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在影视剧《豪斯医生》中，脾气暴躁、才华横溢的豪斯医生解决了令其他医生束手无策的疑难杂症。专家的能力在这里得到了淋漓尽致的彰显。下面是豪斯医生的病例摘要，可以帮助我们理解专家是如何思考的。
- 一个16岁的男孩，他抱怨自己出现复视和夜惊症状。豪斯指出，如果大脑没有受到创伤，青少年的夜惊通常与可怕的精神压力有关，比如目睹谋杀或遭受性虐待。因此，初步诊断为：性虐待。
- 豪斯发现男孩的大脑确实受到了创伤：他在一场长曲棍球比赛中头部被击中。在问诊的最后一刻才得知这一事实，豪斯很恼火，他判断男孩得了脑震荡，并急躁地说赛后给他做检查的急诊室医生显然“搞砸了”。初步诊断为：脑震荡。
- 当豪斯要离开时，男孩正坐在柜台上晃腿。豪斯注意到男孩的腿部抽搐，并认为这是我们睡着时身体做出的动作，但男孩并没有睡着。这个观察推翻了之前的诊断，豪斯怀疑是退化性疾病，他命令男孩立刻住院治疗。
- 豪斯要求对男孩进行睡眠测试（似乎证实了他的夜惊症状）、血检和脑部扫描，其他医生什么也看不出来，但豪斯在片子上看到有个大脑结构略有畸形，他推测是由于流体压力造成的。初步诊断：浸泡在组织液中的脑部有系统堵塞，对大脑造成压力，从而导致了观察到的症状。
- 豪斯要求检测男孩大脑周围的液体是否正常流动。该测试显示其大脑周围的液体存在堵塞，因此他要求进行手术。
- 在手术过程中，豪斯在男孩的大脑周围的液体中发现了与多发性硬化症状相关的化学标记物，但没有发现与该疾病相关的大脑损伤。初步诊断为：多发性硬化症。
- 病人有幻觉，豪斯意识到男孩一直在产生幻觉，而不是夜惊。这使得他不太可能患有多发性硬化症，但很可能他的大脑已经被感染。但测试结果没有显示出感染，豪斯解释说，神经性梅毒患者30%呈假阴性。初步诊断为：神经性梅毒。
- 病人又产生了幻觉，这使豪斯认定这个男孩没有神经性梅毒，因为如果是，他会从治疗中好转。豪斯得知病人是领养的，父母隐瞒了这一事实，甚至对男孩也是如此。豪斯推断，男孩的生母没有接种麻疹疫苗，男孩在出生后6个月内感染了麻疹。虽然他康复了，但病毒发生了变异，进入大脑，休眠16年后发作了。最终男孩被诊断为：亚急性硬化性全脑炎。
像其他医生一样，豪斯被各种信息轰炸：他自己的检查数据、多项实验室测试的结果、病史等。我们通常认为信息越多越好，但并非如此。当你使用浏览引擎搜索时，得到500万个结果，想想你的反应。医学专业的学生很难分辨出信息的优劣，但经验丰富的医生似乎对什么是重要的、什么应该被忽略有第六感。例如，豪斯对患者的复视问题并不关心。他在问诊的一开始，就告诉男孩：戴上眼镜吧。他把注意力集中在患者的夜惊症状上。经验也使豪斯对其他人忽略的蛛丝马迹更加敏感，只有他一个人注意到男孩的腿奇怪地抽搐，后来，在脑部扫描中他发现了一个结构的轻微畸形。
专家们关于他们的领域有很多背景知识，但成为一名专家需要的不仅仅是知识，接受培训的专家通常与专家知道的一样多（或几乎一样多）。在豪斯手下接受培训的初级医生在他诊断或提请注意某一症状时，他们很少显得茫然。但是豪斯可以从记忆中快速准确地获取正确的信息。这些信息的确在他们的记忆中，但就是一时想不到。
专业知识甚至体现在所犯错误的类型上。当专家们失败时，他们表现得非常优雅。也就是说，当专家没有答出正确答案时，错误的答案通常是很好的猜测。豪斯在做出正确诊断的过程中经常出错（如果他从不出错，这集电视剧最多只有5分钟），但他的猜测是有意义且有依据的，而他的初级医生同事的初步评估往往没有意义且毫无根据。豪斯会指出（通常是带有讽刺意味）患者有（或没有）某个症状，使其提出的诊断站不住脚。
专家行为的最后一个特征在这个例子中没有说明，但不代表就不重要。专家指出，他们迁移到类似领域比新手做得更好。例如，历史学家可以分析她的专业领域之外的资料，仍然得出合理的解释。只是分析将花费更长的时间，不像她自己领域的材料那样详细或尽可能准确，而且看着更像是专家的分析而非新手的。你可以想象，如果让一个过去10年一直为《时代》杂志撰写影评的人为《华尔街日报》写一篇金融建议专栏，会发生什么样的事情？他的很多专业知识都是关于评论电影的，但是他的很多写作技巧（比如句子结构和组织段落的能力）会迁移，所以他写出来的专栏肯定会比随便一个业余爱好者写的专栏更专业。
与新手相比，专家能够更好地挑选出重要的细节，提出合理的解决方案，并将他们的知识迁移到类似的领域。这些能力不仅体现在医生身上，也体现在作家、经济学家、园林设计师和教师身上。例如，新手教师往往注意不到不当行为，但这些很少会被老教师忽视。难怪学生们经常感叹，经验丰富的老师后脑勺上仿佛长了眼睛。和豪斯医生一样，专业教师也可以快速获取信息。与新手相比，他们可以想出更多的方法来解释一个概念，而且他们可以更快地想出这些替代方法。
专家的心理工具箱里有什么？
专家是如何做到的呢？他们需要哪些解决问题的能力或专业知识？我们如何确保学生们能得到所需的一切呢？
工作记忆是有效思考的一个重要瓶颈。工作记忆是思考发生的工作空间，但空间是有限的，如果它变得拥挤，我们就无法了解自己在做什么，思考也就受阻了。克服工作记忆局限性的方法有两种：背景知识和练习。新手可以通过任何一种机制获得思考的优势。专家们也使用这两种方法，但他们丰富的经验使这些策略更加有效。
记住，背景知识可以帮助我们克服工作记忆的局限，因为背景知识可以让我们将信息分组，或将信息分成块，比如将字母B、B和C看作“BBC”（英国广播公司）。当你了解到专家在他们的专业领域拥有大量的背景知识时，你肯定不会感到惊讶。但是专家的头脑比我们其他人的头脑多了另一个优势。这不仅是因为专家的长期记忆中有大量的信息，而且因为该记忆中的信息组织方式与初学者的不同。
专家们不像新手那样从表面特征的角度思考问题，他们能够从功能或深层结构的角度思考。例如，一个实验比较了国际象棋大师和新手的区别。两名受试者被要求用很短的时间观察一盘棋，结束后在另一个空棋盘上完成复盘。研究人员特别关注受试者放置棋子的顺序。他们把这些棋子按组放回，这意味着他们迅速放回四五个棋子，然后停下来，再放下三四个棋子，然后停下来，依此类推。他们停下来，是给回忆下一组棋子的位置留出时间。例如，新手可能首先放置位于棋盘一角的所有棋子，然后放置位于棋盘另一角的棋子，依此类推。相反，专业棋手是基于战略布局的功能来对棋子进行分组记忆，也就是说，棋子在同一个集群中不是因为它们彼此相邻，而是因为一个棋子对另一个棋子有威胁，或者因为一个棋子支持另一个棋子防守（见图）。
我们可以说专家们的思考是抽象的。请记住，人们认为抽象概念很难理解，因为他们关注的是表层结构，而不是深层结构。专家们理解抽象概念并不困难，因为他们看到了问题的深层结构。在这一理念的经典演示中，物理学的新手（修过一门物理课程的本科生）和物理学专家（研究生和教授）被要求对24道物理题进行分类。新手根据问题中的对象创建分类，如涉及弹簧的问题被归为一种模式，涉及斜面的问题被归为另一种模式，依此类推。相反，专家们根据对问题解决至关重要的物理原理对问题进行分类。例如，无论是涉及弹簧还是斜面，只要是运用能量守恒定律的问题都被放在同一组中（见图）。
知识迁移非常困难，因为新手往往关注表面特征，不太善于看到问题之间抽象的、功能性的关系，而这些关系是解决问题的关键，但这是专家所擅长的。他们在长期记忆中有问题和情况的描述，这些表征是抽象的。这就是为什么专家们能够忽略不重要的细节，而专注于有用的信息。
从功能上思考，可以清楚地看出什么是重要的，这也解释了为什么他们能很好地适应新问题。新问题的表层结构各不相同，但专家们认识到了深层次的抽象结构。这也是为什么他们的判断通常是明智的，即使他们的判断并不完全正确。例如，经验丰富的医生能从身体的生理机能角度思考问题。他们太了解身体系统的运作机制了，能够据此直观地了解外在症状是由何引起的，并且他们关于人体系统的知识非常丰富，因此很少（如果有的话）说一些自相矛盾或荒谬的话。相比之下，医学院新生可以识别他们记忆中的症状类型，但他们没有功能性思维，因此当他们遇到不熟悉的病症时，他们就无从下手了。
第二种克服工作记忆有限问题的方法是反复练习操作程序，使其成为一种自动化过程。这样，操作步骤就不会占用工作记忆的空间。系上几百次鞋带，你就不必再去想它了；你的手指只是做常规动作，没有任何挤满你的工作记忆的思考过程的指示。
专家们已经将许多高频常规的过程自动化了，这些过程在培训初期需要仔细思考。桥牌高手一眼就能算出他们手中的牌有何威力而无须刻意动脑筋。好的外科医生在缝合伤口时也无须大费周折。专家型教师有一套常规的方法流程来开启课堂、引起学生注意、处理学生干扰课堂的情况、结束课堂。有趣的是，新手教师经常预先计划好他们要说的内容，精确地计划他们要说什么。专家型教师通常不会，他们计划以不同的方式讨论或演示一个概念，但他们不写脚本，这表明将抽象概念翻译成学生能够理解的单词的过程已经自动化。
因此，专家们通过获取广泛的、功能性的背景知识，并使思考过程自动化，节省了工作记忆的空间。他们如何利用工作记忆中腾出的额外空间呢？他们所做的一件事就是与自己对话。专家与自己有什么样的对话？他们会经常和自己讨论正在研究的一个问题，并且是在我刚才描述的抽象层次上。物理学专家说，像这样的问题可能是能量守恒问题，我们将把势能转换成动能。
这种和自己对话的有趣之处在于，专家可以从中得到启示。刚才提到的物理学专家已经对问题的本质提出了一个假设，随着她继续阅读，她将评估她的假设是否正确。事实上，这位专家接着说：“现在我真的确定了，因为我们要把弹簧压扁，那将会有更多的势能。”因此，专家们不只是叙述他们在做什么，他们还会提出假设，从而检验自己的理解，并在这个过程中思考可能的解决方案。然而，自我对话需要工作记忆，所以新手不太可能这么做。如果他们当真这样做了，可以预见：他们所说的要比专家所说的肤浅得多。他们会重申问题，或者试图将问题映射到一个熟悉的公式中。当新手和自己对话时，他们会描述自己在做什么，而不会拥有专家那样可以自我评估的优势。
如何让学生像专家一样思考？
我们已经讨论了科学家、历史学家、数学家和一般专家的能力。他们在他们选择的领域中功能性地看待问题和情况，而不是在表面上看待问题。以这种方式看待事物使他们能够在大量信息中找到重要的细节，想出的总是明智和合理的解决方案（即使它们并不总是正确的），并显示出他们在相关领域的一些知识迁移。此外，许多由专家完成的常规性操作流程已经通过练习变成了自动化完成的。
听起来很棒，但我们如何教学生这样做？遗憾的是，这个问题的答案并不会令人振奋。显然，向新手提供诸如“功能性思考”或“和自己对话”之类的建议是行不通的。专家们做这些事情，只是因为他们的心理工具箱使他们能够这样做。要想获得专业知识，达到专业水准，唯一的途径就是实践练习。
曾有这样一个笑话，讲的是一个年轻人在曼哈顿大街上拦住一位上了年纪的妇女说：“打扰一下，女士，请问怎么去卡内基音乐厅？”女人冷静地回答：“练习，练习，再练习。”
研究人员曾试图研究专家的专业技能，方法是对比专家的生活和我们可能称之为“准专家”的人的生活。例如，一组研究人员要求小提琴手估算他们在不同年龄段练习小提琴的时间。一些受试者A组（专业人士）已经与国际知名交响乐团有合作。受试者B组都是二十出头的音乐系学生，其中一些学生（顶尖学生）被他们的教授提名为未来国际独奏家。受试者C组也是音乐系学生（优秀的小提琴手），也在以同样的目标学习，但他们的导师认为他们的潜力较小。受试者D组是为了成为音乐教师而不是专业表演者学习小提琴的。图显示了四组小提琴手在5岁至20岁之间练习的平均累计小时数。尽管优秀学生和顶尖学生都在同一所音乐学院学习，但两组人报告的自童年以来的练习量存在显著差异。顶尖学生称，他们练习的时间和中年小提琴演奏专业人士（在20岁之前）差不多，比优秀的小提琴手练习的时间多很多。事实上，到20岁时，顶尖学生累计的练习时间比优秀学生多了将近50%。不出所料，未来的音乐教师的练习时间更少（尽管按照大多数标准，他们当然是相当称职的小提琴手）。
其他研究表明，从体育运动到象棋和拼字游戏，练习对各种技能都很重要。其他研究采用了更详细的传记式方法。在过去50年中，有几次研究人员接触了大量（10名以上）杰出科学家，他们同意接受详细采访，进行人格和智力测试，等等。研究人员随后寻找这些科学界伟人的背景、兴趣和能力的相似之处。这些研究的结果相当一致，是一个惊人的发现。根据标准智商测试，科学界的伟人并不以其非凡的才智而著称；可以肯定的是，他们非常聪明，但并不能与他们在各自领域所做出的杰出贡献成正比。
他们真正的突出之处是他们持续工作的能力。伟大的科学家几乎都是工作狂。我们每个人都知道自己的极限；在某个时刻，我们需要停下工作，去看一个不用费脑子的节奏轻松的电视节目，浏览社交媒体软件，或者做类似的事情。伟大的科学家有着惊人的毅力，他们的精神疲惫阈值非常高。比如托马斯·阿尔瓦·爱迪生，以发明或极大地改进了灯泡、荧光屏、留声机和活动电影放映机而闻名。爱迪生的工作习惯也很有名，每周工作100小时不在话下。爱迪生不怎么在家里睡觉，而是在实验室桌子旁的小床上打个盹。
安杰拉·达克沃思（Angela Duckworth）不仅在科学家身上考察了这种品质，还在音乐家、西点军校学员、拼写比赛选手等人身上考察了这种品质。就像最成功的科学家不一定是智商最高的人一样，研究人员也很难找出在其他领域非常成功的人的特征，除了他们比其他人付出更多的努力。达克沃思指出了两种基本的性格成分，即坚持和对长期目标的热情，并将其称为坚毅。
这个概念在许多国家引起了大众的想象，并在许多方面被误解和滥用。我认为这是一个有用的科学概念，它帮助科学家理解为什么有些人会为一个目标努力多年。我认为，如果我们觉得我们可以让学生变得坚毅，那就大错特错了。坚毅的一半是激情，是学生热爱的东西。
不管你是否坚韧不拔，在你投入时间之前，你不会成为专家——这是练习重要性的另一个含义。许多研究人员已经认可了所谓的“10年规则”：一个人不能在不到10年的时间内成为任何领域的专家，无论是物理、国际象棋、高尔夫还是数学。这一规则已应用于音乐创作、数学、诗歌、竞技游泳和汽车销售等多个领域。有人认为，像莫扎特这样5岁就开始作曲的天才并不例外，因为他们早期的作品通常是模仿的，不被同行认可。即使每个世纪都会有一些神童，10年规则依然奏效。
坚持10年学习并没有什么神奇的，学习背景知识和发展在本章中提到的自动化过程似乎需要很长时间。事实上，研究表明，那些练习时间较少的人需要花费超过10年的时间，而在短跑或举重等学习较少的领域，一个人只需几年的练习就能取得成功。然而，在大多数领域，10年是一个很好的经验法则。即使获得专家地位，学习和练习也不能结束，如果要继续保持地位，则需要继续努力练习。
比如，获得“格莱美终身成就奖”的爵士钢琴家汉克·琼斯（HankJones）。在他87岁时，有人问琼斯是否还在练习。他的回答是：“哦，当然了，是的。我不认为有谁不练琴，我练习指法……”电影《铁与丝》（Iron and Silk）中所展现的传奇武术家潘清福对练习的看法更直白：大师们每天都要吃苦，就是这样。在这种情况下，吃苦意味着忍受来自不知疲倦的练习的痛苦。
小结
我们首先回顾了专家的四个特征。第一，他们似乎有第六感，知道哪些信息可以忽略，而哪些信息是重要的。第二，他们注意到新手错过的细枝末节，因为专家会密切关注关键特征，因此细微之处对他们来说更加明显。第三，他们就连失败也很优雅，这意味着即使犯了错误，回顾过去，他们的行动方针也是明智的。第四，比起新手，他们将知识迁移到新环境中的能力要强得多。专家们之所以能够做到这四件事，是因为他们的经验使他们能够看到深层结构。最后，我们回顾了大量研究，论证了成为专家的关键因素是扩展练习。
本文整理自《为什么学生不喜欢上学？》，作者丹尼尔·T.威林厄姆
