当前的教育方法未能教会学生在现代世界中茁壮成长所需的技能。
让所有学生学会以科学的方式思考，从而做出更好的决策，这将带来明确的社会效益。
近期关于学习的研究提供了一种途径，可以为所有学生提供一种截然不同且更好的教育，而大多数学生今天接受的教育并非如此。
建筑物内有一群人聚在一起交谈，其中许多人没有戴口罩，或戴的口罩没有遮住鼻子，与此同时，该地区的新冠病毒感染人数激增，许多人拒绝接种疫苗。在他们头顶上方，是由于全球变暖而在美国各地蔓延的史无前例的野火所形成的浓烟，三分之一的美国人否认这是人类造成的。
挑战固然巨大，但研究正在提供克服这些挑战的途径——不是关于更好的医疗手段或减少二氧化碳排放的研究（尽管这些同样很有价值），而是关于学习和教育的研究。它正在揭示我们如何教育青年，使他们在涉及科学和数据的决策中做出更好的选择。
尽管很少以这种方式呈现，但科学实践本质上是一种做出更好决策的方法，优于通常依赖未经检验、不精确的观点和固有偏见的方式。科学需要系统地阐明并检验各类决策，例如当某个特定因素发生改变时系统将如何运作，从而确定哪些决策是正确的、原因是什么，以及在何种条件下成立。随后，这些知识会被保存下来，并用于指导未来的类似决策。
这些知识以科学模型的形式加以系统化，这些模型会定期接受检验和完善，并用于指导预测和决策。科学家们已经开发出复杂的程序，以便在数据不确定且有限的情况下做出最准确的决策。
一次根本性的转变
让所有学生学会以科学的方式思考，从而做出更好的决策，这将带来明确的社会效益。我的研究团队也已表明复杂的问题解决（这是科学家和工程师的主要活动）是如何由一系列具体决策构成的。
学习研究解释了为何当前的教育方法未能教会学生这些宝贵的心智能力，以及我们如何做得更好。这需要社会在看待教育的方式上发生根本性转变。从历史上看，教育的首要目标是传授知识。
我们现在认识到，大脑具有很强的可塑性，良好的教育会改变大脑，“重新连接”神经元之间的联系。这种重新连接的大脑具备了新的能力。
卡尔·维曼
人们曾认为大脑是一成不变的，教育的任务就是用科学事实和程序等有用知识去填充这个能力固定的大脑。大脑运用知识的能力取决于其天生的“天赋”。与此同时，“讲授式教学”在中世纪是有道理的，那时印刷术尚未发明，教育的唯一目标就是传递信息。然而，这种模式至今仍在中学及中学后的科学教学中占据主导地位。
现代研究揭示了关于大脑和学习的截然不同的图景。我们现在认识到，大脑具有很强的可塑性，良好的教育会改变大脑，“重新连接”神经元之间的联系。这种重新连接的大脑具备了新的能力。
正如肌肉在高强度锻炼后会变得更强壮一样，我们的大脑在反复进行的心智训练中，也会变得更擅长完成相应的任务。良好的教育就在于恰当地锻炼大脑，以培养这些能力。
大脑只会学习它所实践的思维方式。因此，如果要让它学会“科学地思考”，即调用相关知识和推理来做出更好的决策，那么它就必须进行这样的实践。研究表明，这种学习要求学生全神贯注地解决嵌入现实情境中的问题，与同伴组成小组，共同做出并论证所涉及的一系列相关决策。优秀的教师会设计良好的实践任务（例如，有吸引力、能激发动机、具有挑战性但又可以达成），然后在学生做题时观察他们的思维过程，并定期提供及时且具体的改进反馈。
这很像一位优秀的教练，只是培养的是心智技能而非运动技能。只要提供这种最优化的教学，几乎所有大脑都能实现能力的大幅提升。
不止于信息的传递
传统教学与基于研究的教学之间的差异，可以通过在一座陌生城市中找路来加以说明。设想用两种方式在两个地点之间驾车：第一种方式，你有一位向导，告诉你每个路口该怎么转弯；第二种方式，你没有任何向导。
你必须在脑海中形成城市的心理地图，并自行决定在哪里转弯。当将来被要求前往其他地方时，第二种方式会让你的能力远胜于前者。尽管数字技术有望变革教育的说法被大肆炒作，但它终究只是一种工具，而与所有工具一样，其价值取决于使用方式。目前，大多数教育技术仍被用来支撑中世纪的教育范式，仅仅是提供了一种新的信息传递方式。
然而，运用教育技术的方式确实存在新颖且更为有效的途径。这些途径能够放大优秀教师的能力，并使有效的学习活动惠及更多学生。例如，由PhET免费提供的互动模拟，目前每天被全球学生使用超过一百万次，为学生带来了全新的教育体验。
这些模拟让学生能够直观地观察并主动探索科学家用来解释世界现象的概念模型，而不必受到专业术语和数学的常见阻碍。学生可以做出预测（这是一种决策），并加以检验。互动性为学生提供了引导式探索和决策练习，既富有吸引力，又能自动适应每个学生的水平。如果与良好的教学恰当结合，它还能激发学生天然的好奇心，培养他们的科学实践能力和思维方式。
近期关于学习的研究提供了一种途径，可以为所有学生提供一种截然不同且更好的教育，而大多数学生今天接受的教育并非如此。这种教育将通过恰当的心智训练和反馈来培养他们的心智能力。它将由训练有素的教师借助设计精良的教学技术来提供。其结果将是更多的人具备在复杂的现代世界中茁壮成长的技能，并确保这个世界走向繁荣。
