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学而不思则罔，思而不学则殆。
——孔子
让我们一起来思考一个非常基本的问题：教育是如何发生的？
在我看来，教育实际上是一个极其主动地获取知识，甚至是去抢夺知识的过程。老师能够传递信息，还可以帮助并激励学生——这是教育过程中最为重要和美好的事情，但事实上，我们真正做的是教育了自己。我们首先要决定投身于学习之中并致力于学习，这种决心反过来才让我们能够集中精力学习。精力集中不仅能够帮助我们顺利解决眼前的工作，还能在相关的其他方面给我们带来积极的影响。整个学习过程都由学生主动参与，而且每个学生的情况都不一样，这就要求我们承担责任。教育不会凭空发生，也不会在老师嘴唇与学生耳朵之间的空气中莫名出现。教育只会真实地发生在我们每个人的大脑 之中。
这绝不是比喻的说法，而是真切的现实。曾经获得诺贝尔奖的神经系统科学家埃里克·理查德·坎德尔（Eric R. Kandel）在其著作《寻找回忆》（In Search of Memory）中提出，学习实际上是组成大脑的神经细胞发生一系列变化的过程。当某个细胞参与学习的过程时，这个细胞就会生长。这一过程与我们锻炼肌肉的过程虽不一样，但也大同小异。通俗来讲，“接受了教育”的神经元会长出新的突触——这个微小的附属物在神经元之间起到了传递信息的作用。如果活跃的突触数量增加，神经细胞在传递信息时的效率就更高。如果信息不断被传递到大脑的某片特定区域，就会在这片区域集合并被储存。如果我们从不同的角度对同一个概念进行学习并研究与其相关的问题，就能建立更多且更深层次的信息链接。这些信息链接和与其相关的内容交织，共同构成了我们日常所说的“理解”。
在心理学领域，学习意味着我们的大脑完成了一系列活动，即消化信息并用新的方式将概念和已有的知识联系起来，而我们的神经细胞就在这样的过程中发生了改变。
新理解的内容能在大脑中储存多长时间呢？部分因素是在学习过程中，大脑接收新信息时的活跃程度。我想再次强调的是，大脑在学习过程中会发生一系列物理变化，如蛋白质会进行合成、突触的效果会增强等。在学习的过程中，大脑中的许多化学物质会进行合成与分解，并产生电信号，这也是大脑在思考时会消耗很多能量的原因。学习过程带动的神经元越多，学习的记忆也就越生动，记忆的时间也就越长，但大脑中的这些物理变化并不是永久性的。我们所说的“遗忘”实际上指的是随着时间的推移，当初学习时建立的链接逐渐减弱或消失的过程。不过，对于“遗忘”来说，情况远没有我们想象得那么糟糕。正如坎德尔和其他研究人员提到的，我们并不会失去所有已经建立的信息链接。也许在这里用体育运动来类比并不准确，但这种类比能够帮助我们理解：在停止锻炼身体后，你并不会失去锻炼的全部成果，而只会失去一部分，之前锻炼身体所获得的益处仍然存在。
这也是为什么再次接触曾经学过的知识时，你会感到学起来更容易，因为这时，部分神经通路已经形成了。复习还能对第一次学习的内容进行巩固，让大脑中的信息链接尽可能地持续下去。
坎德尔和其他神经系统科学家的发现已经对我们的学习过程进行了详尽的阐述，然而不幸的是，标准的课堂教育模式往往会忽略甚至逃避这些最基本的生理事实。传统教育模式的错误之一就是强调被动学习，而不是鼓励学生积极主动地参与学习。而影响力相同的另一个错误就是，标准化教育并没有尽可能充分地发挥大脑进行联想学习的能力。联想学习指将新学的知识与已掌握的知识联系起来，以获得更深入的理解和更持久的记忆。我们不如花些时间来讨论一下联想 学习。
我们的大脑共有两种完全不同的记忆模式，分为短时记忆和长时记忆。短时记忆不仅短暂，还很容易遗忘，有时我们只要稍微走神，短暂地接触了别的工作或者思考了一下别的问题，短时记忆就会被打断。就拿日常生活中的例子来说，我经常会在洗澡时忘记自己是否已经洗过头了。
与短时记忆相比，长时记忆更加稳定，而且保存的时间更长。当然，这种记忆的效果并不是最完美的。从短时记忆转为长时记忆的过程叫作巩固。虽然脑科学家还没有从细胞层面发现“巩固”这一过程到底是怎样发生的，但他们已经充分了解到这一过程在实际和功能方面的特性。坎德尔曾这样写道：“要想得到长久的记忆，大脑在处理接收到的信息时必须足够透彻且深入，这就要求大脑在处理信息时集中精力，并且要将这一信息有意图且系统性地与记忆中已经完善的知识联系 起来。”
换句话说，如果我们能够将新信息与我们已知的信息联系起来，那么就能更容易地理解并记住新信息，这也就是我们能够轻松地背诵一首诗，却很难记住一串等长但毫无关联的字符的原因。我们能够将诗中的每一个词与大脑中浮现的画面或原有的记忆联系起来，还懂得诗歌的韵律，了解它与我们原有记忆之间的联系。即便这种了解存在于潜意识中，我们也能轻松地背诵一首诗。在这种记忆方式中，大脑处理的不是独立的信息，而是具有逻辑关系的很多信息，这让我们能够着眼于整体，轻松地记住新信息。
似乎每当采用这样的记忆方式，大脑的能力就能被发挥到极致，尽可能长久地记住新信息。当然，这也意味着最有效的教育方式就是将课程的前后内容相关联，并且注重不同概念之间的联系。可惜的是，标准化的课堂教育模式正好背离了这一原理，其中最明显的一点就是以非常随机、毫无根据的方式人为地将原本相关联的课程进行了划分。遗传学被归入了生物课，而概率这一概念被归入了数学教育，然而遗传学实际上是对概率的应用。同理，物理明明需要应用代数和微积分，它却与这两门课程脱节，成了独立的学科。化学与物理也是两门相互独立的学科，但它们研究的现象中很多都是相同的，只不过研究角度不同罢了。
这些划分限制了学生的理解，让学生对世间万物运行规律的理解产生了偏差。如果能让学生们了解物理中的接触力实际上是化学中电子间互斥力的一种表现，不是能帮助他们更好地理解吗？如果代数中的知识能与实际生活结合起来，这门学科难道不会有趣得多吗？比如让学生计算在落水时腹部接触水面时的速度，或者身处质量是地球两倍的星球时自身的体重。我们可以想象，如果已被普遍接受的计算机科学能够与仍然存在争议的进化学相融合，这种有趣的“异花授粉”现象会鼓励学生利用编程模拟生态系统中物种的差异和竞争关系，那么他们或许能收获更多知识。
世间存在着无限的可能性，但在我们现有的教育体系中，面对已有的学科划分，这些可能性很难变为现实。即便在已经“瘦身”的小班教学中，课程内容也被分成了一个个独立的章节，各章节之间的连贯性被完全切断了。比如在学习代数时，学生们不仅要记住抛物线顶点公式，还要记住二次方程，而在另一节课中，他们或许又要碰到“平方”这一概念，但这些公式和概念背后所遵循的数学逻辑都是一样的，为什么不将这些知识点融合在一起，作为同一个概念的不同方面来教给学生呢？
我并不是在吹毛求疵。在我看来，像这样将概念进行随意划分会对学生学习的深度和记忆的程度产生深远而又关键的负面影响。学生的学习状况之所以会产生差异，实际上是因为有的学生掌握了不同概念之间的关联性，而有的学生没有。后者或许能在考前记住公式并应付考试，但在考后的一个月内就会完全忘记之前所学的内容；而前者不仅掌握了知识点，而且能够在十几年后在实践中应用知识。
这种碎片式的教育方式不仅出现在数学和自然学科中，在人文学科中也屡见不鲜。就拿历史这门课来说，在历史课本中，拿破仑战争和路易斯安那购地案分别被安排在了两个不同的章节之中，然而这两个事件实际上有着紧密的联系：拿破仑将路易斯安那州以如此低廉的价格出售的原因只有一个，那就是他当时急于为在欧洲战场上作战的军队筹集资金，而且法国海军在随后的特拉法加海战中也以失败告终（也就是说，即便他不想出售路易斯安那，在战败后也会失去对它的控制权）。但孩子们从老师那里学到的是什么呢？在美国的学校里，老师可能会告诉学生，托马斯·杰斐逊（Thomas Jefferson）做成了一笔不错的买卖，但学生却不知道为什么美国在与拿破仑谈判时握有更多筹码。历史事件本是相互关联的，世界万物之间本来就存在着千丝万缕的联系，但教科书却没能帮助学生体会这一点。
我们关注点的错误导致如今的课堂分类和教育方式刚好适合一节课的时长，然而这样的分类和教育方式却会让学生无法将所学的知识联系起来，因此也无法借助记忆的生理特性获益。传统教育模式毫无道理地将课程进行了同等的划分，将一门课程分成好几个部分，仿佛这些部分只存在于真空中，与外界事物毫无关联。老师花上一周或者三周、六周的时间单方面地向学生灌输知识，然后进行测验，之后就进入下一个阶段的学习。在这种教育模式中，也难怪许多学生会发现，在测验之后，他们基本就把所学到的知识忘光了。
不过，这种遗忘理所当然会发生。他们最新学习的内容本来能够与以前学过或正在学的其他内容产生联系，有助于他们理解新知识和记忆旧知识，但老师在课堂教学中却没有特意指出这种联系。而且老师并没有让学生充分地认识到掌握某个知识点的重要性，学生不知道掌握一个知识点能帮助他们在接下来的学习中获得更为深入的理解。简而言之，如果一个知识点就像一份精美的礼物一样被封好、包装完毕并系上了蝴蝶结——如果老师向学生传达的信息是某个知识点已经学完了，那么学生何必费心记住它呢？
在逐渐建立起自己的教育方式的过程中，我的主要目标之一就是改变这种细致划分的趋势。在我看来，一门课程永远没有学完的时候，任何一个概念都可能与另一个概念相关。知识似青山连绵不息，思想如河水奔流不止。
举例来讲，可汗学院有一种教学工具，叫作知识地图。2006年时，我的学生只有我的弟弟妹妹们，此外还有一些朋友的孩子。我感到自己很难追踪到他们每个人的进步，于是便为不同的知识点设置了大约能生成60个问题的程序。我先画了一张知识点结构图，解释了哪个知识点在前、哪个知识点在后，然后编写了一个程序，通过它将这些问题串联起来，自动给学生分配新的练习。第一次使用这个程序时，我感到效果真的很不错，而且我的弟弟妹妹们似乎也很喜欢看到这样一幅囊括了所有知识点的“地图”，这个程序很受他们欢迎，后来也成了可汗学院软件平台上的核心组成部分。这张“地图”强调了知识点之间的关联性，让学生直观地了解到自己学到了什么以及将要学什么。我们希望这张“地图”能够鼓励学生按照自己的选择来学习，他们可以跟随自己的想象力自主选择在“地图”上向前走、向后退或者向两旁移动。
不可否认的是，这种学习方式通过一种曲折迂回的逻辑让我们重新回到了之前提过的一点上，即学生应对自己的学习负责。
既然学习与大脑中的物理变化有关，知识并不是简单的线性关系而呈现出逐渐深入的网状结构，那么我们自然会得到这样一个结论：任何人在接受教育的过程中所使用的思维方式和所走过的路线都是不同的。
然而，讽刺的是，一个新的问题出现了。我们或许可以将课程标准化，却不能统一每个学生的学习过程。每个人的大脑都不同，在庞大的知识体系中经历的求知过程也不同，即便最严谨的标准化考试也只不过是粗略地检验了学生对某个知识点的掌握程度，而每个学生理解这些知识点的方式又各不相同。此外，学习过程中的个人责任也会因为每个学习者独特的学习方式而有所差别。