教育与培训

将理解恢复为阶段过渡

当对我们来说,它可以突然来。正如我们终于看到问题的不同部位如何落入地,它可以带来满足的感觉,也许甚至沮丧,我们事先没有辨别看似明显的解决方案。在他们的研究中,菲尔。Elena Popova和TechnischeUniversitätBerlin的Valentin Popov教授争辩说,知识中的这些激烈变化是学习过程的关键方面。此外,它们可以用与物理学中的研究相同的术语以相同的术语描述。

人类大脑已经发展出许多学习新信息的方法。通过记忆和实践,随着时间的推移,我们的头脑会逐渐变得更有知识,直到知识最终成为我们的第二天性。然而,学习过程并不总是这样发生的:无论是在工作、学校,还是在我们的日常生活中,我们都会在一些时候面对我们最初无法理解的概念。不管我们怎么想他们,他们似乎没有道理。然而,在经历了这段挫折之后,这些概念一下子在我们的脑海中闪现,我们终于看到了之前错过的联系。

作为教授Valentin Popov,TechnischeUniversität柏林解释,学习过程这个重要方面的原因仍然很清楚。他说:“理解是学习的核心现象,但它一直仍然是一个神秘的”。“研究中存在类似的现象,与新的科学发现有关。理解和发现的最引人注目的财产是他们可能会突然发生。“当发生这种情况时,它突然变得显而易见的是,问题的许多元素如何适合在一起 - 经常只是简单地让我们努力理解我们如何预先看到解决方案。正如德国剧作家和科学家约翰·沃尔夫冈冯·歌德所说,“最难看到的是在你眼前的东西。”

瑞想象/Shutterstock.com

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乍一看,1916年的画作《哈维尔花园餐厅》(Garden Restaurant on the Havel)似乎是一幅普通的场景,描绘的是人们坐在柏林湖边的咖啡馆里。即使仔细看了一段时间,大多数观察家似乎都没有注意到一个奇怪而引人注目的细节:人们坐的椅子上没有一条腿!时至今日,艺术史学家仍在争论这个细节究竟是艺术家马克斯·利伯曼的疏忽,还是对观察家开的一个精心设计的玩笑。不管利伯曼的意图是什么,这幅画都是歌德思想在实践中的一个明显例子。即使当我们的思想已经在每一个视觉方面的绘画,我们似乎没有处理所有的信息,是在我们面前的权利。当我们终于注意到椅子腿的缺失时,我们对绘画的体验发生了变化,我们很难想象我们以前是如何错过细节的。

正如Johann Wolfgang von Goethe所说,“最难看的是,看起来就在你眼前的东西”。

波波夫教授解释说:“这类问题有一个完整的过程。”这说明了一个非常重要的观点,即理解不仅仅是知识量的量变,而是一种特殊的、质的不同现象,我们大脑中这种不寻常的现象只能用大脑中复杂的神经过程来解释。然而,根据波波夫教授和迪普的说法。-菲尔。波波娃,通过在突然开始的理解和物理学中研究的相变之间进行类比,可以更简单地把它形象化。

当我们努力学习'点击'的概念时,似乎经常发生理解。绘图自由/ shutterstock.c

绘制具有相转换的链接
本质上,可以容易地观察到阶段过渡。例如,水可以自由地转变为固体,液体和气体,因为它通过地球的大气循环并且经历广泛改变的天气状况。这些过渡不会逐渐发生:一旦一个温度或压力穿过临界边界,水就会立即转变为另一个阶段;通过破坏分子间键或形成新的键。在冷冻成冰的液体水的具体情况下,一旦水冷却在0°C低于0℃下,预先动态和无序的分子布置将突然变得静止。波波夫和菲尔教授波波瓦认为,这种行为非常相似,概念的众多部分可以在我们的思想中突然发作的理解。

“理解的突然性格表明,这是一个批判现象,将秩序带到大量元素”,波普夫教授说。“因此,它可以被解释为相位过渡,在相应的认知空间中建立”长距离阶“。”虽然驾驶这种行为的精确神经系统流程远非清晰,波利夫教授和菲尔。 - 菲尔教授。波波文建议我们仍然可以清楚地看到我们思想中阶段过渡的关键迹象。因此,我们可以使用现有的阶段转型理论,并建立远程顺序,了解有关如何理解实际工作的更多信息。

Max Liebermann在Havel'上的绘画餐厅似乎是一个普通的场景 - 直到你更仔细地检查它。

超导中的类比
在固体,液体和气体之间移动的材料远离相位过渡的唯一例子。在超导性中可以找到更复杂的示例:描述某些先进材料中电阻如何在某个“临界温度”下方可能会突然消失的效果。这一点通常发生在绝对零附近 - 所有材料都会损失所有热量的温度。随着边界的交叉,超导的量子特性突然过渡到新阶段,使电流也能够流动,即使没有电力施加到材料。

到目前为止,理解的概念已经很大程度上被忽视为自己的一个有趣现象。

当它于1911年由荷兰物理学家Heike Kamerlingh onnes发现时,这是流过导线的电流的想法,没有任何鼓励似乎完全违反了直觉。几十年之后,物理学家只能观察效果,​​而不理解真正发生的事情。然而,在20世纪50年代后期,对超导材料分析的新方法揭示了通过可测量的微观效应完全可以的现象。

研究小组现在在柏林大学教授一门创新课程,旨在提高学生理解所学领域中困难概念的能力。安东尼奥·吉勒姆/Shutterstock.com
在自然界中可以容易地观察相位转变。例如,水可以自由地转变为固体,液体和气体。emil timplaru / shutterstock.com

“物理本质似乎是一种特殊的相位过渡,但是具有与其他相变的基本机制非常相似,例如液体的凝固”,波普夫教授描述。“这表明,绝对新的品质也可以在纯粹的物理系统中发出一次。”最终,案例显示,即使不能完全描述驱动阶段转变的深度复杂机制,它们的效果仍然可以清晰可见 - 就像理解的现象一样。

接受理解为独特的效果
到目前为止,理解的概念已经很大程度上被忽视为自己的一个有趣现象。据波利夫教授和菲尔维特教授。波波瓦,这是一个重要的监督。为了改善我们用来了解我们周围世界的方法,研究人员认为,问题的不同元素的突然拟合应被广泛承认,作为在我们思想中发生的阶段过渡的一个明确的例子。虽然确定所涉及的精确认知机制所需的方法和工具还有很长的路,但仍有每个理由确认可测量的物理效果真正发生。通过未来的研究,可以更详细地探讨这种理解。

波波夫教授的结论是:“我们研究的主要吸引力在于接受理解确实存在,而且它是一种特殊的相变现象。因此,必须认真研究和考虑。波波娃的想法已经导致了一个创新的新的教学课程,为学生在柏林大学,旨在提高他们的能力,理解许多困难的概念,在他们的研究领域。如果研究者的想法在研究界得到更广泛的接受,他们的见解将起到至关重要的作用:增强我们看到眼前真实事物的能力。

个人反应

你对理解的洞察能让我们改进学习新信息的方式吗?


Valentin Povov教授:TechnischeUniversität柏林,我提供了一个专门设计用于培养理解能力的课程。本课程中任务的典型特征是它们是“非常难以解决的问题”。没有什么可以“计算”的!一旦一个人理解潜在的原则,人们只能说:“啊!”- 这是解决方案!通过这种方式,学生会感受到构成真实理解的感觉。他们还要学习需要前面的努力,并且很高兴 - 了解!

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