learn how to learn week1

1. What is Learning?
1.1 Focused versus Diffuse Thinking
1.1.1 Introduction to the Focused and Diffuse Modes
大脑有2种不同的思考模式：专注模式和发散模式。用比喻和类比来说明问题比较有效。

做道题：

课外资料：

1.1.2 Terrence Sejnowski and Barbara Oakley--Introduction to the Course Structure
课程的目标是让人们更好地了解如何学习

1.1.3 Using the Focused and Diffuse Modes--Or, a Little Dali will do You
看一下历史上的名人是如何用不同的思考模式来帮助他们解决问题。
萨尔瓦多·达利（20世纪著名的超现实主义画家）。托马斯·爱迪生。他们先在发散模式下尽量发散，然后掉下钥匙或者滚轴，让自己从发散状态转换到专注状态，在专注状态下搜集并利用发散状态想到的点子和想法。拿着发散模式得到的点子回到专注模式当中。

当你学习一个新的东西，特别是比较难的时候，大脑需要能在两种学习模式之间来回转换。必须每天做一点关于神经的锻炼，让他们逐步增长，逐步建立起支撑你思考的神经骨架。每天做一点。

总结：
1.类比教会了我们强有力的学习方法。
2.大脑有两种不同的思考方式：专注和发散。两种思考方式都可以帮助学习。
3.学习困难的东西需要相当的时间，因为大脑需要转变它的学习方式，以此来消化新的事物。

课外资料：

1.1.4 What is Learning?
介绍大脑。
大脑大约重3磅，其消耗的能量比身体其他部分高10倍，是已知宇宙中最复杂的设备。目前人类并没有真正意识到大脑是如何工作的。大脑的进化使我们能驾驭复杂的环境，大多数繁重的工作是在潜意识层面下完成的。当前研究表明，影响大脑运作的因素包括思考过程、记忆、情绪和动机。我们有意识的仅仅是脑部活动中一小部分。下面是一张大脑活动图：

这是一张大脑活动图。左边是大脑的侧视图，右边是剖面图。颜色指示的大脑区域，其活动与下方所示的时相图高度相关，也就是图示中大脑着色部分。当被测者与外界互动时，蓝色区域高度活跃，在静息状态下则无反应；橙红色区域在静息状态（细胞没受刺激的状态叫做静息状态）下最活跃，也叫脑默认网络。当你休息时，其他脑区域也同样很活跃。这些区域可进一步分成几组，每组有不同的活动模式。传统观点认为，大脑一旦发育成熟，突触可以通过学习增强，但除非脑部受到重创，否则认知模式无法改变。而现在我们知道，大脑在成熟以后，其脑连接依然处于动态，随着新的光学成像技术的出现，单个神经元之间的连接，即突触，可以被观测到。我们可以看到突触的更迭，新突触形成伴随着旧突触的消失。由此便产生了一个疑问：突触新旧更替，为何记忆能在多年内保持稳定？

下面是神经元的一个树突分支的图片，上下分别为学习之前的树突和学习睡眠之后的树突。可以看到学习和睡眠之后，有多个新的突触形成。

突触直径不足1微米，而人类头发直径约20微米，下面是突触和头发的对比：

第一周将会学习如何利用潜意识和睡眠让学习新事物和解决问题变得更容易。
想进一步了解大脑，可以访问brainfact.org这个网站，会发现大量关于大脑与行为，尤其是学习和记忆行为的有趣信息。
做2道题：

1.2 Procrastination, Memory, and Sleep
1.2.1 A Procrastination Preview
了解拖延症。介绍拖延症的起因以及可以有效帮助克服拖延症的小工具。
其实对于那些讨厌做的事情，一旦开始做，大脑对这些事情的不适应会很快消失。
克服拖延症的小工具：番茄工作法（Pomodoro technique）。这个方法需要一个计时器，每次计时25分钟，屏蔽所有会打扰你的事，然后集中注意力，最后如果做到以上几点，可以适当奖励一下自己。

课外资料：

1.2.2 Practice Makes Permanent
数学和科学是抽象的，练习在数学和科学中学到的思想和概念是非常重要的。
学习的时候，神经元在连接。

熟能生巧确实有道理：刚开始接触新事物，大脑中形成的思维环路是微弱的（浅色部分），但再一次接触这个事物时，大脑中的思维环路开始加强，后面不断不断地练习，这个环路不断不断地加强（深色部分）。通过反复使用，生成的神经连接不断加强。越是抽象的东西，越要注重练习。

集中注意力做一件事后要休息一下确实有道理：发散模式下，大脑会在后台工作，帮助完成对概念的理解，将之前学到的知识巩固，但如果是填鸭式学习，没有太大的学习效果。
所以要不断尝试新的事物，学习新的事物，然后不断练习，最后就会有效果。

上面也是番茄工作法有效的原因。

做道题：

课外资料：

1.2.3 Introduction to Memory
举个例子。当记忆西班牙语或俄语单词或是回忆麦克斯韦方程组时，动用的是大脑中的长期记忆；然而当尝试将脑海中的一些想法结合起来，去帮助我理解某一概念或解决某一问题时，动用的则是工作记忆。以上说明短期记忆和长期记忆是相互联系的。

工作记忆，也叫短期记忆。是大脑在即时且有意识地处理信息时所涉及的那部分记忆，集中在大脑的前额叶皮质，与大脑的其他部分有着联系，便于读取长期记忆。实际上，当遇到新事物时，人们通常会运用工作记忆来处理它。就像一块黑板，必须时常重复所要记忆的内容，以使它们稳定地储存在工作记忆中，注意要全神贯注地重复。工作记忆只能储存大约四个组块的信息，我们会自动将记忆项合并为组块的形式。

长期记忆，分布在一个很大的区域中，不同的长期记忆储存在大脑的不同区域。就像一个储存仓库。

短期记忆向长期记忆转换。研究表明，首次尝试将一段短期记忆转入长期记忆中时，我们需要多次回顾，以增加需要时能够找到相关信息的几率。
这里有个方法：间隔重复(spaced repetition)。它可以实现短期记忆向长期记忆的转换。具体做法是不断重复尝试记忆的内容，但重复的过程必须间隔开来。比如如果你尝试在一个晚上，重复记忆20次相同的内容的记忆效果比不上在几天内重复同样的次数。就像我们之前看到的砌墙的过程一样，如果你不留足够的时间等灰浆变干，正如等待突触连接的形成与强化，你将无法获得好的记忆结构。

做道题：

课外资料：

1.2.4 The Importance of Sleep in Learning
1.睡眠是大脑保持清洁和健康的一种方式：因为清醒会使大脑产生代谢毒素，而睡眠时，脑细胞会缩小，增大细胞间的距离，从而让有毒物质流出。长时间的睡眠不足会导致健康问题。
2.睡眠会将你学习和思考过的想法和概念进行整理，会清除掉一些记忆中不太重要的部分，同时增强你需要或想要记住的区域，但前提是首先必须通过做集中精力状态下的工作，在脑中搭建发散思维模型。
3.睡眠对人们区分找出困难问题的能力和理解所学知识的能力有显著影响。睡前复习所学，会有很大可能再梦到学的东西，这会增强你的理解能力。

做道题：

上面就是睡眠的一些好处。ACDE

1.2.5 Interview with Dr. Terrence Sejnowski
今天我要采访一下特里是如何学习的以及他如何看待学习这件事以便我们对如何提高自身的学习水平有更好的认知。

1.当你遇到完全陌生的事物时，是怎样让自己学习起来更容易的呢？
—我喜欢单刀直入地实践，大量的阅读对我来说作用甚微。我极力推崇实践出真知，同时最好有专家的指点。

2.你如何让自己在一场枯燥的讲座中保持注意力呢？
—我认为没有任何简单的方法可以让你对不感兴趣的东西一直保持参与度。可以用提问来“伏击”演讲者。这种打断通常会带出更有趣的讨论，这种打断通常会带出更有趣的讨论。事实上，这符合一般准则，即比起被动的听讲，积极参与会让你学到更多。

3.那么你是如何进入发散思维模式并从中获益的呢？
—我发现慢跑或户外锻炼，是让我的思维跳出常规想法的绝佳方法，而且这时极其可能迸发灵感，这就像你的大脑进入了一个新模式，你在奔跑，事物从你身边略过，于是你开始思考发生的一些事情，例如你的大脑之前一直在处理的东西(之后) 意识之外的想法涌上表面，接着通常就会出现有用的新想法，我所面临的唯一问题就是要把这些好点子全部记下
来，这就是为什么我喜欢随身携带一个小本子。

4.你会同时进行多项任务吗？如果你并不会这么做的话，你是怎样抵御这种想要同时进行多项任务的冲动呢？
—我真是一刻也离不开多线工作。我一天中的大部分时间都用在同学生讨论、听讲座以及接待大量访客上，有大量任务在不断“轰炸”你。如果做不到统筹兼顾的话，日子将会很难熬。然而当白日的喧嚣平息下来后我会享受夜晚的时光(那时) 我更容易进入反思模式，这时候的工作质量最好。

5.你会同时做两件事吗？
—你无法意识清明地同时做两件事，因为它们会混淆起来。虽然经过大量训练可以做到，但实则效率低下。对我来说，同时处理多个任务，就是一种来回切换，从一个主题换成另一个主题的能力。也就是说你可能要花一点时间才能完成切换。不过，如果你可以，你慢慢就会知道，如果你正在做某件事，转到另外一件任务有时是很困难的。不过我倒是游刃
有余，我可以来回切换 (不同任务) 我能够回到最初的任务，并从 (当时) 中断的地方开始工作，这是高效完成任务的方法之一。
一而且幸运的是我有很多很棒的学生和助手以及极富成效的工作环境因此我在这里呆得很愉快

6.你是如何把自己神经科学方面的知识应用到学习上的？
—我有很多小技巧，来实际运用在实验室中学到的东西，让我给你举个具体点的例子：我在索尔克研究所的一个同事
"Rusty" Gage (Fred Gage) 他有一个重大发现：出生时大脑内部的所有神经元，在你诞生之后开始信息传递和学习，而
这改变了神经元之间的连接但它们同样也是你出生时就有的老神经元，有些会死亡，因此你的大脑皮层会萎缩。然而
Rusty发现，在你大脑负责学习和记忆的部分，即海马体 (Hippocampus) 甚至在你成年之后还会产生新的神经元这对学
习和记忆来说相当重要——(大脑) 可以生成新的神经元。
—我们发现：如果实验动物（我们的模型系统中用的是大白鼠），被给予充足的空间让其能够自由活动，并让它与其他
大白鼠相互交流，然后检查海马体。你会发现，神经元之间的连接强度提升了。你会发现，神经元之间的连接强度提升
了。
—可能有两个因素导致 (实验大白鼠的神经元连接强度) 比关在笼子这种限制环境的大白鼠要强得多。关键来了，充足
的空间即使对于成人也是有帮助的。别再把自己关在房间里了，你想要被其他能激励你的人，以及很多你可以积极参与
的事件环绕。
—而下面是Rusty的发现我觉得它们尤其重要。如果缺乏充足的空间，锻炼也会增加成功产生的新神经元的数目。

7.你这几年有学到什么特殊的技巧，来帮助你更高效地集中注意力、学习或者创新吗?
—我发现，处于一个富有创造力的环境中，就是那里的人们都很有创造力，是一种提升自身创造力的方法。我觉得，我们对于创新型人才的印象总是孤立的天才，虽然对有些人来说或许是这样的，但对我来说并不是。我发现如果和别人交流，并向他们解释我的想法。我就能有更好的主意。这一过程通常可以促进创新。事实上，我认为同周围的人讨论自己的想法。事实上，我认为同周围的人讨论自己的想法，对我的科研来说是极其重要的组成部分。

8.那关于考试呢？你有什么特别的建议吗？
—考试和其他的技能一样，你都可以学到它们。你可以学习怎样更好地应试，并针对它提出很多好点子。我发现一些东西需要避免，比如说，如果你不能解出答案，不要停滞不前，去做下一题。因为你总能回到这一题。事实上，在考试中，这个难住你的问题的答案或许过一会儿就会出现在你的脑海中。这就是我们大脑的工作机制：采用并行轨道(处理信息)。

9.你是如何把创意运用到科研中的呢？当你面对相对常规的日常事务的冲击时，是如何让自己保持创造力的呢？
—我很幸运。因为我有一个很棒的实验室，而我的学生和同事们使我在学习新事物和用新角度看待问题方面保持年轻。因此我认为与年轻人一起工作，确实是使自己变年轻的一个好方法。

10.你会如何建议年轻的高中生或大学生们提高学习效率呢？
—聪明人并不一定会成功。我认识很多聪明但不成功的人，但是我也知道很多富有激情并且努力的人。但是我也知道很多富有激情并且努力的人。人生中的成功多半来自于激情和努力，坚持到底，坚持研究、工作，不放弃，不要放弃。这是我在一同工作的成功的学生身上看到的最重要的品质。

—好极了。现在我还想做点介绍，我要把你介绍给弗朗西斯·克里克的大脑 (模型) 我30年前第一次结识弗朗西斯时这个大脑就放在他的办公室里，他是我亲密的同事。在我25年前到了这里之后，和他的关系越来越好。有一天我们闲聊时弗朗西斯指着这个放在那里几十年的大脑说，特里，你知道吗，我最近才意识到，事实上这个大脑比真大脑大多了如果你知道相关尺寸的话，就会发现它是不可能放进我的颅骨中的。它是医学生的教具，你可以把大脑的不同部位拆开来。但有意思的是，弗朗西斯·克里克直到很久以后，当他以新的视角观察这个大脑之后才发现这一点。这就是用全新的视角来学习。我们周围都有值得发现的东西，你们必须要用不同的视角来看待这些普通的东西。

1.3 Summary
1.3.1 Summary video for Module 1

本章有以下5个内容：

1.大脑有2种模式：专注模式和发散模式。

专注模式的橡胶柱塞的间隔较窄，更有助于集中注意力；发散思维模式的缓冲间隔更宽，更有助于广泛地思考。脑前额皮质是进行专注模式思考的主要场所，在你思考熟悉的事物时经常会用到它，但如果你想弄清一些新事物，就需要发散模式的广泛思考。发散模式代表大脑中许多神经处于静息状态。有创造性的人更能直接快速地调动发散思维。当然我们也可以在散步、洗澡、甚至昏昏欲睡时自然而然地进入这种模式。当我们被棘手的问题难住，不妨把问题先放一放在轻松状态下思考。这样可以激发更多的神经处理过程，不知不觉就进入了发散模式。关键是激发神经处理的过程需要时间，为学习新知识而建立新的神经结构也同样耗时，所以学习不能拖延。

2.对抗拖延症的方法：番茄工作法。