假如在贫民窟的墙壁中嵌入一台电脑，邀请附近的孩子们一起来学习——没有教师、没有课本、没有考试，会发生什么？ 1999年，苏伽特•米特拉在印度德里的卡尔卡基做了这样的“墙洞实验”。此后，他陆续在印度的许多村庄，以及柬埔寨、南非、不丹、英国等地开展了这一实验。实验证明，儿童可以自己组织起来用互联网学习一切新事物。这一实验也为他赢得了2013年的TED大奖。 从那时起，他围绕这种“自组织学习环境”（SOLE）进行了更深入的研究，开始在全球创建“云端学校”。本书呈现了云端学校创建的全过程，分享了这项大胆而**创造力的研究所取得的成果，描绘了互联时代儿童自主学习的新形态，并预测了未来学习的新图景。

前言 想象之事 这个前言说的是混沌系统的自发秩序。如果你觉得这听起来有点儿可怕，我不会怪你，因为你可能认为自己将阅读的是一本教育方面的书。但是请相信我，这两者是有关联的—— 一个奇怪的关联。如果你觉得前言扯远了，不妨跳过去直接阅读第1章。但是，等你读完全书后，我可以请你回过头来读一读这个前言吗？那时你也许能发现它的意义。 你可以想象任何事情。你可以想象鱼缸���的鱼着火了。你想象的东西其实并不存在，它们只是存在于你的大脑里。 假如你想象的东西在现实中确实存在，那怎么办呢？想象能否成为如眼睛一样的器官，一个能够穿越过去、现在、将来，看透很多现实的器官？ 在思考因果关系的时候，我脑中闪过了一个念头。因果关系只能从过去走向现在：因总是在过去，果则总是在当下。可是为什么总是先有因后有果呢？可以先有果后有因吗？ 这听起来有点儿荒谬，所以我和同事苏佳依（Sujai）做了一个实验。 很多年前，我们试图建立一个时间对称的因果系统。在这个系统里，事情的发生既是因为之前发生的事，也是因为后来发生的事。有时，这也被称为“逆因果”（retrocausality）。我更喜欢“时间对称”这个词，即因可以在果之前和之后存在。 这是个简单的电脑程序实验。我们在屏幕上画一个点，并制定一些简单的规则，看看这个点会发生什么变化。这个点到底会发生什么变化，取决于它的左邻右舍。例如，如果一个点的左右都有另外一个点存在，那就显得过于拥挤了，这个点就会立刻消失。如果这个点的四周没有任何点存在，就显得很孤单，它的两边立马就会出现两个点。我们制定了四条这样的规则（如果你不介意的话，我称之为生与死的规则）。因此，根据前面各点的时间步，就可以计算出每个点的位置。 这样的系统在计算机科学中被称为“网格自动机”（cellular automata），它们已经存在了相当长一段时间。这些系统是高度互联的，任何一个点发生了变化，都会对其他点产生影响，而这些变化又会改变一开始触发这个过程的点。 这种相互关联的系统在物理学和数学中还有另外一个名字——“复杂动态系统”（complex dynamical systems）。之所以称其为“复杂”，是因为它们是交互联结的；之所以称其为“动态”，是因为一切都在变化之中，而每一个变化又会导致更多的变化。这是一种混沌的变化之舞。 下面是阿拉斯加大学给出的权威定义： 复杂系统的特征是，各部分之间的非凡互动，使得整个系统的行为不等于各部分之和。例如，大脑中的耦合神经元、气候系统中的冰-海洋耦合，以及固体、液体或软物质中相互作用的粒子。两个钟摆的耦合行为，无法从一个钟摆运动的物理学角度去理解。复杂系统对微小的扰动（混沌）非常敏感，表露出违反直觉的行为，如随机事件引发的稳定，以及无法预测的系统崩溃。（Wackerbauer，2010） 复杂系统会出现“涌现行为”或“自发秩序”，比如鸟的聚集、龙卷风的形成等。当复杂系统从混沌走向有序，我们称之为“自组织系统”。它将贯穿本书的始终。 现在回到我们的实验。 开始实验时，我们只是在屏幕底部画一个点，然后运行程序，屏幕上就充满了漂亮的三角形，但是我们并没有在程序里加入制作三角形的命令！ 在这个系统中，每一步都是根据前一步的点构建的。未来是一片空白，并在根据过去各步创造未来各步的过程中，逐渐被填满。那么，如果未来不是一片空白呢？如果未来已经有内容了怎么办？我们为系统提供了这样的情境：未来的时间步中已经有了一个图像，就好像未来已经存在一样。我们在未来的点状世界里插入一张笑脸，然后再次运行程序。那些点一旦与未来相遇，就陷入一片混乱，没有意义，杂乱无章。之后…… 突然，这个混乱状态消失了。屏幕上盯着我们的不只是一张笑脸了，而是三张笑脸！那些点已经创造了它们想象中的未来。 如果你想更多地了解这个实验，可以阅读我们发表的文章（Mitra &Kumar，2006）。 这些笑脸去了哪里？又是怎么回来的？也许它们哪儿也没去，只是分布在整个系统中；也许它们没有回来，而是获得了新生。也许，我们没有提出正确的问题。 当然，这仅仅是计算机模拟，它与现实生活有什么联系呢？我发现确实是有联系的。在大自然中，这种颠倒的因果关系比比皆是。 在平静的水面上，水分子通过分子力相互连接。从一个很小的高度落下的一滴水，便可以打破这片平静。 水滴落入时，涟漪产生了，并向外扩散，然后又向内聚拢。水面隆起，甩出一滴水，简直跟原来落入的那滴一模一样。这就好像一段记忆变成了想象中的未来，在这个未来中，一滴水，与原来的那滴一样，再一次落入水中。掉落的水滴去了哪里？又是怎么回来的？ 此时你可不要将这个“回归”混淆成那个所谓的“水记忆”理论。我不是在说水能记住事物。我是在说，掉落的水滴在水中散开，又以自发秩序的形式重新出现。 如果未来是“存在”的，那么它实现于系统的现在和过去。相反，如果想象中的未来实际上并不存在，而只存在于想象者的大脑里，那么我们并不是在谈论时间对称的因果关系，而是“向前和向后的因果关系”。但是这两者之间只是在语义上有细微的差别。 弹出水面的水滴显然不是之前落入的水滴了。不可能是。毕竟原来那个水滴已与水体混合在一起了，就像我们模拟实验中融入其他小点中的笑脸一样。 因此，那个重现的水滴和那些重现的笑脸，是由相互关联的水分子和我们模拟实验中的点所创造的，是在原来干预下的“转生”。我想不出一个更合适的词来描述这个诞生于系统的“东西”了。 在**条件下，“转生”的水滴与原来落入的水滴会完全相同。 因此，水能够记忆吗？这在现在听起来十分荒谬，无论如何，“记忆”这个词对人来说，有太多隐含意义。 但是，如果水是一个相互连接的系统，就像实验中的网格自动机一样，那么我们就很容易看到，落入的一滴水是怎样被“记忆”和复制的。这不是什么魔法，只是复杂动态系统的特性而已。 假设落入的不是水，而是除水以外的其他东西——许多人都拍摄过它们落入水中的慢动作。我在麻省理工学院找到了一个视频，是由一台很好的摄像机拍的。这个视频显示了一个管状金属物体落入水中的画面。 水体抛出的水柱，就好像管状物体的翻版！不完全一样，但是像得出奇。这一次我不能再称其为“转生”了，因为它是不同于水的金属。我想称其为“幽灵”。 这样说来，水分子能复制它们“看到”和“体验到”的东西吗？这个机制是否与我们网格自动机实验产生分形图像的机制一样呢？ 按照万有引力定律，想象一下空荡荡的宇宙中只有一个物体。如果该物体开始移动，它就会一直移动；如果它一开始是静止的，它就会保持静止。这是很简单的道理。 现在我们往里面添加一个物体，这样就得到了一个双体系统。这两个物体在移动时相互牵引，有时候相互碰撞，有时绕着对方转。随着时间的推移，我们可以**计算出它们会发生什么。我们可以解决这个双体问题。 现在让我们添加第三个物体，那么就得到了一个三体系统。这三个物体在移动时会相互牵引，结果形成一个复杂的、动态的、混乱的舞动。此时我们无法用数学来预测，也无法解决这个三体问题。对物理学家和数学家来说，这是一个古老的难题。他们称其为“多体问题”。 我们不知道复杂动态系统在做什么，以及如何做。 我们与此相同吗 大脑中相互连接的神经突触能感知并实现未来吗？实际上，连接极其紧密的互联网能够“看到”和复制未来吗？如果我们的大脑是复杂动态系统，就像网格自动机实验所显示的那样，那么它们无疑会显现出同样的行为。互联网也是另一个复杂的相互关联的系统，那么它也能够实现未来。 当你在网上发帖或推文时，你发的信息会使与你关联的人发的帖子或推文内容产生微小的变化。这些变化又会影响你后面发的帖子或推文，如此循环往复。整个系统会陷入混乱，直到自发秩序出现为止。我这不是在猜测，任何与复杂系统打过交道的人都会体验到这一点。我们只是不知道如何计算这个系统的走向以及*后的秩序——我们还没有这样的数学方法。 作为一个系统，我们的大脑或互联网是由数以亿计的部分构成的，每一个部分几乎同时作用于彼此。互联网不就像一个大脑，一个很大的大脑吗？拿大脑来说，整个神经元网络的功能超过其各组成部分的总和。我们的头脑似乎不仅仅是物理意义上的大脑。互联网也有头脑吗？就像不能问互联网在哪里一样，我们也不能问头脑在哪里。网络确确实实存在着，但它并不存在于什么物理空间。也许“头脑”“意识”或“学习”是我们还没有意识到的自发秩序？对此我们尚不得而知。 如果我们是多体系统的一部分，而这个系统的变化取决于它的过去和未来，那么想象就是客观存在的，只不过是以一种颠倒的奇怪方式呈现。而我们的存在，也将依赖于我们想象未来的能力。 在本书中，你也许可以一瞥由这种互联所引发的学习的未来。 在杰里·罗斯韦尔（Jerry Rothwell）的纪录片《云端学校》（The School in the Cloud）的片段中，我谈到了我们在自然中发现的复杂动态系统，你不妨看看。 谁想了解学习的未来 我知道，世界上有成千上万的教师对学习的未来非常感兴趣，因为他们的工作在不断变化和演进。诚然，也有一些教师并不感兴趣，因为他们认为学习还会一成不变。我希望他们也能读读这本书。 家长想知道，面对学习的未来他们可以做什么。许多家长很困惑，因为他们看到孩子们跟以前不同了，他们处于不同的时代。 教育***——那些领导教学组织的人在寻找答案，他们或许能在这本书里找到。他们应该也想知道自己所在组织的未来。 那些试图解答与学习有关的大问题的研究者们也会喜欢这本书。什么是学习？它为何出现？它是如何运作的？又会发生什么？ 政策制定者、政治家、行政官员——那些为这个星球创造未来的人需要了解，在未来世界里，学习可能会变得面目全非，“知”本身也许并不像我们所认为的那样。 工程师和建筑师需要了解如何设计未来的学校。 技术***也要了解学习的未来，因为他们的生计完全依赖于未来。是什么技术将把我们推向学习的未来？又是什么会将我们拉回过去？ 我们不能忘了学习者自己。对他们来说，学习的未来决定了他们的生活，对他们的影响*大，而讽刺的是，他们才是塑造那个未来的人。 我们每一个人都离不开学习，我希望接下来的内容会对大家有所助益。 序一 在一张纸上画一个点，再制定一些简单的规则，你就会得到一个全新的教育模式，这一模式能够真正改变任何处境下的儿童。如果你觉得这不可能，那么在阅读本书之前，你还需要打开思路。与其改造我们已知的教育，使之适合印度贫民窟乃至所有教育环境，还不如从一个简单概念，即一个点出发，来重新思考一番。云端学校的创新之举就是由一个点**而成的非凡旅程，它适用于世界上任何地方，无论贫富。但要想开启这一旅程，你需要有开放的思想和好奇之心。 在西方世界，教育有其定式（Tyack & Cuban，1995；Tyack & Tobin，1994）：一位说个不停的教师、二三十名按年龄聚集在一起的学生、几间设施齐全的教室，以及教材、考试和成绩。学习也有其定式：强调事实、知识和浅显概念；做很多事情，抱很多期望；重视有趣、吸引人的活动，使学生忙个不停。学校几乎没有什么可替代的教学策略，假如学生不想学，学校就束手无策了。正如詹金斯（Jenkins， 2008）的研究所揭示的，尽管有97%的5岁儿童愿意到学校来学习，但到他们小学毕业之时，这个数字就会下降到30%～40%，到了高中才稍有上升。也就是说，每个班上只有5～7个高中生愿意来学校学习。尽管如此，西方学校在**考试和国际考试上都取得了不错的成绩（这些考试更偏爱“博闻强识”），而且有足够的证据表明，许多教师也致力于发展深度学习，培养学生的好奇心，让课堂变得有吸引力（Hattie， 2009）。但是这样的模式不仅花费高昂，而且在培养专业教师以及学校***上也需要很大的资金投入。因此，在那些不具备这样的资源，且缺乏学校教育传统的**，学生还有什么机会呢？等到建好这样的学校，再提高学生的学业成绩，这来得及吗？ 这时，苏伽特·米特拉出现了。他提出的问题并非我们怎样复制西方的成功（或别的东西），而是我们如何利用现有的技术构筑一种全新的教育。他将一个想法变成了“墙洞实验”，而“墙洞实验”又发展成“云端学校”。对于这个“洞”和这片“云”能够成就什么，他有这样一个愿景：我们不应抱着期望拭目以待，而应精心策划、逐步推进，既要教事实和知识，以此来解决问题，也要创造观点，并在观点之间建立联系。我们的使命并非让学生知道得很多，而是让他们了解足够的知识，进而去关联、拓展、发现和创造。两者之间的平衡对上述愿景的实现至关重要。 *近，我们综合了许多学习策略，以便确定哪些策略在何时有效，以及为什么有效（Hattie & Donoghue， 2016）。我们发现，有些策略只对特定任务有效：人们能够获取知识，但不清楚知识之间的联系——反之亦然。浅层认知和深层认知之间的平衡才是关键。我们也注意到，那么多（几乎所有）的教学方法要么只对教授浅层知识有效，要么只对教授深层知识有效。“拼图学习法”是个例外。在运用这种方法时，教师先给出一个主题和几个小话题，并将学生分成若干家庭小组。然后给每一个小组成员分配一个小话题，让拥有相同话题的学生组成专家组，通过探索和讨论来研究他们的话题。等到学生掌握了话题之后，他们会回到各自所属的家庭小组，报告他们的发现。练习结束的时候，每一个家庭小组的成员都能结合自己所在专家组和其他专家组的调查，了解每一个小话题。这样的练习常常以一个统一的活动或任务结束。“拼图学习法”的力量来自浅层学习与深层学习之间的平衡，它能够赋予学生责任感，使他们不仅成为一个学习者，也成为整个学习小组中的关键一员。 这和让学生上网（获取浅层知识），然后要求他们运用获取的知识完成任务又有什么差别呢？（许多过分强调博闻强识的西方教师不愿意听到自己将被互联网取代！）互联网教给学生语言以及提问和搜索的方法，也要求他们学会区分什么是观点，什么是灌输和宣传。同时，它还能让学生通过电脑听很多“英国奶奶”朗读英语故事（不是教学，只是读故事），并与这些“奶奶”积极对话。有了这些技能，孩子们能更好地完成从知识到话题再到问题的过渡。充满好奇、乐于探索，能够识别观点之间的联系，有较强的求知欲，这些正是我们想让所有学生具备的品质。 这种“可见的学习”贯穿本书，始于浅层认知与深层认知之间的良好平衡。要让学生不断评估自己的学习，设定较高的学习目标，关注自己将学什么，而不是将做什么。学生面对的挑战要符合“金发姑娘原则”—— 既不能太难，也不能太乏味（注意在第2章中提到的认知复杂性的六个层级）。要鼓励学生将错误或错误认识当作学习的机会，*大限度地获取和接受反馈，以明确下一步的学习方向。这些策略都能将学习机会*大化，赋予学生学习的力量，*重要的是能够树立这样的目标：让学生把自己看作自己的老师。 是否有证据证明这个模式是有效的，对此我们无法避而不谈。关键是我们如何衡量学生的学习以及他们理解的深度？下一步我们该怎么走？我们如何规划学习，设计出新颖、趣味盎然、开放且吸引人的问题？怎么防止乏味，使学生能够投入富有挑战性的学习？尽管本书的许多信息似乎都涉及印度及其他资源匮乏的地区，但也有许多例子说明，云端学校适用于任何地方。但这需要权力及**的转换 —— 教师必须学会：少讲话；将互联网视为主要的资源（“在互联网上，你未学先知”）；从知识的多少和理解的深浅两方面来评价学习；放弃当下臃肿的课程计划；真正理解学习发生在校园各处，而不是固定的教室；将学生从整齐的座位、上下课铃声、教师“一言堂”，以及繁重的作业中解放出来，珍视每一个学生尚未开发出的巨大激情和潜能。 一位教授讲过这样的故事。他来到一所云端学校参观，那里的上课过程让他大吃一惊、印象深刻，可**结束时，他却宣称：“我得回办公室看看这在理论上是否可行。”是的，还有许多事情要做，但是这本书呈现了一幅成功的图景，突破了人们的预期，而且充分说明，对贫苦学生有效的方法，对富裕学生同样有效（因为往往在富裕**有用的东西，在贫穷**未必有用）。 苏伽特是个有着危险想法的人，他能够强有力地将这些想法连接在一起，而这些想法也许真的管用。享受与他一起待在悬崖边的那种震撼吧，因为在混乱的边缘，一切都有可能发生。 约翰·哈蒂（John Hattie） 澳大利亚墨尔本大学教育研究生院

序一 序二 前言 想象之事 **部分 当儿童遇见互联网 第1章 学习中的自组织系统 1999年：墙洞实验 儿童可以利用技术来学习吗 2007年：盖茨黑德实验 2009年：奶奶云 把赞赏当作教学方法：卡里库潘实验 Skype奶奶 2007—2009年：海德拉巴项目 互联网的运用 儿童的志向 英语的进步 自组织行为 2012年：印度戈萨维瓦斯蒂的阿特拉斯学习** 2010年：关键时刻——全球实施 澳大利亚墨尔本市 阿根廷、乌拉圭和智利 英国达勒姆郡 美国马萨诸塞州剑桥市 第2章 云端学校 TED：传播一切值得传播的创意（我希望如此） 云端学校 阅读流畅程度和理解力 志向评估工具 自信心观察 网络搜索技能 TBT4KA：从互联网获取知识的任务型测试 第二部分 云端学校 第3章 0 号区域：印度西孟加拉邦巴鲁伊布尔的戈查兰 学习和巨大的挑战 结果 第4章 1 号区域：印度西孟加拉邦孙德尔本斯的卡拉卡蒂 结果 第5章 2 号区域： 印度西孟加拉邦西米德纳普尔区的钱德拉戈纳 学习与挑战 第 6 章 3 号区域：印度新德里的卡尔卡基 公立第三男女高中的早期 SOLE 学习 结果 第7章 4 号区域：印度马哈拉施特拉邦萨特拉区的帕尔坦 解读帕尔坦数据 帕尔坦数据的意义 第8章 5 号区域：英国北泰恩赛德的基林沃斯 第9章 6 号区域：英国达勒姆郡的牛顿艾克利夫 第10章 如何创建你自己的云端学校 为什么要创建云端学校 考试时可以使用互联网吗 空间 家具 电脑设备 电源、网络和空调 达斯加拉模式 云端学校的使用 例 1 2011 年中国香港：“树会思考吗？” 例 2 2018 年英国布里斯托尔：“树会思考吗？” 例 3 “重建日本” 例 4 “澳大利亚的物理与气候条件如何影响我们的生活方式？” 设计并提出大问题 当 SOLE 出了差错 例 1 避免让一个学生单独学习 例 2 分配足够的时间 第三部分 未来学习之管窥 第11章 我们从云端学校学到了什么 我们能在多大程度上依赖研究 我们从云端学校学到了什么 利用技术 阅读理解力 网络搜索技能 自信心 第12章 没有教学法是否就是好教学法：*低限度侵入式教育 教育 教育与认知 利用过去 评估 一种不同类型的考试 课程 第13章 云端学校现今在哪里 不确定的未来 云端学校怎么样了 遍布全球的云端学校 从马沙姆到上海 印度果阿邦 英属马恩岛 美国纽约市哈勒姆区 美国俄亥俄州 希腊拉里萨市 印度旁遮普邦 英国布里斯托尔 第14章 推测、预测、预言以及幻想 寻找未来 推测 预测 预言 幻想 自发秩序 后记 云端学校年表 《云端学校》纪录片讨论指南 参考文献 索引