅燈、超車、當心行人等等之際，一邊做著白日夢。

當然，你可以深思熟慮、小心翼翼地作每個決定，所謂「跳脫框架思考」，就是在鼓勵你不要循「自動駕駛」模式，不要做你（或他人）一直以來在做的事。想想看，如果你一直努力要跳脫框架思考，生活會變成什麼樣子。假設你每次都要重新處理每一件事，試圖要見到所有可能，即使是切洋蔥、走進辦公室、或是傳簡訊這樣的日常瑣事。新奇的趣味或許能持續一陣子，但不用多久即會發現，這樣的生活很累人（見圖1-4）。

你可能在旅行時有類似的經驗，尤其是在語言不通的地方。大小事都不熟悉，即使是小小的行動都需要大量思考。舉例來說，跟攤販買罐汽水時必須辨識外文包裝、找出你要的口味、努力和小販溝通、找出該用哪個硬幣或紙鈔等等。也因如此，旅行是很累人的：在故鄉可以「自動駕駛」的所有微小行動，旅行時都需要動用你全盤的注意力。

截至目前，我已描述了你的大腦讓你不用思考的兩種方式。第一，有一些最重要的功能（例如，視覺與動作）不需要思考：你不用對眼前所見進行推理判斷，就能立即知道周圍有哪些東西。第二，你偏好使用記憶而非思考來指引行動，但你的大腦不會就此滿足，大腦有能力改變，好讓你省去必須思考的麻煩。如果你一再重複相同的燒腦工作，該工作最終會變成下意識的習慣；你的大腦會改變，讓你不假思索地（automatic）完成該工作。我會在第五章更詳盡地討論此過程，但此處先提一個熟悉的例子來闡述我的意思。你大概還記得，學開車是很耗費心神的。我記得剛學會開車時，全神專注在油門要踩多深、看到前方亮紅燈時何時剎車、怎麼剎車、轉彎時方向盤要打幾度、何時看後照鏡等等。那時我開車甚至不聽音樂，害怕會分心。不過，藉由練習使開車過程變成習慣，現在我已不需要思考那些開車的小細節，開車和走路一樣自然。我可以邊開車邊和朋友聊天，空出一隻手打手勢，還能邊吃薯條。這種認知協調還蠻了不起的，只是不怎麼好看啦。②於是，原本需要大量思考的工作，經過練習後，成了幾乎不費力的工作。

從教育的立場來看，此事還頗令人擔憂的。如果人類不善思考且避之唯恐不及，那學生對上學的態度又能好到哪裡去呢？幸好故事還沒結束，並未在人類固執地拒絕思考就畫下句點。儘管我們不善思考，但卻是喜歡思考的。我們天生好奇，會找機會進行某種類型的思考。然而因為思考很難，必須有適切的條件才能永保好奇心，不然我們很快就會放棄思考。下一節將解釋我們什麼時候喜歡思考，什麼時候不喜歡。

人天生好奇，但好奇心很脆弱

即使大腦不是為了高效率思考而存在，人類其實是喜歡心智活動的，至少在某些情況下。玩填字遊戲、研究地圖都是常見的嗜好，我們也會收看資訊滿載的紀錄片。我們會從事具有較大腦力挑戰的職業，如教職，即使薪資低一些。我們不但願意思考，還刻意尋求需要思考的職務。

解決問題會帶來樂趣。本書所謂的「解決問題」，指的是任何接著發生的認知活動，可能是理解一段困難的文章、設計庭園、評估投資機會。成功的思考會帶來滿足感、成就感。神經科學家發現，大腦中重要的學習區域和重要的感受愉悅的區域有重疊，許多神經科學家認為這兩個系統之間有關聯。迷宮中的老鼠有乳酪當獎賞時學習得較好。當你解決了一個問題或滿足好奇心時，大腦的愉悅系統中可能會產生一股天然化學物質來自我獎勵。即使我們對神經化學尚未通盤瞭解，但似乎不可否認，人類會從解決問題中獲得樂趣。

值得注意的是，樂趣來自於解決問題，倘若絞盡腦汁想解決問題卻覺得毫無進展一點則樂趣也沒有，反倒既灰心又氣餒。同樣的，本來就知道答案也不會帶來多大樂趣。我告訴過你蠟燭問題的答案，你從中得到樂趣了嗎？想想看，若答案是你自己解出來的，一定會有趣得多，甚至覺得這道題目更高明了，就如同你原就聽得懂的笑話，要比經由別人解釋才能懂的笑話更好笑。即使沒人直接奉上問題的解答，但只要得到太多提示，你會失去已解開問題的感覺，獲得答案便不會給心理帶來同樣的滿足感了。

腦力活動之所以吸引我們，是因為若成功解題就有機會得到愉悅感受。但並非所有的思考都一樣吸引人，大家會選擇玩填字遊戲而非解代數問題；泰勒‧斯威夫特（Taylor Swift）的傳記比英國詩人濟慈的傳記更暢銷。人類喜愛的腦力活動有什麼特點（見圖1-5）？

多數人的回答可能顯而易見：「我覺得填字遊戲很好玩，泰勒很酷，而數學很無聊，濟慈也一樣。」換句話說，重點在於內容。我們對某些事物比較有好奇心，對某些則無。我們描述自己興趣的方式顯然就是如此－—「我愛集郵」或「我很迷中世紀交響樂」。但我不認為內容會驅動興趣。我們全都聽過、看過原以為自己沒興趣之主題的演講或影片（也許是禁不住別人的說服而看的），卻發現自己很入迷；也曾對明明很有興趣的主題大呼無聊。我永遠忘不了中學時老師準備要跟我們談性的那一天，我有多雀躍。在1970年代那種一本正經的環境裡，身為青少年的我，對於任何時間、任何地點、任何有關性的談論都滿懷著期待。但當那個大日子到來，我和朋友都覺得無聊到爆，倒不是老師盡扯些花朵和授粉什麼的，他真的在講人類的性行為，但不知怎地就是沉悶。我真希望自己記得老師是怎麼辦到的，跟一幫荷爾蒙旺盛的青少年談性，竟能讓每個人感到無聊透頂，真s不簡單。

有一次我和一群教師談動機與認知時，也強調了這個重點。我講了大約五分鐘之後，放了一張如圖1-6的投影片，描述動機形成的模式。我並未以任何方式幫聽眾準備看投影片的內容，放上投影片就開始講述。大約十五秒之後，我停下來對聽眾說：「還在聽的請舉手。」只有一個人舉手。其餘的五十九人也都是自願來研習的，這個主題他們理應有興趣，而且演講也才開始而已——但不過十五秒的時間，他們的心思早已飄到別處。先說明，我沒有責怪他們的意思。問題的內容——性也好，人類動機也好——或許足以激起你的興趣，但不能維持你的興趣。

所以，如果內容不足以維持你的注意力，什麼時候好奇心能有持續力？答案似乎在於我們判斷可能學到多少東西。如果我們認為能學到很多，就會維持好奇心。

這種判斷——我會學到東西嗎？——密切相關於我們對問題難度的感知。如果我們期待解決問題後那一股愉悅感，那麼解決太容易的問題就沒有意義——解決這種問題並不會帶來愉悅，因為那些根本就不算是問題。同樣地，如果你認為某題目過於困難，評估自己不可能解答，也就不可能得到伴隨解題而來的滿足感。太簡單的填字遊戲完全不用動腦筋：在方格中填入字詞，不需思考，即使你全都答對，也不會有成就感。但是太艱深的填字遊戲你也不太可能玩得久，你心裡明白能填出的字很少，所以只會洩氣罷了。圖1-6的投影片內容過於瑣碎，若講者引導不足，那將更難以吸收；我的聽眾很快便判定此圖過於複雜，於是自動神遊到別處去了。

總之，我說過思考是緩慢、費力、不可靠的。然而，人喜歡思考——更精確地說，只要我們判定動腦最終能有所獲，會得到伴隨解題而來的愉悅感，那麼我們就喜歡思考。所以，人會趨避思考和人天生好奇這兩種說法並無矛盾。好奇心促使人探究新的想法與問題，但當我們從事此舉時，我們會很快評估需要花多少腦力才能解決問題或理解描述的事物，過多或過少都會讓我們停止思考，如果可以的話。

分析哪一類腦力活動我們願意嘗試、哪一類傾向逃避，能讓我們知道為什麼不喜歡上學的學生占多數。思考難易程度適中的問題才有意義，倘若做太簡單或太難的問題則會不愉快。學生不像成人可以經常選擇不解答這些問題，如果一直給學生做太難的問題，那就難怪他們不喜歡上學了。我也不願意每天連做數個小時《紐約時報》週日版的填字遊戲。

那麼可有好的解決方案，比如給學生比較容易的題目？可以是可以，但要小心不要簡單過頭，連學生都覺得無聊。話說回來，稍微提升一點學生的能力不是更好嗎？與其把課業變得比較容易，有沒有可能把思考變得容易？

人類如何思考

稍微瞭解一下思考運作的方式，有助於你瞭解思考困難的原因，這樣一來就能讓你瞭解如何幫助學生把思考變容易，也就能讓學生更樂於上學。

我們從非常簡單的心智模型說起。圖1-7左邊是環境，充滿了可見可聞的事物、待解決的問題等等。右邊是你心智的一部分，科學家稱之為工作記憶，現階段暫且將其等同於意識，承載你目前正在思考的內容。從環境指向工作記憶的箭頭，表示工作記憶是你大腦內意識到周遭環境的區塊：一道光線落在佈滿灰塵桌面的景象、狗在遠方吠叫的聲音等等。當然你也同時注意到目前不存在環境中的事物；舉例來說，你可以回想起媽媽的聲音，即使她不在房間裡（或其實已不在人世）。長期記憶是儲存你對於世界的事實型知識的巨大倉庫：花豹有圓點、你最愛的冰淇淋口味是巧克力、你家三歲幼兒昨天突然迸出「金桔」（kumquats）一詞讓你又驚又喜等等。事實型知識可能是抽象的，比如三角形是三個邊的封閉圖形，還有你對狗一般外型的瞭解。所有長期記憶中的訊息都存在於意識之外，靜靜蟄伏，直到被需要，這才進入工作記憶中，也因此進入意識之中。舉例來說，要是我問你：「北極熊是什麼顏色？」你幾乎會立刻回答「白色」。這個訊息三十秒前還在長期記憶中，直到我丟出問題，你才會意識到它的存在，讓訊息變得與目前思緒有關，於是進入工作記憶中。

當你用新的方式組合訊息（來自於環境和長期記憶），思考於焉產生。組合訊息的場域就是工作記憶。為了讓你感受此一過程，請閱讀圖1-8所描述的問題，並試著回答（重點倒不是解題，而是體會思考和工作記憶為何）。

稍微想一下，就能解出這個題目，③ 此時重點在於體驗工作記憶被問題占據的感覺。你一開始從環境裡汲取訊息——遊戲臺的規則與配置——然後想像移動圓盤來達到目標。在工作記憶內，你必須保持目前在謎題的狀態——圓盤的位置——並想像且評估可能的移動方式。同時你必須記住哪些移動才符合規則，如圖1-8所示。對於思考的描述讓我們清楚知道，在工作記憶裡如何組合及重新安排概念，是成功思考的關鍵。舉例來說，在圓盤與方樁問題中，你怎麼知道要把圓盤移到哪裡？如果你沒有見過這個問題，你或許覺得自己像在瞎猜。如圖1-9所示，長期記憶裡並沒有任何訊息來引導你。但如果你曾看過這類似問題，那麼長期記憶中很有可能有如何解題的訊息，即使訊息並不是那麼的簡單明瞭。比方說，試著心算這道數學題：

18 × 7

你知道怎麼做這道題。我有信心你的心算步驟和以下順序相去不遠：

1. 用8乘以7。

2. 從長期記憶中提取8×7=56的事實。

3. 記住6是答案的一部分，然後把5進位。

4. 用7乘以1。

5. 從長期記憶中提取7×1=7的事實。

6. 把進位的5和7相加。

7. 從長期記憶中提取5+7=12的事實。

8. 寫下12，後面再寫6。

9. 答案是126。

你的長期記憶不僅包含事實型訊息，如北極熊的顏色與8×7的數值，還包含我們所謂的程序型知識，也就是進行工作時必備的心智程序知識。如果思考是在工作記憶中組合訊息，那麼程序型知識就是組合內容與時序的清單，就像是一份處方，用以完成某種類型的思考。你可能儲存處理某些事務的程序，如計算三角形面積、用Windows複製電腦檔案，或從家裡開車去上班。

很顯然地，長期記憶中儲存適當的程序有助於我們思考。也因如此，解上述的數學題很容易，但解圓盤與方樁問題卻有難度。那麼事實型訊息也能幫助你思考嗎？答案是肯定的，而且還以好幾種不同的方式，這點在第二章中會討論。現階段請注意解數學題需要提取事實型訊息，如8×7=56這樣的事實。我說過，思考需要在工作記憶中組合訊息，通常若環境中提供的訊息不足以解決問題，你必須用來自長期記憶的訊息來補充。

思考還有最後一個必要條件。舉例說明最易理解，請看下列問題：

在某些喜馬拉雅村莊的旅店裡，有一種講究的茶道儀式。參與儀式者包含一位主人和兩位客人，不多也不少。客人抵達後在桌邊入座，主人會為他們表演三道規矩。這些規矩按照喜馬拉雅人認為的尊貴程度來排列，分別是：點火、搧風、倒茶。儀式進行時，在場者任何一位都能問其他人：「可敬的先生，能夠讓我為您進行這個繁複的規矩嗎？」不過，一個人只能向另一人詢問比他正在進行的規矩中尊貴程度最低的。此外，如果一人正在進行某一規矩，那他就不能要求比他已經做過尊貴程度最低的規矩更高階的規矩。習俗規定，茶道儀式結束之時，所有的規矩都會從主人移轉到客人中最年長者。請問該怎麼進行呢？4

讀完這個問題，你的第一個反應可能是「啊？」你可能會覺得必須多讀幾遍才能懂，更不用說著手解題。問題看起來很棘手，因為你的工作記憶沒有足夠空間來容納所有問題的層面。工作記憶空間有限，所以工作記憶太擁擠時，思考變得更為困難。

茶道問題其實和圖1-8的圓盤方樁問題是一樣的。主人和兩位客人就像三根方樁，而規矩就是要在這當中移動的三塊圓盤，如圖1-10（很少人看出這個類比以及類比對於教育的重要，這點會在第四章中提到）。

這個版本的問題顯得困難許多，因為在圖1-8中清楚明瞭的內容現在必須憑空想像。舉例來說，圖1-8提供了方樁的圖片，有助於我們在思考移動步驟時，在心裡保有圓盤的影像，而茶道問題的版本則未提供這樣的輔助。茶道版的問題用較長篇幅描述移動規則，因此佔去很大的工作記憶空間，以致於籌畫解決方法就變得困難。

亞里士多德說過：「思考和學習產生的愉悅會使人更多加思考和學習。」5你已經知道這種看法過於樂觀。真正讓學生愉快而且想要學更多的，是成功的學習。我們已經瞭解，成功學習的要素之一是需要在長期記憶中有正確的資料。我們在下一章將更仔細探討此一要素。

總結

人類心智並沒有特別適合思考；思考很緩慢、費力、不可靠。因此，大多數情況下引導人類行動的，並非深思熟慮；實際上人們反而是仰賴記憶，遵循過去採取過的行動。不過，人們覺得成功的思考有樂趣、喜歡解決問題、瞭解新的概念等等。因此，人們會找機會思考，但這麼做是有選擇性的；我們選擇那些有點難度，但看似有機會解決的問題，因為這些問題能帶來愉悅及滿足感。要解決問題，思考者需具備來自環境的足夠訊息、工作記憶的空間以及長期記憶中不可或缺的事實與程序。

課堂上的應用

讓我們再回到本章開始的問題：學生為什麼不喜歡上學？或更精確來說，為什麼喜歡上學的學生不能再多一點？所有教師都知道，學生喜歡或不喜歡上學的原因相當多（我太太喜歡上學是因為可以交朋友）。從認知的角度來看，關鍵要素就是學生能不能持續體驗到學習新知與解決問題的愉悅感。教師能怎麼做來確保每位學生都獲得樂趣？

確保有需要解決的問題

此處我所謂的問題，不見得是教師對學生提出的問題或是數學題目，我指的是有適度挑戰的認知活動，包括理解詩詞、想出回收物品的創新用法等。這類認知活動當然是教學的主要內容，畢竟我們都希望學生思考。但是稍不注意，教學計畫可能會變成教師的長篇大論，少有機會讓學生解決問題。所以，檢視每一個教案，特別注意其中給學生進行的認知活動。這類活動多久出現一次？認知活動間有留休息時間嗎？你給學生的是真正的認知活動，能促使學生有發現感，而不僅僅是從記憶中取得答案？（請特別多想想在對全班授課時所提出的問題——研究顯示，教師很容易養成習慣，詢問的大多是事實檢索的問題。）確認有這些挑戰活動之後，思考一下活動是否會帶來負面結果，例如學生無法理解該做什麼、學生不可能解出問題，或是學生只是在猜測你要他們說或做什麼。



尊重學生的認知限制

當你嘗試開發有效的腦力挑戰給學生時，別忘了本章所討論到的認知限制。舉例來說，假設你在歷史課一開始就拋出以下問題：「大家剛剛讀到，第一次波斯灣戰爭時有三十五個國家聯合出兵，將伊拉克從科威特境內驅逐離開，這是自第二次世界大戰以來最大的軍事聯盟。你認為有這麼多國家參與的原因是什麼？」你學生的記憶裡有足夠的背景知識（background knowledge）來思考這個問題嗎？關於參與聯盟的鄰近國家與伊拉克之間的戰前關係，學生了解多少？伊拉克在入侵之前，曾將與科威特的爭端帶到阿拉伯聯盟，學生知道這一點嗎？石油對世界經濟的重要性以及入侵對經濟的預期影響，學生是否了解？學生能否為發動入侵的國家提出合理的替代行動方案？如果學生缺少恰當的背景知識，你提出的問題很快就會讓學生覺得「無聊」。如果學生缺少背景知識來思考問題，那就把問題留到他們有先備知識後再說。

工作記憶的限制也同等重要。別忘了，我們同一時間只能保留一定數量的訊息，就像你在閱讀茶道儀式版本的圓盤方樁題那樣。工作記憶過量的原因包括步驟繁雜的操作說明、毫無關聯的事實列表、超過兩三個步驟的一連串邏輯，以及才剛學會的概念就要應用在新的資料上（除非概念很簡單）。解決工作記憶過量很簡單：放慢速度並使用記憶輔助，如在白板上書寫訊息，減輕學生工作記憶的負擔。

闡明有待解決的問題

要如何把問題變得有趣？常見的策略就是讓內容與學生「相關」。這個策略有時候效果不錯，但對於某些內容來說難以見效，而學生通常看得出來你努力想使他們對教學內容有感。另一個困難是，一個班級裡可能有熱愛橄欖球的學生、有喜歡蒐集洋娃娃的、有瘋納斯卡賽車的，還有馬術高手……你懂我的意思。在歷史課上提到流行歌手可能讓學生發笑，但也僅止於此。我強調過，我們的好奇心只有在我們察覺可以解決問題時才會被激發。哪一種問題能抓住學生注意力，讓他們想找出答案？

我們可以把學生的課業看成一連串的答案。我們希望學生瞭解波以耳定律（Boyle’s law），或是第一次世界大戰的三大起因，或是為什麼愛倫坡筆下的烏鴉一直重複「不復矣」。我認為身為教師的我們，有時候太急於得到答案，卻沒有用足夠的時間來闡述問題。會發生這種狀況，其原因或許在於老師覺得問題的答案太明顯了。但想當然耳，對學生而言並非如此，而我在這章已經說過，問題才能激起興趣，被動獲得答案一點用也沒有。你可能注意到，我大可以從認知心理學的原則出發來編排此書，但我沒有，反而是從教師可能有興趣的問題為出發點來編排。

備課時，從希望學生下課前能獲得的訊息著手。下一步，你應考慮這堂課的中心問題為何，該怎麼提問才能讓問題難易適中，吸引學生注意，並顧及學生的認知限制。

重新思考何時對學生提問

教師通常會藉由提出認為能引發學生興趣的問題，來吸引學生學習（比方說問學生「為什麼法令會規定你必須上學？」來切入法令通過之程序這個主題）。另外，也可以實地示範，或是提出我們認為學生會覺得詫異的事實。不論用哪種方法，目的都在讓學生思考，引發他們的好奇。這是有用的技巧，也值得讓我們思考這些策略是否不只能用在課程一開始，也可運用在已能掌握基本概念之後。舉例來說，有個經典的科學實驗是將燃燒的紙張放入牛奶瓶中，然後在瓶口放一顆白煮蛋；等紙張燃燒殆盡，蛋似乎就被吸入瓶中。學生絕對會驚嘆連連，但若他們不懂背後的道理，這個操作示範就只是像變魔術，只是一時的興奮愉悅，況且學生想要去理解的好奇心可能維持不久。另一個策略是，在學生瞭解熱空氣膨脹、冷空氣收縮可能會造成真空狀態之後，再進行實際演示。在學生有正確背景知識之前能誘使學生思考的每個事實或演示，都有可能成為能引發學生短暫思考的經驗，進而帶來解決問題的愉悅感。何時運用雞蛋掉入瓶中這樣令人驚嘆的把戲，值得我們思考。

因材施教、彈性調整

我之後會在第八章提到，我無法接受某些學生「就是沒那麼聰明」、需要被分到後段班的說法。但假裝班上所有學生全都準備好要出類拔萃，也是過分天真的想法。學生的準備程度不同，家庭的支持也不同，也因此能力會有差異，也對自我的學生身分有不同的認知。接著，學生的毅力和面對挫敗的韌性也會因此受到那些因素的影響。如果事實如此，如果我在本章所言不虛，那麼給班上所有學生同樣的功課，絕對是自打嘴巴。能力較差的學生會覺得太難，最後會放棄學業。我認為，在你的能力範圍之內，根據個別或小組學生當前的能力來指派功課會比較明智。當然你要小心處理，以免部分學生覺得自己不如他人。雖然事實上他們確實落後，若給他們超過能力的作業，不可能幫助他們迎頭趕上，反而可能讓他們落後更多。

改變速度

我們免不了會有無法抓住學生之注意力的時候，正如本章所言，學生感到困惑時更是如此，他們上課就神遊去了。還好，把學生的注意力抓回來相對簡單。變化能吸引注意力，這點你一定知道。教室外若有一聲巨響，所有學生都會轉頭張望。當你改變話題、開始新的活動，或是以其他方式表示你正在「換檔」，基本上所有學生的注意力會回到你身上，你就有新的機會吸引他們的注意。所以，規劃一些「換檔」活動，觀察班上學生的注意力，根據學生反應來調整頻率。

教學日誌

本章所提出的核心概念是，解決問題會給我們帶來樂趣，但問題必須夠簡單，能解得出來，也必須夠難，需要花點腦力。找到難易適中的點並不容易。你在課堂上的經驗會是最佳指南，行得通的作法就繼續用，行不通的就捨棄。但不要期待自己會記得一年之前的教案哪裡成功。不管課程是順利出色還是糟糕透頂，當下我們都會覺得那是畢生難忘的；然而記憶斑駁的程度遠超乎我們想像，所以請務必當下記錄。即使只是草草塗寫的便利貼也不要丟，養成習慣記下你成功估量給學生問題之難易度的時刻。

成功思考的關鍵因素之一，就是長期記憶中訊息的質量。在第二章裡，我會闡述背景知識對有效思考的重要性。

問題與討論

1. 唯有相信自己的思考能成功時，我們才會喜歡思考。如果你想更經常思考，可以如何改變環境，讓自己更常遇到適當的心智挑戰？或者可以對自己說些什麼，讓自己能多多嘗試？

2. 你的學生何時會進入「自動駕駛」模式？學生應該要努力擺脫「自動駕駛」模式，多思考，這說起來容易，但做起來會遇到哪些阻礙？有些問題學生會利用「自動駕駛」模式來解答，但若以思考的方式其實似乎更有益，你能夠想出什麼方式來挑選出這類問題嗎？

3. 學生需要多少回報，才願意進行思考的任務？這個問題沒有標準答案。我們當然會猜測，答案會因年齡而異，即使同一班級裡的學生也有不同，可能是因為他們如何看待自我的學生身分，或是各自與生俱來的毅力。但這些仍是值得思考的問題：你希望學生平均多久感受到思考成功的喜悅？同樣重要的問題還有：你怎麼知道學生確實感受到這種喜悅？如果學生解決了一個問題，你確定他們有成就感嗎？如果沒有，你能做些什麼來促成學生的成就感呢？

4. 請想幾樣你的學生固定會喜歡的作業，並以「成功思考的認知型工作」的標準來審視這些作業。這些作業有共通點嗎？

5. 我在本章中提到，對於要根據教材內容才能回答的問題，學生並不能完全了解或欣賞。這種情況在你的教學中有多常發生？讓學生既能理解問題又感興趣，究竟可能多容易或多困難？

6. 在本章的「課堂上的應用」小節裡，我隨口提到：解決工作記憶過量很簡單。我說你該放慢速度，把問題拆解成小部分，這麼說本來沒錯。相對較難處理的是，個別學生感到工作記憶過量的原因各不相同。我們可以如何因應這些差異？

試讀章節

第一章　人類的大腦喜歡思考嗎？

問：大部分我認識的老師之所以會進入教職，都是因為他們小時候喜歡上學，他們想幫助自己的學生，讓學生對於學習能有同樣的興奮與熱情。所以當他們發現有些學生不怎麼喜歡上學，且身為教師的自己也難以啟發孩子時，難免有失望之情。為什麼讓孩子喜歡上學這麼困難？

答：我們普遍以為大腦的功用就是思考，但其實大腦並不是用來思考的，而是用來讓你不用思考的。因為大腦其實不那麼善於思考，思考很慢，而且不可靠。不過，如果動腦能有圓滿的結果，人會喜歡動腦。人喜歡解決問題，但不喜歡苦思不...

推薦序：學生喜歡怎麼學？　　　　　　　　　　　　　　黃貞祥，清大生科系副教授

每年到了開學前，各大災難電影海報都會被瘋狂KUSO，然後在臉書、LINE和IG蜂湧而現，彷彿開學是學生最大的災難。對教師來說，更慘的是，他們連課都無法蹺，必須進入教室。

很少人真的喜歡上課吧，除了極少數學霸例外。我博士班指導教授在萬聖節就穿上魔鬼裝進入教室，他告訴學生，教室就是地獄。很多學生若不是迫於無奈，上學的主要動力可能就只是能和同學朋友胡搞瞎搞吧。雖然我現在在大學任教，但非常能體會學生討厭上課的心情，因為我從小就不喜歡上學。

我們的祖先十萬年前誕生於非洲熱帶稀樹草原，四處趴趴走散播至全球的過程中，為了躲避毒蛇猛獸居住在洞穴中。人類的大腦在這十幾萬年的演化過程中，主要的工作無非是讓人在草原和洞穴中能夠溫飽和繁衍後代，並不是讓我們宅在教室裡聽老師口沫橫飛地講個不停。

好吧，既然如此，我們乾脆把學校給革命掉！嗯，然後放棄手機、電玩、音樂、電影等等回到飲血茹毛的石器時代嗎？人類發明了太多機器，讓很多勞力工作不再需要人類了，未來人工智慧崛起，許多單調重複的腦力工作也可能會被取代。在現代化社會裡，我們需要學習更複雜的知識技能。

人類有別於遠親黑猩猩的是，能夠理性克制自己，因為我們有更發達的大腦前額葉皮質，儘管對大多數人來說，坐在教室學習很不好玩，不過只要乖乖暫時控制一下，還是辦得到的。可是，人的意志力畢竟有限，像肌肉一樣，一直狂操很快就會疲乏。所以拚命運用意志力來讀書，僅能事倍功半。

在學校，如果有明師指點，往往能事半功倍。我們自己或親朋好友，人生會選擇走上某一條道路，往往是因為何其有幸遇上明師。韓愈告訴我們：師者，所以傳道、受業、解惑也；而且弟子不必不如師，師不必賢於弟子；只是聞道有先後，術業有專攻而已。靈芝的好壞在多醣體，那明師的好壞又體現在哪裡呢？

雖然三人行，則必有我師，在高度專業分工的高效率現代社會，身為教師是一種專業！師資的培養，需要修習不少教育學和心理學的課程。可是在面對智慧手機盛行的今天，學生專注力的不足，加上線上課程能夠輕易地讓學習比較教師的教學方式，如果教師無法再當學生來學習，又能怎麼樣應付現在和未來更嚴峻的教學挑戰呢？

幾十年來，認知科學家對人類行為模式有了愈來愈精確的了解和預測，那麼我們是否能夠利用這些認知科學的知識，設計出更理想的教學方式呢？美國維吉尼亞大學的心理學家丹尼爾•威靈漢（Daniel Willingham）接受了這個挑戰，用認知科學學的知識來研究分析學生究竟要如何更有效地學習，於是就有了這本《學生為什麼不喜歡上學？》（Why Don’t Students Like School?）。

威靈漢告訴我們，人類大腦的演化其實是儘量不思考，因為思考的速度太慢也太耗能了，這就是為何我們不喜歡學習。然而，我們已經不是生活在充滿毒蛇猛獸的史前時代，很多時候得三思後而行。儘管我們通常懶得思考，可是很多人還是喜歡玩益智遊戲且樂此不疲，就像跑步很累、很辛苦，可是喜歡路跑的人卻沒卻步。

小時候有誰不對這個世界充滿好奇？很多學生還願意待在教室裡學習，除了來自父母和社會的壓力，也多少是懷著對知識的好奇心吧？我從小就喜科學，其他科目不太行，可是至少生物和化學，我連老師沒教的都去圖書館裡借書來自行研讀。然而，要維持學生的好奇心，太簡單的作業或太困難的作業都會澆熄學生的求知慾，稍有挑戰的問題才能激發學生的好勝心。

本書也試圖要打破不少迷思。東亞的教育一般都比較重視死背硬記的知識，而西方的教育一般較強調啟發式的教學法，更重視思辨的能力。可是威靈漢卻引用了不少心理學研究來論證指出，長期記憶在腦海中的事實和公式能夠讓我們有效進行分析與批判思考。

要把知識牢牢記住，我們需要思考！歐美的教室一般來說比我們活潑，可是威靈漢卻指出，教師花許多精力在設計教案，如果花拳繡腿比內容更有趣或花更多時間，讓學生更有印象的可能是那些玩意兒，而非要傳授的知識本身。例如，為了讓學生學習莎士比亞戲劇而讓學生製作服裝，學生記得的可能不是戲劇內容，而是那些手工藝，這就本末倒置了。或者在課堂中講了太多笑話，學生可能只記得笑話的內容了。

要有效理解這個世界，我們需要抽象思維的能力，可是我們的大腦擅長的是處理具體的事物，而非抽象的概念，因此要儘量讓學生從熟悉的事物中學習抽象的新概念。另外，學生最討厭的是不斷重複練習，可是重複的刻意練習才能有效掌握困難的能力和概念。近年，心理學家對刻意練習也有愈來愈多的了解，我們也該好好讀讀這本《刻意練習》（Peak: Secrets from the New Science of Expertise）。

有教無類是教育的終極理想目標。一樣米養百樣人，愈有活力的社會就是由愈多樣的人組成的社會，多樣化成員愈高的團體能夠解決愈複雜的問題，也能夠對越複雜的事物作出更好的預測，這無論從研究調查還是數學模型上都能取得類似的結論。然而，當我們要把多樣化的人塞進一成不變的教育體系中，對不少學生來說猶如災難。然而只要是人，我們的認知模式還是有共同之處的，否則就無法形成想像的共同體。威靈漢建議教師應關注學生能夠從教材中學到什麼，以及用變化來提升注意力。

最後，大家有聽說過「弗林效應」（Flynn effect）嗎？這是紐西蘭奧塔哥大學的心理學家弗林（James R. Flynn）發現的，就是國民智商（IQ）分數在許多國家從20世紀開始持續逐年穩定攀升。這個弗林效應還未得到充分的解釋，或許是營養狀況的改善，也可能是教育制度及方式的改良。然而，近年心理學家卻在富裕國家觀察到所謂的逆弗林效應，就是國民平均智商反而逐年下降了，或許是因為上網實在太便利了，所以富裕國家愈來愈不重視過去有助提升智商的教育方式？無論如何，我們應對這情況感到警惕吧！

雖然教學是種專業，可是要讓學生更有效學習，僅僅讓學校教師負責，這種想法不太實際，很多時候家長的共同參與，同理教師面對的辛酸，也是非常必要的。因此這也是一本關心小孩課業的家長需要好好研讀的好書！

黃貞祥，國立清華大學生命科學系副教授



【前言：如何提升學生的學習力】　

全宇宙最大的謎團大概就是那三磅重的細胞，黏稠度和燕麥粥差不多，位置就在我們每個人的頭蓋骨裡。甚至還有人說，大腦是如此複雜，以至於人類聰明到無所不知，唯一參不透的只有為什麼人類會這麼聰明；換句話說，大腦是如此精明的設計，以至於笨到無法理解自己。我們現在知道並不是這麼一回事，在持續的科學探究之下，大腦終於吐露出秘密。過去二十五年來，我們學到有關大腦運作的知識比之前兩千五百年累積起來的還多。

看來我們對大腦所知越多，對於教育就有更多助益，畢竟，教育是以學生大腦的改變為基礎，因此瞭解學生的認知配備會讓教學更容易、更有效。但我認識的教師都不覺得他們有見到心理學家所謂「認知革命」所帶來的好處。我們都在報紙上讀過有關學習或解決問題領域的研究有突破性進展的報導，但卻一點都不清楚最先進新穎的研究可以怎樣改變教師在週一早晨的作為。

研究和實務之間的鴻溝是可以理解的。認知科學家研究大腦時，在實驗室裡會刻意將大腦歷程（如學習或注意力）獨立分出，便於研究。但各種大腦歷程在課堂上並非單獨存在，而是同時發生，又經常以難以預測的方式交互作用。舉個明顯的例子來說，實驗室研究顯示，反覆練習有助於學習，但所有教師都知道，你不可能直接採用這個結論就在課堂上執行。比如讓學生一直練習長除法，練到精熟為止。反覆練習對學習是好的，但會抹煞動機。練習過度，動機驟降，學生不再專注，學習便不會發生。課堂應用不能複製實驗室結果。

本書起始於九個認知原則，每個原則都是大腦運作的基礎，不會隨著環境而改變，在課堂是如此，在實驗室亦然，① 因此可以放心地應用在課堂上。這些原則中有許多內容完全不令人訝異，比如事實型知識很重要、練習不可或缺等等；會讓你驚訝的是隨之而來對於教學的啟示。你會瞭解為什麼把人類看成不善思考而非認知天才比較有助益。你會發現作者習慣只寫下他想傳達之意的部分內容，而我認為這對閱讀教學意義不大，但大大指出學生必須具備事實型知識。你會探究為什麼自己毫不費力就能記住《星際大戰》（Star Wars）的情節，你也會學到如何在課堂上利用這種輕鬆學習之力。你會跟著電視影集主角豪斯醫生，看他用聰明才智解決案件，你也會發現為什麼不應該要學生像真正的科學家一樣思考。你會讀到如美國政治人物朱利安‧卡斯特羅（Julian Castro）和女演員史嘉蕾‧喬韓森（Scarlett Johansson）如何幫助心理學家分析孩童的智能是遺傳自父母這樣顯而易見的事實，卻發現其實根本不是這麼回事，你也會瞭解為什麼把此事傳達給你的學生知道相當重要。

本書橫跨多種類型主題，致力於達到簡單明瞭但絕不容易的兩個目標：告訴你學生的大腦如何運作，並說清楚如何應用這些知識以成為更好的教師。

推薦序：學生喜歡怎麼學？　　　　　　　　　　　　　　黃貞祥，清大生科系副教授

每年到了開學前，各大災難電影海報都會被瘋狂KUSO，然後在臉書、LINE和IG蜂湧而現，彷彿開學是學生最大的災難。對教師來說，更慘的是，他們連課都無法蹺，必須進入教室。

很少人真的喜歡上課吧，除了極少數學霸例外。我博士班指導教授在萬聖節就穿上魔鬼裝進入教室，他告訴學生，教室就是地獄。很多學生若不是迫於無奈，上學的主要動力可能就只是能和同學朋友胡搞瞎搞吧。雖然我現在在大學任教，但非常能體會學生討厭上課的心情，因為我從小就不喜歡上學...

本書目錄

推薦序：學生喜歡怎麼學？(黃貞祥)　　011
前言：如何提升學生的學習力　　015

第一章　人類的大腦喜歡思考嗎？　　019
第二章　學生應該學習什麼樣的知識？　　051
第三章　為什麼學生比較記得住偶像劇劇情？　　095
第四章　為什麼學生難以理解抽象概念？　　143
第五章　刻意的反覆練習真的有用嗎？　　175
第六章　如何讓學生像科學家一樣思考？　　207
第七章　如何調整教學策略因應不同的學生？　　239
第八章　如何幫助學得慢的學生？　　273
第九章　新科技如何增進學生的學習？　　309
第十章　如何才能精進教學方法？　　359

結論　　389
詞彙表　　395
引用書目　　405

本書目錄

推薦序：學生喜歡怎麼學？(黃貞祥)　　011
前言：如何提升學生的學習力　　015

第一章　人類的大腦喜歡思考嗎？　　019
第二章　學生應該學習什麼樣的知識？　　051
第三章　為什麼學生比較記得住偶像劇劇情？　　095
第四章　為什麼學生難以理解抽象概念？　　143
第五章　刻意的反覆練習真的有用嗎？　　175
第六章　如何讓學生像科學家一樣思考？　　207
第七章　如何調整教學策略因應不同的學生？　　239
第八章　如何幫助學得慢的學生？　　273
第九章　新科技如何增進學生的學習？　　309
第十章　如何才能...