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2010年9月10日 星期五

論學懂

念書考試,很多人都會。
念書,考高分,會的人就比較少了。
念懂書,把知識變成自己的,那就更少人會了。
我有時候會覺得,念書念懂其實是一個滿抽象的概念,特別是對那些把書念完之後,考試就可以考得不錯的人而言,可能更是如此。
我都已經考90分了,怎麼可能不懂?
但我自己的感覺是,把書念懂,和把分數考高,其實並不是完全一樣的兩回事。
通常,對於資質不錯的人來說,要把分數考高,其實只需要很認真的不斷練習與努力的記憶就可以了。而為了考試不斷的練習與記憶,其實對考高分幫助最大的是速度,而不是深度。以準備biochemistry的考試為例,如果你有好好把biochem給讀懂,給你一點時間讓你去把著名的Michaelis-Menten equation給推導出來,然後解釋它的意義,其實應該不會是太過困難的事情。當然,在沒有特別去記這個公式的情況下,你最後推出的結果可能會和textbook上寫的「標準答案」不太一樣,不過這通常都是在算式整理上的方法不同,或著是取的代數不太一樣,甚至根本沒有取代數。
對我來說,如果你能夠在需要的時候自己把Michaelis-Menten equation給推導出來,也能夠解釋它的意義以及應用,那你就可以算是把這個知識給變成自己的了。可是當你在考試的時候碰到與enzyme kinetics相關的問題,不可能有時間讓你慢慢的思考,先一步一步的把Michaelis-Menten equation給推導出來,然後再慢慢的去解題。這樣做實在太慢,自然也考不太了高分。所以通常大家的做法都是直接背公式,把公式背出來之後開始玩數字,開始把問題變成數學,然後把題目給解出來。練得更多一點的,可能在看到這個題型的時候就已經知道應該從何入手,所以可以直接跳個兩三步,甚至用看的就把答案給看出來,這樣速度才會快,通常也比較能夠考高分。
在這種情況下,即使你完全不懂Michaelis-Menten equation到底是在說什麼、它那些推導的步驟是在幹麼或著為什麼這題要這樣解,你也可以靠努力的練習把與enzyme kinetics相關的問題給練得滾瓜爛熟,練多了自然就會有那種解題的感覺,於是就能把分數考得老高。就我所知,有不少人考研究所、考聯考就是靠這招狂做題庫法來拿高分的。
可是這樣並不是真正的懂。而且這樣做除了讓你在考場上無往不利以外,其實對於知識的增長,也沒有太多的幫助。不過在台灣升學主義掛帥,考個台清交就可以讓父母趾高氣昂帶著到處去獻寶的社會環境底下,大多數人都不會覺得這樣做有什麼問題。加上我們學校的考試題目實在出得很沒有思考性,即使上了大學,考的都還是那種考試前讀一讀,上考場看題目憑自然反應就可以答得出來、考得高分的題目,雖然美其名叫做申論題,其實也不過是讓學生照本宣科、把課本裡讀到的東西給抄一遍到考卷上而已。在這種情況底下,大家真的很難去檢驗自己到底是不是真的學懂了。
對我來說,要確定自己真的懂了一個知識,那得包含幾個條件。首先,在我讀完了這個知識之後,我可以用自己的方式把這件事情給解釋一遍。用把自己當做老師的方式,把一個概念盡可能嚴謹、完整的解釋給自己聽 (當然你不一定要真的講出來,可以在腦子裡想就好) ,如果有時間的話,能夠寫下來更好,因為寫字的速度比較慢,可以讓你放慢思考速度,緩緩檢視自己推論的邏輯和用字遣詞是不是精確 (但我通常很少這樣做,因為用寫的實在是太慢啦!) 。
在做這件事情的時候,一定要記住剛剛提到的「完整」與「嚴謹」這兩件事。
完整的目的是盡量不要讓自己的知識變成一個一個的小片段,而是一個非常完整的整體。你可以把自己當成一個寫教科書給初學者的老師,你必須盡量讓這整本書的內容變成不可分割的整體,或著至少讓每一個章節裡的內容非常連貫。如果你有努力試過,就會發現這其實是一件非常不容易的事情,你能想的完整程度,通常和你的思考深度與廣度有很大的關係。
譬如當我們在學respiratory system的physiology,最簡單的想法就是從anatomy下手,隨便找一個方向開始想起,例如從pharynx開始,把larynx、trachea到bronchus、bronchiole、alveoli的anatomy和histology先在腦袋裡想一遍,接著想一想這些東西如何構成一個完整的lung,然後再想到在biology上,結構與功能往往是緊密關連的,所以這些respiratory system的components具有這些構造是因為他們要執行那些功能,這些功能和構造之間的連結關係一定要想得非常清楚,這樣才能記得久。
再更深入就是每一個功能背後的underlying mechanisms從細胞層級去思考是怎麼樣達成的,而從分子層級去看又是怎樣運作的,都可以仔細的去思考。細胞層級的運作雖然比較複雜,但應該還是可以思考得到的,分子層級這邊的東西比較就tricky一點,特別是proteins或genes的interactions,有太多signaling pathways和太多不同名字的genes、proteins和RNA參與其中,在正常情況下很難全部都能夠記得,不過那些比較有名的、牽扯比較廣的分子還是可以稍微知道一下,名字記不起來就算了,大概有個概念就可以了,反正那些自己天天要碰觸的東西,自然就是會被記住。
如果你的思考還能夠再更廣一點,那你可以開始想一些比較動態的東西。譬如當我們要呼吸的時候,整個respiratory system是如何act as a whole來達成這個目標,而在吸氣與呼氣之間,體內外的壓力是怎麼樣變化的,我們的身體又是如何去調節他們,這之中牽涉到的物理定律有那些、怎樣運作以及當這些正常的結構與功能失調時,會產生什麼情況以及怎樣的疾病,還有respiratory system的運作對其他的physiological systems有什麼樣的影響、他們彼此間的interactions又是怎樣運作去達成homeostasis的,都是可以思考的方向。
而在嚴謹這件事情上面,要盡量做到的是讓自己在解釋這些東西時沒有太多ambiguous的空間,然後要確定自己的推論是合乎邏輯的,推論的前提與假設也都沒有misleading或著立論點錯誤導致推論方向錯誤的情形。
舉個簡單的例子,當我們在學習holoenzyme與apoenzyme的觀念時,課本一定會寫說apoenzyme是holoenzyme除去了prosthetic group之後留下來inactive的protein部分。但是當你覺得自己已經讀懂,開始要解釋給自己聽的時候,就要去注意像inactive這種詞,就是非常ambiguous的。
什麼叫做inactive?它的定義有太多種了,像是pseudogene失去了biological significance,無法被transcribe或translate成functional proteins,我們會說他是一個被在演化過程中inactivated的gene;講到channels我們說一個channel被inactive通常是指的是它被gated起來了,所以無法再讓本來可以通過的東西流入或流出細胞;在cancer biology裡頭講到TSG被inactivated指的則是這個gene以任何形式出現了loss of its tumor suppressing function的情形,每個情況底下的意義都不一樣,所以為了避免ambiguous的情形產生,你在學完解釋的時候一定要很小心的去define這些可能會導致誤解的terms。
這樣思考的深度與廣度大概就是我自己能夠做到的極限了,如果我在讀完之後能夠自己完成這樣的思考,我才會覺得自己算是有把東西給讀進去。
你會發現這樣的方式費時又費功,而且好像要背很多東西。
這是事實。
不過對於背這件事情,我其實是比較隨性的,除非迫不得已或著在緊急的情況底下 (前者例如要快速擴充英文單字的量,後者則譬如明天要考期中考了還有近百頁的書沒讀) ,我很少刻意去背東西。對我來說,任何刻意的背誦都等同於在不久之後的遺忘,我已經覺得自己算是記東西很快,又記得很久的人了,但你要我去回想這些年來讀過的每一條signaling pathways,那根本是不可能的事情。別的不說,光幾年前為了應付考試,在考前一個晚上硬K到腦子裡的很多development bio pathways,我畢業時就幾乎都記不得了。但那些因為自己喜歡或有需求,幾乎天天在碰的東西,就不太會忘。像是格主有一陣子對於metastasis與EMT很有興趣,那個時候剛好又有幾個會促進EMT發生的genes被找出來,一時紅透半邊天。當時有興趣加上常常讀,現在雖然很久沒碰了,這些東西我到現在都還能記個七七八八。
又或著格主以前比較有興趣的是immunology和cancer biology,這兩個fields的東西我就記得很清楚,反之,當時一直不想去碰的neuroscience和development bio就幾乎完全記不得,但現在因為做實驗的需要,就開始大量閱讀與這兩個fields相關的資料,其實很快就記起來了。
所以我比較相信的是如果這東西對你來說是真正重要的,或著你是真的很有興趣,那你肯定會常常去接觸,反覆的閱讀,久了,自然就記起來了。這和狂做題庫法有點類似,就是讀多了,做久了,自然就會有那種sense、能夠進入那種思考脈絡之中,並且把東西都給記起來。
在這邊我要稍微岔開講一下關於記憶或背誦這件事。有不少去過補習班的朋友告訴我,有些老師會在上課時告訴你,想考高分那就是要奉行「觀念?屁!背起來!」的口訣。
這其實只對一半。
對的那一半是背起來的確可以讓你考高分。如果你記憶力夠好,甚至可以不用學得太懂,也不用記得太久,只要能夠保持記憶到考試完就可以了。格主自己就有不少因為玩太兇忘記考試日期,在考前一天通宵把一堆沒讀完的東西給塞進腦袋裡就去考場還考得不錯的經驗。可是這樣做的缺點就是考完不久就忘光了,幾乎等於是沒讀。
錯的那一半則是如果你真的有像格主剛剛講的那樣把觀念搞懂,然後大量的閱讀,那你是不可能考不了高分的。到後來程度整個累積上來,其實考試常常是不需要太去準備,只要考前複習一下自己記憶有些模糊的地方或著把那些忘記的專有名詞給看一看 (尤其是那些該死的拉丁文),去考就不會考太差了。
另外一個極端的流派則是認為,絕對不要去記,而是只要把觀念搞懂、靠邏輯去考試就天下無敵。
這是「錯」的。
不管是學什麼,記憶都是非常重要的一環,它和邏輯、批判、跳脫框架的思考這些東西是一樣重要的,沒有人可以完全不靠記憶就去學會任何的東西,記憶是學習的基礎,有時候甚至是人類的本能,像是學說話和學走路,都是要靠記憶的。記憶和觀念、邏輯這些東西,在學習的時候缺一不可,沒有孰輕孰重的問題。那些死背硬記讓自己數理爛掉的人,問題不是出在他們靠記憶來學習,而是他們「幾乎只靠記憶」來學習,不然就是記的方式錯了,他們去記的不是一個思考的脈絡或著思考的切入點,而是去硬記那些細節,所以他們才會學不好。此外,格主相信任何學問與知識,特別是science,基本上都是要靠累積的,沒有把先前的知識記住,是要怎麼累積新的上去呢?
不講學習,光講考試好了,考高分這種東西,基本上就是由聰明和程度決定的。聰明是天生的,但程度絕對是累積的,只要你下苦工去累積,程度一定會提昇。就好像你學calculus,一定就要先有limit、function、logarithm和trigonometry這些東西的基礎,再累積新的觀念上去才會學得輕鬆。如果你這些基礎都打好了,也就是說你的數學程度本來就很好,那你要學calculus應該就會比較輕鬆才對。
程度是怎麼累積出來的?努力的學當然是必須的,另外就是你一定得「記得」以前學過的東西,否則根本不可能做到累積。不信你可以去問那些觀念無敵記憶狗屁流派的人他們不熟悉的東西,譬如要學化學的人算他好幾年沒碰的calculus給你看,他一定會說「我忘了」,如果真的是觀念無敵記憶狗屁,那忘了又怎樣?還是應該要會算啊!
這一派的人還有另一個盲點,就是他們老是會以為自己的邏輯是對的,就一定會得到正確的答案。
大錯特錯!
很多時候他們會因為對自己推論的東西不熟悉,於是一開始的假設或推論方向就錯了,這樣即使你的邏輯是完全正確的,還是會得到錯誤的答案。別說門外漢了,即使是絕頂聰明的專業人士,在設計hypothesis時也常會因為一開始的立論點就錯了,於是完全推錯方向。所以擁有足夠的background來提高你一開始立論的正確性,讓自己的推論方向不要在一開始就走錯了,其實和保持推論時的邏輯正確,是同等重要的事情。而就是因為這些相信觀念無敵記憶狗屁的人低估了記憶的重要性,於是他們常常會忽略那些非他們專業,需要靠記憶累積的background,在自己的世界裡用錯誤的立論點去推論的非常愉快而且還堅信自己是對的。
讓我們再把主題拉回到學懂這件事情上面。
前面提到在讀完一個知識之後,要怎麼確認自己是真的「懂」了。很慘的是,人的記憶能力真的非常有限,你在讀完之後立刻可以做得到的事,幾個月之後就會開始出現坑坑洞洞需要去填補。那這樣是不是就代表你又變得不懂了?
當然不是這樣。事實上這就是關乎到前面岔開去講記憶時提到的重要概念,那就是當你在記憶的時候,最重要的是記住關於這個學問的思考方式、脈絡與遇到問題時的切入點,次之的是要記住定義,最後才是那些專有名詞。一樣用physiology來當例子做解釋,學習physiology其實最重要的就是要了解生物體是如何去維持所謂的homeostasis,所以每次遇到與physiology相關的問題,就要用這個角度去切入。Homeostasis的思考脈絡則是它有很多調控機制可以讓人體維持在一個相對穩定的steady state,這些機制包括feedback、feedforwrd、acclimatization以及身體各個systems的communication等等。知道了這樣的思考脈絡,其實就可以很容易的掌握到問題的重點。然後就是你必須知道feedback、feedforwrd這些terms的定義,至於記不記得這些字本身,倒不是那麼重要。譬如說你就是熊熊想不起來當人體預期環境會產生改變時,就會預先做出調整的那個term叫做feedforwrd,那也不要緊,只你記得這個概念就好。
只要你能在需要的時候記得這些思考脈絡與思考切入點,配合好的邏輯,就可以解決很多問題。
像是格主前一陣子聽到某個醫師在幫學生上課時,問了一個很有趣的問題。他問那些學生說,像骨頭這麼硬的東西,用切片機去切常常會切不動,或著會切得凹凹凸凸,根本無法好好的在stain之後觀察它的morphology,在這種情況下,我們要怎麼去切骨頭?
這問題其實超簡單的,只要你能夠抓到正確的切入點,就一定可以答的出來,可是當你抓不到,就會完全摸不著頭緒。以格主自己碰到這個問題時的思考方式為例,我就會先想,現在我們碰到的問題是骨頭太硬切不動,所以我們只要讓骨頭變軟就可以解決這個問題了。
要怎麼讓骨頭變軟呢?這時候我會開始搜索我腦袋裡關於骨頭的知識,但我一開始時並沒有想到有任何我知道的相關知識,於是我就換個角度去想:骨頭為什麼會那麼硬?
於是我就想到了在骨頭發育的過程中,他們一開始也是軟軟的connective tissue (type I collegen) ,是因為後來經過了mineralization的過程,所以才變硬的。也就是說,如果我們可以把這個mineralize的過程給reverse,也許就可以讓骨頭變軟了。然後我又想到骨頭主要的mineral是一種叫做hydroxyapatite的calcium phosphate,因此如果我可以找到一個東西讓hydroxyapatite被溶掉,那我就可以讓骨頭變軟。
可是接下來我又卡住了,因為我想不到有什麼很確定的方法可以讓hydroxyapatite被溶出來。也許像EDTA這類的chelating agent可以把calcium抓走,但我並不確定,這個部分稍微太化學了一點,接下來的思考脈絡並不是我所熟悉的。
所以這時候格主就又開始搜索自己腦袋裡有的知識,然後再換個角度去想,來去找另外一個可行的切入點 (請注意我兩次卡住了都不是靠邏輯去解決,而是靠搜索腦中其他可能有相關的知識,這也是一種「跳脫框架的思考」) 。
這時我就想到了homeostasis與steady state的概念-bone在身體裡也是會不斷的renew,並隨著生理上的需要去調整成分的 (除了支撐身體,骨頭也是身體裡維持calcium homeostasis的重要部位) 。這表示原本已經形成的骨頭會被resorb,然後再製造新的出來。而resorb和製造新骨頭必須達到一個平衡,才能維持正常的骨頭功能。
這就代表著人體內一定有什麼東西是可以把骨頭resorb的,於是我就想到了這個分泌一些東西把骨頭溶掉然後resorb的工作是由一種叫做osteoclast的細胞來進行的。Osteoclast會分泌一些酸液來把bone的mineral給溶解掉,所以酸顯然是一種可行的辦法,這樣一來,我就把問題給解決了。
在這個例子裡頭,我並不記得osteoclast會分泌那些酸,所以我得去查一下。情況也有可能是我記不得有哪種細胞、會透過哪種方式去resorb骨頭,或著我會記不得骨頭裡頭的mineral叫做什麼名字、是由什麼東西組成的。
不過這都不要緊,因為多數時候我們都可以透過翻書查資料來解決這些問題。而且在這個時候你對於定義的用字是不是那麼精確也沒有那麼重要了,因為此時你已經對於像是homeostasis與steady state、bone resorb這些概念有了通盤的了解,並能且夠利用他們來解決問題。在真正需要去好好定義的時候,再仔細思考,或著翻書參考就可以了。
重點在於你懂得怎麼去切入問題,懂得以生物學或醫學需要的方式去系統性的思考,懂得要到哪裡去查資料,這樣其實就很夠了,在這種情況底下,我們就會說是你對這個學科開始有sense了。至於其他那些比較細節的部份,讀多了自然就會記得,不常用的自然就是會忘,沒什麼大不了的。
真正一定要記住的就是那些大的概念和思考方式,學會如何以適當的方式切入一個問題。有時不一定會一次就成功,不過這沒關係,你可以多試個幾種不同的切入點,然後以相關的脈絡去思考。至於你能多快找到切入點、能夠找到多少個切入點,甚至你能不能找到切入點,就和練習、經驗、你腦子裡裝了多少知識以及你有多聰明有關了。
聰明很難改變就按下不論,練習思考的次數越多、累積的經驗越豐富、腦子裡裝的知識越多,那你能找到的切入點就愈多,找到切入點的機會也越大。同理,你懂的知識越多,同一個切入點你就可能可以走得更遠。像在上面骨頭切片的那個例子裡,我第一次的那個切入角度其實應該是走得通的,但因為我對於化學的知識了解不夠多,思考脈絡不夠熟,切入點也比較抓不到,所以只好換個切入點去想。如果我的化學更好一點,也許我一次就直接走通了。
當然一個人不可能樣樣會樣樣通,所以常常換切入點肯定是必須的。有時候有些難題是你搜索枯腸、絞盡腦汁也不一定可以想出來的,這沒辦法,因為這種東西還是會受到聰明才智的限制。但經過這樣的訓練,用這樣的方式去學習之後,你一定可以解決很多你本來根本不可能解決的問題,這樣你就進步了,也就開始具有競爭力了。用學術界裡頭比較現實的講法來說,你可能無法像那些超聰明的大頭做出一堆驚人的breakthrough (基本上爆炸性的科學進展還是和超一流的腦袋比較相關) ,也不一定能夠常常做出可以丟上CNS的paper,但只要能進展到可以很嚴謹的解決一些問題,丟得出能上JI、Development或JBC著這類期刊的paper,也很夠你在學界生存了。
對我而言,也只有學到了這樣的程度,才能夠說是把一個知識給真正的學懂了。

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