阳志平：如何学习编程——来自认知科学的四个建议

2016-12-16 09:01:00

认知科学+黑客=心智黑客

编者按：本文来自微信公众号“开智学堂”（ID:openmindclub），作者阳志平，内容为阳老师开智学堂 Python 入门班二期开学典礼发言，36氪经授权发布。

如何学习编程？你的做法可能是：

1）先买一堆书，

2）上网搜别人如何学，

3）制定计划，

4）自已一个人慢慢学。

然而，这样做违背认知科学原理，且失败概率极大。

那么，如何科学学习编程？深谙认知科学的阳志平老师提出四条建议：1）注重内隐知识；2）将语言与逻辑分开，不断在头脑中进行逻辑预演；3）使用执行意图而非目标意图；4）成为一名认知学徒，教别人学习。具体执行，请看下文。

大家好，欢迎各位同学参加开智学堂 Python 入门班的开学典礼。我是阳志平老师，我是一名黑客，我也是一名认知科学家，因此我喜欢将自己定义为心智黑客。黑客精神，尊重个性，捍卫自由，推崇创作。

多年来，我一直在用自己的方式普及黑客文化，从 GitHub 到 Markdown，都留下了我的推广痕迹。当然，成为黑客，总是离不开掌握编程。在黑客文化领袖 Eric Steven Raymond 撰写的《如何成为一名黑客》手册中推荐的就是 Python 语言。因此，开智学堂成立伊始，开的第一门课是 Python 入门。

如何学习编程？大家看过很多文章，有来自计算机科学的看法；也有来自教育学的看法。然而，认知科学作为研究人类心智工作机制的学科，对此有自己的独特建议，这就是我今天分享的主题。

建议 1：为什么你是新手不是专家？

第一个建议是关于新手与专家的建议。为什么你是新手而不是专家？作为编程新手，你与专家最大的区别在于对方掌握了大量内隐知识。

什么是内隐知识？我们小时候学骑自行车，一旦学会，你长大成人，就可以在骑自行车的时候一心两用，这个时候就意味着骑自行车的技能已经变成你的一种内隐技能，不需要再调用你的大脑为它进行额外的付出。专家他的知识率与工作效率比一般人高很多，就是因为他掌握了在他的领域中大量的内隐知识，技能已经自动化。

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跟内隐知识相对应的是外显知识。由于你是第一次接触编程，你会了解到 Python 语言包含哪些知识点，你该如何背诵、拆解、调用这些知识点。这些是外显知识。

关于内隐知识和外显知识，要特别提醒大家的是：专家他不仅仅是拥有了上述知识点，他同时拥有一整套行为规范。比如，专家级工程师明白怎么更好的跟别人进行沟通，怎样更好的表达他的需求，怎么去输出他的产品，这也是内隐知识中的一部分。

那怎样从刚刚学习编程的新手，成为一名专家级的工程师？成为专家级工程师，有三个维度。哈佛认知科学家帕金斯一生研究智力，他发现，在任何领域，要想变得更聪明，你都得有神经智力，经验智力，反省智力。

神经智力

神经智力很好理解，假如你的记忆能力、数学运算能力或逻辑推理能力不行，那么你学编程可能比其他人要吃力一些。

经验智力

经验智力意味着是你在这领域，投入了很多的时间，通过十年以上的时间，很多技能已经慢慢被你变成内隐知识。

反省智力

以上两种智力都容易理解，大家容易忽略的是反省智力。绝大多数人不明白，专家和新手最大的区别是专家的反省智力更高：他的内隐知识比别人的效率更高，他的模式更清晰。举个学编程的例子，比如说接触到新的软件、新的编程语言和新的编程术语，绝大多数新手是先去搜索怎么学习该软件或编程语言，他会得到一堆网络链接，然后这位新手把这些文章看完，从大海中淘出对自己有用的一些可以复用的步骤。这是新手的学习习惯。

但是专家级工程师的学习习惯和一般人不同。比如，他接触到了新的软件，他会率先查看官方的帮助文档，明白有什么样的知识点，使得这软件特殊，跟其他软件不一样，这样他的学习效果会高很多。并且专家级工程师具备较强的生态链分析能力，他学的不是 Python 与 Web 开发，而是掌握了 Python 的 Web 开发生态链；他学的不是 Python 与数据科学，而是掌握了 Python 的数据科学生态链。

在接下来的三个月，你会接触到大量的这种专家级工程师才会采取的模式。开智学堂的 Python 课程设计，一上来就把各位同学扔在 GitHub 里面。

这有什么样的好处？你接触到的是实际工作环境。你可以看到专家级工程师，他天天泡在 GitHub 里面，如何进行实际编程工作。这样对你掌握编程的内隐知识，尤其是内隐知识中的行为规范知识部分，会帮助更大。

建议 2：为什么学习编程，你会失败？

第二个建议是如何提高学习编程的成功率。学习编程真的挺难的。很多人都尝试过多次学习编程，自学、报班，他仍然失败了。偶尔忽悠你二十一天学会编程的，一定没有帮你养成很好的编程习惯。这是为什么？

编程也是一种语言。和大家在 0-3 岁的时候学习讲话，这两个学习过程是一样的。你得掌握各种各样的关键词，用关键词去描述各种各样的现象。

但是编程语言不是用于跟身边的人进行交流，而是用于和计算机进行交流，所以，你要同时掌握逻辑。在人类大脑演化早期的狩猎-采集时代，只是往大脑中写入了人-人交流的进化模块，并不包括人-机交流模块。

这么一来，大脑不得不同时处理语言与逻辑两件事情。而人的大脑不擅长同时处理两件事情，因为受制于我们先天的前额大脑皮层发育特点，大脑有明显的瓶颈，比如只能在短时间内记住不超过 9 个电话号码。金庸小说里边的周伯通左手画圆，右手画方，这是非常困难的操作。

作为学习编程的新手，让你同时在电脑上处理语言，学习怎么用新的关键词去描述世界；处理逻辑；怎样处理各类需求的优先级别。你很难同时学会这些操作，这使得不少人学习编程走向失败。

所以我建议新手一定要把语言和逻辑分别进行训练。一次只训练一件事情，比如你刚开始的时候可以只训练语言。把编程当成语言，像学英语一样，它有哪些常用的高频词汇；以及用什么样的语法才能把这高频的词汇串起来，在初步掌握语言规律后再去掌握逻辑规律，这样会帮助你学习编程。

同时需要提醒的是，就像人类语言是用于人-人交互，编程是跟计算机发生交互的语言。大家想一下，在 0-3 岁的时候，你怎样像阳老师一样学会如此正确但大家又听不懂的湖南普通话呢？其实不是通过看书学习，而是通过跟他的爸爸妈妈学的。

学习编程也一样，因此，你一定不能把所有时间花在看书上，一定要一上来就天天去写代码，学习跟计算机沟通。很多人学习编程有不好的习惯，他有可能先去网上把 Python 相关的书都买了，或者下载一堆如何学习 Python 的文档。这是错误的学习习惯。

想象一下，在你是 0-3 岁的小孩时，你妈扔给你一堆湖南普通话的书，怎么像阳老师一样，把湖南普通话学好？这是学不好的。你要把书扔一边去，从学习编程的第一天开始，就是直接是练习如何像说话一样去写代码。

学习语言，大家都有很多经验，从小时候学习语言中获取的经验；考四六级 GRE 托福获取到的经验，那么，我们如何提高编程所需要的逻辑能力呢？怎样进行逻辑训练，提高思维呢？大家都知道，这是开智学堂所有的课程极其鲜明的特色，比如说学编程、学写作，开智学堂不仅教大家学具体的技能，同时还在教各位同学如何思维。如何提高自己个人的逻辑思维能力？这里给大家的建议就是尽量先在自己的头脑当中进行预演。认知科学家丹尼特把人类的大脑分成四种机制。

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第一种是达尔文心智。

假设你是荷尔蒙爆表的男生，你在不同国家看到美女，只要她的腰臀比符合进化心理学规律，你看到这些美女都会兴奋。又如你看到蛇都会害怕；看到红色会兴奋，这些大脑通过千千万万年演化习得的进化模块，对应人类大脑的这一部分工作机制，丹尼特将其命名为达尔文心智。

第二种是斯金纳心智。

假设你像斯金纳一样，发明了他著名的斯金纳箱子，不断地去训练老鼠。按照达尔文心智而言，老鼠看到猫就会害怕。但是训练中，如果当老鼠看到猫的时候就给它一些甜头，老鼠就会不断地去尝试，这种甜头就是刺激。从刺激到行为之间，既可以像巴甫洛夫一样，给予猫与老鼠之间的条件反射；也可以像斯金纳一样，赋予代币等操作。

第三种是波普尔心智。

第一种达尔文心智与第二种斯金纳心智是动物共有的。第三种波普尔心智和第四种格列高利心智则是人类独有的心智。波普尔是著名的科学哲学家，提出了很有名的理论，就是科学是通过可证伪才叫科学。波普尔心智意味着你在头脑中对一些事情提前进行测试，测试一般是动物做不到的。这就是人类最重要的能力——你可以对真实世界予以抽象，然后在头脑中进行测试与预演。优秀工程师无不具备较强的抽象、测试与预演能力。

第四种是格列高利心智。

这是人类更强的能力。第三种波普尔心智，你作为一名编程新手，在头脑中测试的一些假设，有可能是你个人的体悟；但是人类是人类社会，而不是孤独的独狼。因此，人类拥有一种超越波普尔心智的能力，我们可以借助社会文化与思想习俗测试一些假设。因此，丹尼特用英国认知科学家格列高利作为第四种心智的命名。

比如，在前面我提到，很多编程新手碰到新的问题，往往不会去查官方帮助文档，而是去搜索，看博客，这是一种不好的学习习惯。但是人类拥有很强的格列高利心智。一些专家级工程师已经证明了哪些学习方法是正确的，哪些学习方法是低效的。借助于人类文化社会已经证明正确的假设，能够大幅度地改善你的学习效率。

在接下来的三个月时间内，各位开智学堂的同学将天天泡在 GitHub 里边，全世界最厉害的程序员都在这里，我希望各位同学不断摸索，看看他们是怎么写档案的、他们有一些什么样好的习惯，这对大家学习效率会有很大提高。

建议 3：为什么你实现不了目标？

第三个建议是关于树立目标。报了开智学堂编程班，很多同学可能在自己的小本子上偷偷写上一句话：「我要在三个月内学会编程」。虽然说不是 21 天学会编程吧，但很多同学都以为三个月能学会编程。然而，一旦写了这个目标，绝大多数人最终的结果其实是学不会编程，完成不了这个目标，为什么呢？

这是认知科学研究中很有意思的现象。因为人类大脑特别喜欢脑补，一旦把「我要在三个月内学会编程」这个目标写下来，你的大脑会怎么去处理？

它会认为这事情已经完成了。就像「新年我要成为更牛的人，要去周游世界，我要XXX」，因为没有提出一些具体的指令，你的大脑会把这些目标扔到「完成区域」。在未来的三个月内，你的大脑不会有任何行动。这是很不好的制订目标的习惯。

认知科学家格尔维茨（Peter Gollwitzer）把「我要三个月内学会编程」这样制订目标的习惯称为「目标意图」。与目标意图相反的是「执行意图」。它是这样一种方式，采取的是如果…那么…的句式。就是说它把你更具体的指令下达给你的大脑。「如果每天晚上八点之前回到宿舍，我立即打开笔记本开始登录 GitHub 网站、提交自己的代码」，这是一种新的制定目标的方式：执行意图。这种方式有何不同？

第一它包括时间因素：「晚上八点」；
第二它包括地点因素：「回到宿舍」；
第三它包括具体可操作的事情：「提交代码」。

这样一来，你在上周给自己大脑布置了这样任务，然后很忙，把这个事抛在脑后，但是大家都很明白了，人类大脑喜欢脑补，到了下周晚上八点的时候，你的潜意识就会自动进行脑补，现在晚上八点了，我已经在宿舍了，这个时候我要干什么—— 写代码。

认知科学家研究发现通过改变一种目标制订的方式，学习效率提高了三倍以上。格尔维茨的妻子，另一位心理学家 Gabriele Oettingen 则在执行意图基础上，结合心理对照，提出了 WOOP。这是任何一位开智学堂的学员入门第一课。

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接下来在具体的教学中大家会碰到大量的任务，我希望大家用执行意图的方式制订目标。

建议 4：为什么你需要做个「挠痒痒的猴子」？

第四个建议和人类社会结构相关。开智学堂非常有趣，几乎任何课程任何收费活动，男女比例非常均衡，从来都是 5:5 。我想，这可能跟我作为创始人的文艺黑客气质相关（笑）。这是开智学堂很特殊的现象。大家可以想一下，你为什么需要男朋友，女朋友？因为人是喜欢挠痒痒的猴子，这是人类社会进化的一个规律。

最早人类怎样从猴子变成猴群？作为个体的猴子，相互挠痒痒，慢慢地从孤独个体变成猴群，这就是人类从远古时代已经形成的一种思维习惯和一种演化模式。当从 150 人的猴群演化成更大的猴族；当人类社会语言诞生，逐步演化出部落、村庄、城市与国家，这种猴子帮忙挠痒痒行为始终存在。只是语言诞生后，它逐步过渡为八卦。

正是八卦才使得人类社会形成社区，它又演化成更容易传播的故事，帮助更多小部落链接在一起。比如说无论是西方社会还是东方社会，都会流传信息结构差不多的故事：西方有亚当夏娃；中国有女娲补天。

人类社会这样的演化进程同样深深影响了我们的学习过程。因此，人类最早的学习是学徒制，知识就是八卦与故事。⼈类最早的学习是狩猎，部落中的年轻孩子跟随⽗母学习打猎，维持人类生存并促进发展。这种以学徒制为代表的学习方式步⼊业时代之后逐步没落。

然而，到了今天，技术⽣发的第⼆次教育革命中，我们需要重新回到学徒制，所谓认知学徒制。

你怎样才能更好地学习？一定不是天天跟自己死磕。大家可以尝试一下。当你抓住自己的头发，你是打不死自己的，你下不了手。但是让你的小伙伴抓住你的头发，你会感觉到很痛苦。因为这个时候，你的伤害是来自于别人。同样的，你要提高学习效率也是一样的。

安替老师在开智大会上做的演讲中的一句话，成了开智社群的共识：「借助社会结构让自己被动进步」。

那么怎样更好地成为认知学徒？通过往期开智学堂的教学经验，我发现学得最好的同学是在社群中提问最积极的同学。往期还有个很有意思的现象，学得最好的同学，是参加线下活动最积极的。

你一定要不断去提问，不断去跟同学互动。在线上的时候，听老师讲编程课，有很多东西听不懂，但是到了线下，老师给你打了个比喻或者同学给你展示了一下，你一下便懂了，这样一来，学习效率便很高。

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当然，开智学堂每门课程只有一位老师，加上四位助教，五位工作人员，面对数百位同学，很难做到面面俱到。这个时候，大家要明白另一个较新的认知科学研究。也就是，我们一般都知道，教别人怎样进行学习，能够提高自己的学习效率。但是大家不知道的是。认知科学家最新研究发现：「即使你只是在头脑中想象如何教别人，这时候你的学习效率也是自己学习效率的两三倍以上。」

所以说我希望各位同学，未来踊跃提问，主动尝试解答自己或别人的提问，这样的话能够形成更好地学习氛围，更能帮助自己更好地学习。

这就是最后我给大家小小的建议，希望各位同学，主动去做那一只帮帮人挠痒痒的猴子。