“这是我最喜欢的练习。”马修·卡本特说，我目光越过他肩膀在他的笔记本电脑屏幕看到了这位五年级的学生正在考虑的数学问题 。是一道反三角函数题：COS -1（1）=？。
在短暂思考后，卡本特点击了“0度”这个选项，很快，电脑反馈回答正确。然后，又自动产生另一个问题，就这样一个又一个，直到在短短几分钟内，连续完成了10道题。目前为止，他已经疯狂地完成了642个反三角函数问题。“我花了好多时间才办到”他说，样子有点腼腆。
卡本特是加州的洛斯拉图斯地区一所公立学校圣丽塔小学的一名小学生，按理还没到学习反三角函数的层次，即便是在最好的学校也没法如此超前。事实上，在该校的小学五年级，数学课的内容应该是简单的分数、小数和百分比。据他的老师卡米•劳德森解释，正常情况下学生要到高中才需要学习反三角函数，不过也有例外。
教师用罕学院翻转课堂
从去年11月起，劳德森开始在班上使用了罕学院（Khan Academy）的视频教程。罕学院是一个教育网站，就像它宣传的那样，旨在“让任何人学习任何东西，且是免费的。”学生或任何上网的人，都可以观看网站提供的2400多个视频。该网站的创始人，萨尔曼·罕，巧妙的讨论着数学，科学和经济学。这些视频浓缩着知识的精华，通常7至14分钟之久，由罕一边手写公式和图表在屏幕上演示，一边讲述一个数学概念或解释如何解决问题。就像绿野仙踪一般，罕一直在幕后从未出现在自己的视频中，视频只有罕的声音和一些手绘方程。除了这些视频，该网站还提供具有自动生成练习题和奖励机制功能的软件。如果正确回答一系列问题，或者说达到了相应的数学水平，就会得到类似于电子游戏中的徽章奖励。（卡本特已经把52个数学地球徽章收入囊中，这需要很多小时的辛劳学习才能办到，他的同学们都非常的羡慕和敬畏。）
最初，劳德森以为罕学院可能仅仅是日常教学的一个有益的补充。但情况很快超出预期，她现在用自己的方法“翻转”了以前的课堂教学方式——学生可以在家看罕的视频以替代她的一部分讲解；然后，在课堂上，他们把精力集中在练习题。这个想法颠倒学校正常的教学安排：孩子们用课外时间观看讲解，在学校时间做家庭作业。劳德森承认，这听起来不可思议。但这个翻转是有道理的，因为学生在做功课遇到困难时，最需要找人解惑。而此时劳德森就在身边——罕学院教师提供了一个应用程序界面，让教师能看到学生被问题卡住的瞬间——正好能帮到他们。
“我能够在需要的时候给予具体的、针对性的帮助，”她说。
课堂被翻转后，劳德森的学生们在按自己的进度学习。每当完成相应内容并准确无误的回答了问题后，罕学院的网站会自动推荐新主题让他们继续学习。如外科手术般精准的指导，使卡本特这样优秀的孩子如火箭般遥遥领先；另外班上有一半以上的孩子也超前学习了代数和几何的内容；甚至连一些极差的孩子也正在改善——在年终测试中她的学生只有3％被列为平均或以下，相比中期的13％有大幅下降。
罕学院破解1对1教学难题
多年来，很多像劳德森这样的教师都在抱怨面向班级“中等”学生授课——教师站在白板前，试图让全班学生按相同的步伐来学习同样的东西——这种集体教学行为的失败。这样的方式从来没有真正的起作用：因为优生吃不饱，差生吃不下，这会导致班上一半的注意力都不集中。在80年代初兴起了个人电脑，教育工作者们希望这种技术可以解决这个问题，为每个孩子提供合适的定制课程。不过，很多学校已投入了数百万美元以发展先进的课堂技术，但努力似乎都白费了。
萨尔曼·罕的视频并非神物，大多数都是在他自己的小办公室里录制。但他的一些粉丝却认为，罕无意之间破解了面向中等学生教学效果平庸的困境。粉丝中最值得注意的是比尔盖茨，其基金会为罕的网站已投入150万美元。“我一直在寻找喜欢的东西，显然它是如此重要（指罕学院），”盖茨说。他认同罕的做法，表明教育可以真正做到被定制，即在每个学生在需要的时候能得到专门的帮助。
目前，罕学院网站变得非常流行，每个月超过200万用户观看他的视频，连带每秒钟约有15个练习题被完成。罕显然正富有成效的帮助着学生们掌握一些困难且重要的课程内容。
即便如此，我们还是无法清楚罕学院将带给我们什么？不过，像卡米•劳德森老师班上的学习模式正在开始把它的价值挖掘出来。
教师们早就知道“一对一辅导”有效，在1984年，教育学者本杰明·布卢姆就精确指出了它到底多有效。他主持了一项元学习研究：把一些学生从班级抽出，并给予个别化教学的研究。布卢姆发现，给予一对一学习关注的学生比留在正规课堂的同龄人的测试水平超出两个标准差。那么这会有多大的改善？即学生的标准测试成绩从50分飞跃到了98分。布卢姆的研究结果在教育界引起了轰动，但最终他们并没有以此改变课堂教学的基本架构。毕竟一对一教学是出奇的昂贵，什么样的国家可以负担得起一名教师只教一名学生？
“我们一直都知道，一对一是最好的教学方法，只是我们一直没有办法做到这一点。”对此，罕有自己的体会。
罕是南亚裔美国人，是一个朴实而幽默的普通人，但这并不影响他正在创造出的奇迹。罕一直保持着极快的生产效率：网站上每一个视频都由他亲自录制，且每个工作日能完成多达8个新的视频。他的视频教学内容涉及面很广，从简单的科学和数学主题到复杂的社会经济话题都有涵盖。这得依赖于他接受过大量的正规的高等教育，其中包括来自麻省理工学院三个学历（在数学学士学位和计算机科学学士和硕士学位），还有哈佛大学的MBA学位。他还经常涉猎到专业领域外，如编写维基百科、网站、个人图书馆以及参与朋友的课题研究等等。
罕从来没有打算成为教育革新者。在高中便展现数学天赋的他，最初希望成为理查德·费曼式的理论物理学家，后来他发现自己更可能在计算机领域有一番成就。不过，罕于哈佛商学院毕业后，还是去了沃尔资本对冲基金工作，在那里他研究固定资产投资。在沃尔，他学会了如何快速适应自己不熟悉的领域。他的老板丹·沃尔发现，罕在培训初级金融员工时有自己独特的教学方法。“他有很好的天赋和奉献精神，这在竞争激烈的华尔街相当难得。”这是沃尔对罕的评价。
接下来，他与教育的故事便开始了。在2004年，罕的13岁的侄女，住在外地的纳迪亚，请他辅导数学。罕通过电话给纳迪亚讲解，同时为了阐述的更清楚，他还利用雅虎通的涂鸦功能来图解数学概念。但当他们不能同时在线时，他就在Windows“画图”工具上书写讲解，并录制成教学视频，然后放在Youtube上让纳迪亚自己去看。
有一天，纳迪亚告诉他，她不想在电话听他讲课了，她只想看他的录制的视频。为什么呢？因为这样，她能根据自己需求多复习几遍视频，并能随时跳过会的内容，着重学习不懂的地方。“相对电话辅导，她更喜欢看视频教学”罕似乎也没想到。
罕灵光闪现，他意识到，补习是减少学习的障碍，而不是找个人在旁边监督和控制自己。纳迪亚在自己控制听课进度的时候学习得更快。“最糟糕的时候是，当你学习时，总有人站在你身边问‘你做完了吗’”罕理解到了侄女的做法。
罕发现，美国数学教育现状非常糟糕。当他开始辅导其他几个侄儿时，他不安地发现，孩子们掌握的基本知识很不牢固。即使在简单的除法问题，他们都没办法迅速的做出回答。罕想让孩子们重新从简单的开始，让他们重拾自信，接下来才能开始更难的学习。
罕决定从训练入手。他用java编写自动练习软件。如果他们能连续回答对10个问题，软件就会把他们带入下一个较高的水平继续解决更难的问题。虽然罕并不熟悉教育学术语，他正在实施的就是经典的“掌握学习”——在推进到新的学习之前要求学生证明他们已经掌握了所学内容。
好事传千里。不久后，罕发现，成千上万的人在YouTube上观看他的视频。包括一些被物理所迷惑的学生，以及想重新获得大学学历的成年人。罕开始越来越多的关注他的网站，为了制作新的视频和互动习题，他时常熬到午夜。粉丝的电子邮件蜂涌而至，他们的强烈关注让罕非常吃惊。
“你使我认识到，当学习材料被放到正确的地方，任何人都可以它来学习，”即将进入宾夕法尼亚大学的19岁的汤姆·布兰纳在邮件中写到。当布兰纳的数学下降到C等后，是罕发布的视频拯救了他，并帮助他通过了最终的高中测试。“我一直被‘圆’的课程内容所困惑，教科书基本上帮不上忙，”布兰纳说。“自从我看了你的视频后，一切都迎刃而解。”现在这位年轻人正计划攻读计算机科学学士学位。
2009年，罕决定把他的业余爱好变成一个全职的工作。辞职后，他成立了一个非营利性机构，并得到了硅谷投资者约翰·杜尔的妻子安·杜尔的小额捐赠。人们的需求猛增，看他视频的人越来越多，罕也在他的小办公室快速的制作更多的视频。
在去年夏天，令人意想不到的事情发生了。罕收到正出席在“阿斯本理念节”的约翰·杜尔的短信：“比尔盖茨正在台上谈论你的视频。”罕立即打开现场的在线视频观看盖茨的演讲，一个他素未谋面的人正在为他唱赞歌；盖茨还透露，自己的孩子们也正在使用罕学院视频来帮助学习。不久后他与盖茨会面，收到了来自比尔和梅林达·盖茨基金会150万美元资助。后来谷歌也赞助了2百万美元。
| “数学真的很难！”盖茨对记者说。他的基金会调查过失业状况，发现数学是就业的一个重大的绊脚石。因此，盖茨认为数学教育非常重要。 在众多YouTube上的流行的教育视频中，罕的视频无疑是最独特的，因为它非常实用：它目的是帮助人们掌握基本的知识，比如在小学和高中遇到的实用方程。传统上，这些视频可能枯燥而难懂。但罕设法让他的课在轻松的氛围中进行以保持学习者的参与。他说，这种轻松的方式不是装出来的，这是他认真准备的结果。他从来不写了一个脚本。他只是研究一个主题，直到他认为他可以即兴的讲解它（这样的准备随时随地进行着，如果是熟悉的代数10分钟即可，若是有机化学则可能会花近一周）。罕也从来没有对视频编辑过，要么一气呵成完成讲解，要么重做整个事情直到它满足要求。 罕怀疑有某种力量，隐藏在他从来没有亮相过的视频中。事实上在视频中唯一能看到的是他用手书写，并缓慢地填满整个屏幕。“这种方式，它似乎并不像我站在讲台上为你讲课，”他说，“它让人感到贴心，就像我们同坐在一张桌子面前，一起学习，并把内容写在一张纸上。” 当你听了很多罕的东西，就会觉得商业教育公司出品的教学视频中的声音生硬而虚假。在电脑上，罕翻出了一个关于钠钾泵如何在细胞膜中工作的YouTube视频。随着视频的播放，节奏单调的女性的旁白充满了他的办公室，让人倒胃口；老师居高临下语气就像她的学生都是白痴。“我的意思是，我无法集中精力听一分钟这样的课，”他说。 好多学生也指出，罕把隐藏在数学问题中的步骤解释得非常清晰——而这恰是被学校教师所忽略的环节。他有一种不可思议的能力居住在渴望学习的人的心中。“这真是超令人难忘，萨尔讲解得这么棒，”盖茨对此也赞不绝口。 罕学院系统成为课堂教学工具 去年11月，罕学院做了一个跳跃，从一个热门网站变成真实的课堂教学工具。罕与洛斯拉图斯地区学校合作，在该学区五年级和七年级尝试使用罕学院的学习控制系统。 罕认为，他可以为教师们提供学生在怎样学习的新视角。他设想的学习控制系统能跟踪学生学习的个人统计，即能显示学生观看过多少视频，回答了多少的问题，错的或正确的是哪些。通常情况下，教师们是用测验、作业和自己的观察，揣摩他们的学生学到多少。但它是一个粗略的过程。日复一日，就很难知道一个学生是不是在学习。罕说，有了这个控制系统就这一切将得到改观。 在2010年的秋天，用谷歌和盖茨注资的经费，罕聘请了一名程序员本·卡蒙斯，和一个设计师贾森·罗塞夫。罕并没分配给他们其他事项，而是让他们专注于学习控制系统的开发。各种功能的测量应用在商业世界里司空见惯，不过，两人并没想到，他们的软件还是让教师们吓一跳。“我们会去收集一些数据和制作图表，每次老师们都交口称赞，”卡蒙斯说，“这并非是什么复杂高深的技术。但他们完全惊呆了，仿佛之前从未有过。” 其中令人印象最深的是，在加州洛斯拉图斯区的伊根初中的七年级数学老师考特尼·卡德韦尔。当我来到她班上，她把我拉到她的笔记本电脑前，向我展示了她对孩子们学习的统计。她一边快速的翻阅着屏幕上的彩色图表，一边说明什么科目孩子们正在学习，他们观看了多少视频和完成了多少习题集。该软件还告诉老师学生在家里学习了多少分钟。 “噢，我的天哪，”当她查看到一个学生的帐户时，她突然尖叫起来。“克雷斯托夫，他在学习方程组？”显然，即使在该系统运行了近5个月后仍然让她感到惊喜。从数据显示，学生进步神速似乎在冲刺，在一两天内就掌握了几个新的课程内容。 卡德韦尔正在把这套学习控制系统运用到她任教的其它班级，用以帮助一些学习有困难的学生补习数学。其中一些来自移民家庭，家长不会讲英语，以至于不能帮助孩子的功课。去年秋天当她的七级学生入学时，一些孩子几乎只有三年级的数学技能。但是仅过半年，卡德韦尔看到了惊人的结果：这个班的考试成绩提高106％以上。 借鉴其它软件的思路，罕的团队为练习软件增加了类似于游戏中奖励机制。他们想出了一个办法，用徽章来奖励孩子们参与竞争。看到游戏化奖励机制激发了学生巨大的学习动力，洛斯拉图斯区的老师们惊讶得几乎目瞪口呆。当我参观圣丽塔小学五年级凯莉·拉弗蒂老师的班时，教室中有很多孩子围着笔记本电脑，检查彼此的最新战绩，并尝试帮助对方不明白之处。拉弗蒂指着一位正在完成除法问题的男孩，“他做了大约500个乘法问题，”她说，“我并没要求他做这么多。仅仅是因为有趣的事情在激励着他们。”她注意到，一名学生曾在家里完成练习软件上的问题，从前一天晚上的午夜熬到凌晨2点。 |
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罕学院应对质疑和挑战
当然，并非所有的教育工作者都迷恋罕和他的网站。资深教育顾问盖理·斯塔格，一直倡导笔记本电脑在课堂上使用，但他认为罕学院并非在创新。他说，视频和软件模块，只最古老教学技术——讲课和训练的高科技版本。学校已成为“乏味测试的准备工厂，”他说，“罕学院是在迎合这种可怕的趋势。他的做法支持了这类的‘学校超过一切’的哲学，他们不会怀疑学校的一切，他们也不会挑战任何内容。”斯塔格钦佩罕努力提高教育质量的事实，但他说，有研究表明，那些在数学中挣扎的孩子并不会被一个视频帮助到。
西尔维亚·马丁内斯，一个专注于课堂技术的非营利性组织的总裁，他说，“他们正在做的事情真的只是死记硬背。”马丁内斯认为，所谓的“翻转”课堂，并非一个全新的想法，她怀疑这种做法对大多数孩子来说真的有用：如果他们无法理解在课堂上的讲解，当他们回到家中通过视频学习估计也难更好地领悟。
对罕的批评大多来自“建构主义”。该学派认为，孩子们对数学失去兴趣，是因为学校经常教一堆机械的规律，让学生来解决与生活脱节的问题。建构主义认为更好的办法是给孩子一些活动，让他们自己发现数学和物理的规律——比如，让他们使用适合孩子的编程语言，像Logo。“在学生探索的过程中，学习也在发生——而这个过程没有捷径。”马丁内斯在博客写到，“盖茨和罕声称他们正试图重组课堂，但他并没有做到。”
正如你的想象，罕激烈回击了说他是促进死记硬背的批评。“恰恰相反”，他说，越多的教师翻转他们的教室——让学生在家看他的讲解视频——就有更多的时间释放出来用于在上课期间开展创造性活动，如艺术，游戏，或集体头脑风暴更抽象的东西。“你实际上解放了课堂上，让它更加人性化，”他说。他不同意建构主义的看法：除非他们自己发现每一项规律，否则学生将不能真正理解数学。“艾萨克牛顿不会发现微积分，如果他没有学习过代数教科书。”盖茨更是尖刻：“这是胡说八道，如果你不能做乘法运算，告诉我，你能对社会做什么贡献？”
罕的网站的另一个限制是，训练软件仅能处理答案是明确对或错的科目，比如数学或化学。罕的视频很少涉及答案模糊的“灰色区”科目，比如历史。("灰色区"指介于对和错之间的范畴)
不过，罕和盖茨都承认没有简单的方法来自动化的教写作。即使题目和数学问题一样仅是对和错的答案，学生在测验中的成绩同样糟糕。罕认为在线教写作的方式之一是同侪审查——孩子们上传自己的作文，全班都可以阅读和评论。（事实上，许多教师，已经做到这一点。）在未来一年左右，他要发布罕学院的社区功能，在社区中学生可以书面形式帮助对方。他设想学生张贴他们解决不了问题，可以随时从来自世界各地的学生或教师那里得到指导；那些提供最好的帮助回答会被“顶”起来。
即使罕是真正的解放学生，让他们按自己的进度学习提高，但目前尚不清楚学校能否应付过来。年级的概念意味着学生群体按统一的步伐前进。那么，会发生什么情况呢？五年级的孩子，由于使用罕学院，他掌握了高中三角函数和物理，但仍然得像一个普通的10岁孩子一样学习写作、历史和社会课学习？这是罕的程序员本·卡蒙斯从一位看过罕学院介绍并喜欢这种理念的教师那里听到的。不知道“禁止成为超前学生”的现实是否可以改变，这正是关键所在。
是什么在改变着教育
罕的成功以及他高科技宠儿的身份，让他加入了对学校进行改革的激烈战争中。但罕反对我给他贴标签。他说，他对公立学校系统没有什么特别的敌意。事实上，他在洛斯拉图斯区的经验已经表明：公立学校的教师，也可以像其他人一样创新。“不要叫我教育的改革者，好吗？”他说。“我们并不想参加与政治关联的斗争。我们只试图建设有益的东西。”
罕似乎并不关心他是否改变了学校系统，他也不想改变教育机构的教学方式，他要改变的是人们的学习方式。但是罕也不希望学校系统及其拜占庭式的标准来决定他与他的网站，同时他也不想罕学院沦为商业化的教育公司。目前罕的团队增加到13人，他们正在把视频翻译成10种语言。他希望这些视频能让全世界需要它的人受益。
碰巧的是，有些从没听说过罕学院的教师已经在执行萨尔曼·罕的一些想法，他们在使用各种在线工具翻转他们的课堂。这一切或许正给予着我们一些启示......本文编译自《连线杂志》