Неудача может изменить способ обучения и подтолкнуть вас к успеху. Прошлой весной, до того, как COVID-19 перевернул мир с ног на голову, в 9-м классе Энн Смит изучали электрические схемы. Смит преподает естественные науки в католической средней школе Кармель в Манделейне, штат Иллинойс. Она дала своим ученикам скрепки для бумаг, батарейки, ленту и лампочку. Затем она сказала: «Давайте посмотрим, сможете ли вы зажечь лампочку».

Смит видит ценность в том, чтобы позволить своим ученикам экспериментировать. Она считает, что одни из самых эффективных способов познаний происходят путем проб и ошибок. «Когда ученикам разрешается преодолевать трудный материал, они обретают уверенность», — говорит она. «Они узнают, что совершать ошибки — это часть научного процесса».

Это не значит, что после того, как задание было дано, Смит садится и смотрит, как ее ученики терпят неудачу. Вместо этого она выбирает занятия, на которые может быть несколько ответов. Затем она предлагает студентам попробовать несколько подходов. Она хочет, чтобы они думали о разных способах решения проблемы. На протяжении всего урока ученики участвуют в групповых обсуждениях. Их наблюдения и размышления сосредоточены на процессе, а не на результате.

Смит хвалит учеников за работу над тяжелыми задачами. Она хочет подчеркнуть, как их борьба может вознаградить их преимуществами. «Дело, — говорит Смит, — в том, чтобы исследовать идеи и оценивать применяемые методы». При этом учащиеся учатся ценить ошибки. На самом деле, она считает, что ошибки — важная часть обучения.

Неспособность добиться успеха

«Неудача — важнейшая составляющая науки», — говорит Стюарт Файрстайн. Он изучает биологию мозга в Колумбийском университете в Нью-Йорке. Он также написал книгу под названием «Неудача: почему наука так успешна».

«Когда эксперимент терпит неудачу или идет не так, как вы ожидали, он говорит вам, что вы чего-то не знали», — говорит он. Это предполагает, что вам нужно вернуться и переосмыслить: что пошло не так? И почему? Была ли проблема с идеей? С вашим подходом или предположениями? С вашими мерками? В окружающей среде, такой как температура, освещение или загрязнение?

В этом ценность неудачи. Это ведет к тому, что Файрестайн называет «порталом неизвестности». Отсюда возникают самые глубокие и стоящие вопросы. И эти вопросы могут вызвать новые идеи и эксперименты. Лучшее, что может открыть ученый, — это «новый или лучший вопрос», — говорит Файрестайн. «Неудача — вот где дело. Это продвигает науку вперед».

Согласно биографии 1910 года, Томас Эдисон сказал примерно то же самое. Хотел сделать батарею получше. Но, проработав семь дней в неделю более пяти месяцев, он все равно не добился успеха. Он сказал своему другу, Уолтеру С. Мэллори, что уже провел более 9000 экспериментов для этого проекта. Согласно книге, Мэллори ответил: «Разве не обидно, что с огромным объемом работы, которую вы проделали, вы не смогли добиться никаких результатов?» В книге говорится, что Эдисон «с улыбкой ответил: «Результаты! Да ведь я получил много результатов! Я знаю несколько тысяч вещей, которые не сработают».

Не остановился и упорный изобретатель. В конце концов, он заставил новую батарею работать. Он тоже это запатентовал. Хотя Эдисон больше всего известен своими лампочками, эти батареи в конечном итоге стали самым коммерчески успешным продуктом его дальнейшей жизни.

Большинство школ не поощряют учеников к неудачам

Подход Смита и Эдисона отличается от того, как наука осуществляется в большинстве классных комнат. Школы, как правило, сосредоточены на освещении множества тем и запоминании бесчисленных фактов. Многие классы полагаются на учебники, чтобы дать студентам как можно больше информации. Проблема с этими книгами, объясняет Файрестайн, в том, что «у них нет контекста». Они констатируют результаты экспериментов, но не говорят, почему люди их проводили. Они также не описывают эксперименты, которые не сработали. По словам Файрестайна, сосредотачиваясь на успешных результатах, «мы упускаем из виду 90 процентов науки».

Вместо этого, он предлагает, научное обучение должно включать детали этих неудач. Это показывает реалистичный процесс получения ответа. Кроме того, студенты или ученики могут узнать, почему возникли конкретные научные вопросы, и увидеть, как люди пришли к тому ответу, который у нас есть сейчас.

Когда ученики терпят неудачу, они подвергают сомнению мысли, мнения и идеи. Это то, что учителя называют критическим мышлением. С помощью таких вопросов вы объединяете идеи и оспариваете рассуждения. По словам Файрестайна, оба эти навыка высоко ценятся в ученом. Изучение неудач также делает науку более доступной. Студенты должны знать, что наука — это не просто череда гениев, делающих одно открытие за другим. Скорее, история науки полна ошибок и неверных поворотов.

Некоторые из наиболее известных научных фактов чередуются по следам неудач. Например, икона физики Исаак Ньютон ошибался насчет гравитации. Хотя Файрстайн объясняет, что законы движения Ньютона «отлично подходят для запуска спутников и строительства мостов, его представление о том, как работает гравитация, было ошибочным». Спустя 200 лет это был Альберт Эйнштейн, который исправил это — снова в результате неудачного эксперимента. Он изучал идею Ньютона, пока не придумал специальную теорию относительности. Это изменило представление науки о гравитации. Научный процесс — это когда вы приходите к истине, совершая ошибки, объясняет Файрстайн, «каждая из которых является немного меньшей ошибкой, чем предыдущая».

Неудачи также привели к великим открытиям. Пенициллин, рентген и инсулин — все это результаты неудачных экспериментов. «Две трети нобелевских лауреатов объявили, что их победившее открытие явилось результатом неудачного эксперимента», — говорит Файрстайн. Это объясняет, почему Исаак Азимов, американский писатель и биохимик, приписывает себе высказывание: «Самая захватывающая фраза, которую можно услышать в науке, та которая возвещает новые открытия, — это не «Эврика!», А «Это забавно»».

Неудача важна и в других областях. Возьмите это наблюдение профессионального баскетболиста Майкла Джордана в рекламе Nike 1997 года: «За свою карьеру я пропустил более 9000 бросков. Я проиграл почти 300 игр. Двадцать шесть раз мне доверяли сделать победный бросок — и я промахивался. Я терпел неудачи снова и снова в своей жизни. И именно поэтому мне это удается».

Изменчивый мозг

Майкл Мерзенич — нейробиолог, работавший в Калифорнийском университете в Сан-Франциско. В 1970-х он обнаружил доказательства того, что мозг может со временем перестраиваться. Его работа бросила вызов распространенной идее о том, что люди рождаются с фиксированным числом клеток мозга, организованных неизменным образом. Он предположил, что, наш потенциал мыслить, учиться и рассуждать не был задан с рождения.

Мерцених и его команда начали свои исследования с обезьян. Они стремились составить карту, какие клетки мозга сработали, когда обезьяны выполнили поставленную задачу. Полученные «карты мозга» поразили научное сообщество. Но когда он позже пересмотрел карты, он обнаружил еще больший сюрприз: изменились нейронные пути обезьяны. «То, что мы увидели, — сказал Мерцених, — было совершенно поразительным. Я не мог этого понять». Он решил, что единственное возможное объяснение заключалось в том, что мозг обезьян включил новые нейронные пути. Норман Дойдж рассказал об этом наблюдении в своей книге «Мозг, который меняется сам».

Исследование Мерцениха указывало на концепцию, которая впоследствии стала известна как «пластичность мозга». Это способность мозга адаптироваться и изменяться в ответ на полученный опыт. Его исследования показали, что когда мы узнаем что-то новое, возникает электрический сигнал, который соединяет клетки в различных частях мозга.

Место, где эти электрические искры прыгают между клетками мозга, называется синапсом. Синапсы срабатывают, когда мы делаем такие вещи, как читаем книгу, играем с игрушками или разговариваем. Это возбуждение укрепляет связи между клетками мозга. Если мы сделаем что-то только один раз, синаптические пути могут исчезнуть. Но если мы будем практиковать и изучать что-то глубоко, синаптическая активность сформирует устойчивые сети в мозгу. Действительно, обучение перестраивает мозг.

Если обучение может заставить наш мозг адаптироваться и изменяться, что происходит, когда мы совершаем ошибку? В 2011 году Джейсон Мозер изучал, как мозг реагирует, когда люди совершают ошибку. Мозер — психолог в Университете штата Мичиган в Ист-Лансинге. Он объединился с четырьмя другими исследователями. Они попросили 25 участников заполнить тест из 480 вопросов. Во время теста каждый человек носил эластичную шапочку с электродами, которые регистрировали активность в разных частях мозга.

Мозер и его коллеги обнаружили, что активность мозга участников повышалась, когда они совершали ошибку. «Когда участник сталкивался с конфликтом между правильным ответом и ошибкой, мозг подвергался сомнению», — говорит он. «Попытки осмыслить эти новые знания были временем борьбы и необходимости перемен». Это когда мозг наиболее сильно реагирует.

Он также обнаружил две типичные реакции мозга на ошибку. Первый ответ показал, что что-то пошло не так. Вторая реакция возникла только тогда, когда тестируемые сочли ошибку проблемой, требующей большего внимания. Участники, которые отреагировали на свою ошибку, уделив ей больше внимания, смогли лучше справиться с тестом после совершения ошибки. Мозер пришел к выводу, что «размышляя о том, что мы сделали не так, мы учимся делать это правильно».

Новый взгляд на ошибки

Отстаивая ценность ошибок, Джо Боулер совершил революцию в математике. Она преподает математику в Стэнфордском университете в Калифорнии. В своей книге «Безграничный разум» 2019 года она сказала, что людям нужно отказаться от мысли о том, что способность к обучению фиксирована или неизменна. Вместо этого, утверждает она, мы должны рассматривать обучение как «отправляющий всех нас на путь роста».

Она хотела дать студентам положительные сообщения об ошибках и создать «дружественную к ошибкам» среду, в которой студенты отмечают ошибки. Стремясь воплотить эту идею в жизнь в классе, Боулер организовала трехнедельный летний математический лагерь, известный как Youcubed. (Последнее очное занятие было в 2019 году. Сейчас она предлагает его в виде онлайн-курса.) Цель этой программы — повысить уверенность в математике среди учащихся 6-7 классов. Когда дети дают ответы, им предлагается объяснить свои мысли. Обсуждение процесса помогло другим студентам проанализировать свои рассуждения. Это подтолкнуло их продолжать попытки.

В начале лагеря студенты часто сообщали, что трудности с математикой были признаком того, что у вас не все хорошо. Но к концу трех недель большинство из них сообщили, что чувствуют себя более уверенно в своих ошибках. Им нравилось, когда им бросали вызов, и они рассказывали о более высокой самооценке. «Когда учащиеся воспринимают ошибки как положительные моменты, — говорит Болер, — это оказывает невероятно раскрепощающий эффект».

Обучение через сотрудничество также может помочь нам увидеть ошибки в более позитивном свете. Джанет Меткалф изучает последствия ошибок и их преимущества в обучении. Психолог из Колумбийского университета в Нью-Йорке, она наблюдала за несколькими уроками математики для среднего класса. Она обнаружила, что наиболее эффективный метод обучения — дать студентам возможность обсудить свои ошибки.

Их могут спросить: что вы об этом думаете? Как ты получил свой ответ? Рассказ о том, как они решают проблему, отвлекает от ошибок. Вместо этого они описали свои теории и идеи. Это сотрудничество с одноклассниками привело к более высоким результатам тестов. «Когда вы соприкасаетесь с чьими-то идеями, — отмечает Меткалф, — вы идете глубже». Ошибки — это просто отправная точка для обсуждения. «Тебе есть чему поучиться, только если ты допустишь ошибку», — заключает она.

Именно это Смит пытается передать своим школьникам-физикам. Тем не менее, некоторые по-прежнему приходят на занятия со страхом неудачи. Они считают, что неправильный ответ означает, что они не умны. Некоторые сдаются, даже не попробовав, потому что боятся ошибиться.

«Для этих студентов особенно важно рассматривать ошибки как возможность для обучения», — говорит Смит. Чтобы научить людей рассматривать ошибки как естественную часть обучения, нужно время. Мы все были смущены публичной ошибкой. Но достижение успеха в результате борьбы за решение, мы надеемся, поможет учащимся с большей готовностью подходить к будущим задачам. Для Смит способность «уверенно подходить к ошибкам» важнее, чем чему-либо еще, чему может научиться ученик.