学习的科学——《How We Learn》

作者 Benedict Carey

科学告诉我们，在一天之中，这里学一点那里学一点地完成功课并不是什么“不专心学习”的不良症状，那叫间隔式学习，而这正是现代社会文化中的焦虑之一，如果你照着本书所讲的去做，你会学得更深，学得事半功倍，成效肯定只多不少科学还为我们打开了一扇窗，让我们不再因为自己做不到每一个小时都专注于一项练习而觉得自己不正常。学习本就应该是在不断的分心中进行的活动，不仅在学习过程中你的心神会不断跳跃，而且你学习的内容也应该多样化，这样你才能获得把新旧内容混合到一起学习的超值效果。

现代社会是靠科学推动的，现在我们的衣食住行，都离不开科学进步。学校教我们物理化学生物，政治地理历史，语文数学外语，但是一直以来，学校都没有教我如何学习。用作者的话来说“学校是昨天才诞生的新鲜事物”，我们的教学体系有大量需要改善的地方，譬如学习方面一个科学的方法论的指引。本书作者Benedict Carey是纽约日报的顶级科学记者，30年来持续报道脑科学和认知心理学研究前沿，在本书《HOW WE LEAEN》中列举了大量的心理学和脑科学实验和研究成果，但又丝毫不显得枯燥，改变了我对学习的一些根深蒂固的观点，非常推荐阅读！

本书从脑科学开始，讲述大脑不同部位对于学习的不同作用，例如右脑负责艺术、空间和视觉，左脑负责解释和编故事，又比如神经元突触串连神经元构成神经网络形成记忆，而记忆每被提取一次，相应的这些突触被加厚，该信号传递变快。从物质基础的角度对学习进行了分析。而之后则大方地列出了学习的各种具体方法，不断刷新了我的三观。譬如：改变学习环境有助于学习，被打断有益于学习，遗忘对于学习是氧气般的存在……但这些都是有实验数据支撑的，并且有些还是对传统理论的突破。下面我列举一些具体的方法，对于可靠性有所怀疑的可以去看这本书，都有着理论和实验的支撑。

1. 无论你改变了环境中的哪些方面，只要你改变了能够改变的，就会有效。
2. 分散式学习相对于一口气学完效果好很多，特别是对于全新的内容。
3. 备考的最佳复习间隔：取决于待考时间

待考时间	两次学习间隔
1星期	1-2天
1个月	1星期
3个月	2星期
6个月	3星期
1年	1个月

4. 先考试后学习，有助于对后续学习内容的掌握，学习后考试来复习则有效帮助加深记忆
5. 立刻复习没有帮助。
6. 将学过的内容背诵或者表述出来有助于消除熟练度错觉，即使失败也有利于接下来的学习。顺便说一句，画荧光笔和抄笔记基本没有效果。
7. 遗忘有助于学习，作用有：过滤非重要信息，被动强化再次学习时的记忆，促进解决问题时的创造性思维（由于大脑存在预期假设，常常成为我们的思维陷阱）
8. 被打断有利于学习，碰到难题就适度中断，然后回来再继续。
9. 交替学习尽管看上去效率更低，但实际上帮你掌握的更好更灵活。
10. 大脑不仅能学会通过视觉、听觉、嗅觉触觉来感知它接收到的信息有细微差别，更能通过感知那些细微差别来学会分辨其不同。
11. 睡眠可以增强你对前一天所学内容的理解力和记忆力。不同的睡眠阶段对应不同的学习类型。
    1. “如果你是为了准备明天的表演，比如说音乐独奏会，那么这幅图就在告诉你，不妨晚点睡，但不要起太早”史密斯对我说，“可有些教练偏要让他们的运动员或者表演者早晨5点就必须起床，这简直是瞎胡闹。
    2. 针对快速眼动睡眠阶段的睡眠也是同样道理。最长的一段是清晨醒来之前介于第1阶段和第2阶段之间的一整块，如果你要应付一次数学或化学考试，以及任何考验你针对不同模式及规律的判断能力的考试，那么最好晚一点睡，而且如果可能的话，早晨睡个懒觉。让公鸡把嗓子叫哑好了，不必理它。
    3. 如果你是要应付需要发挥记忆能力的考试，比如默写新学的单词或是填写化学元素周期表，那就要靠这一部分的缓慢脑波形了。要计划好你的学习步调，确保自己能在常规就寝时间上床睡觉，充分满足这段深度睡眠所需要的时间，然后早早起床，在天亮之前赶紧再复习一遍功课。

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12. 中午一段一到一个半小时的打盹同样有助于学习。

这本书陆陆续续也看了一个月了，甚至可以说这本书是让我写读书笔记的直接原因，真的非常好。由于篇幅限制，对于科普类的书只能以这种比较粗糙的方式来组织，没能体现原书那种科学性和亲切的感觉，因此我会附上摘抄。

附件：摘抄

1. 基础理论-学习时大脑是如何运作的
2. 1. 大脑的学习机制
   2. 1. 结构：
      2. 1. 内嗅皮层：过滤信息
         2. 海马：构筑新信息
         3. 新皮层：储存显意识记忆
      3. 神经元突触串连神经元构成神经网络形成记忆——记忆每被提取一次，相应的这些突触被加厚，该信号传递变快
      4. 记忆的类型
      5. 1. 自传体记忆（往事片段）：叙事场景
         2. 语义记忆：以相关数据资料为基础
      6. 记忆系统：显意识和潜意识（动作练习等无法有意识记忆的）
      7. 左右脑的功能
      8. 1. 左脑：解释器，编故事，根据所看到的东西编造出一套有条理的说法
         2. 右脑：艺术，空间、视觉
   3. 遗忘的威力：过滤干扰信息，激活深处的宝藏
   4. 1. 提取任何一条信息时，总会修改其“可提取系数”乃至常常修改其内容本身
      2. 记忆失用理论（遗忘式学习）
      3. 1. 艾宾浩斯遗忘曲线（针对无意义音节设立实验，无规律、无关联）
         2. 失用定律（Edward Thorndike）：用进废退
         3. 巴拉德 回想：记忆在最初几天会增加（即使没有学习），而消弭则平均发生在4天后（针对诗歌、图片、照片、绘画等）
         4. 奖励机制：答对了偶尔定时的奖励比自动获得的奖励更有效
         5. 记忆失用理论：
         6. 1. 记忆分为储存能力和提取能力，前者通过学习增强，后者则是提取的难易程度，如果得不到强化会衰退
            2. “曾经遗忘”会增强记忆（必要难度，类似于肌肉恢复）
3. 具体方法
4. 1. 打破学习的好习惯：环境对学习的影响
   2. 1. 学习时我们的感觉、地点以及情绪状况、专注程度、直觉感觉等都会对考试成绩产生影响
      2. 1. 环境的还原是增强记忆的法宝
         2. 内在心境相似有助于记忆的再现
         3. 内在和外在提示都不如真正强有力的提示
         4. 备考复习时，重新整理学习材料，自己想出一套全新的复习概述有益于提高
      3. 无论你改变了环境中的哪些方面，只要你改变了能够改变的，就会有效
      4. 1. 换一个完全不同的房间，换一个完全不同的时间段，这样的实践本身就能强化你的学习，让你学的东西越发不必依赖于周遭的环境。
   3. 拉开时间间隔：化整为零才能记得持久
   4. 1. 分散式学习相对于一口气学完效果好很多
      2. “间隔效应”特别适用于全新内容的学习与学习
      3. 艾宾浩斯是第一个发现“间隔效应”威力的人（两天68+7次复习和三天总共38次复习的记忆效果一样）
      4. 要建立并维持一套外语词汇、科学概念或者其他信息资料，最佳复习间隔是：第一次学后1-2天内；过一个星期后；过一个月；不断拉长
      5. “巴利克四人行”学习研究发现：最长复习间隔为两个月（大脑对重复的内容的关注程度会变低，遗忘使得随后的学习效果被加强，更多的环境提示）
      6. 备考的最佳复习间隔：取决于待考时间，见下表
   5. 先考试后学习：利用无知的潜在价值
   6. 1. “必要难度”原则：大脑越是费力挖出某项记忆，对其再次学得的程度也就越深，因为提取能力与储存能力都被增强了。（从记忆中提取出来要比重新看一遍要难得多）
      2. “熟练度”错觉：越容易唤出的咨询记忆，再次习得的程度越浅（立刻复习没有帮助）
      3. 主动回想的效果比被动重复好，因此学得差不多了就放一边，然后尽量用心回想，摆脱对书的依赖。
      4. 最佳的学习和背诵比例为4：6——》3:7(高年级比例更低）
      5. 考试是一种学习方式：学过之后以考试的形式立即复习，可以有效帮助加深记忆，因此应增加考试频率。
      6. 失败的信息提取也能改变我们下一步对信息思考和储存的方向。（先猜测后学习使大脑以更高的要求运作）
      7. 把学过的东西表述出来是一种很好的“学习”方式，消除“熟练度错觉”
5. 深化理解力的技巧
6. 1. 孵化：沉淀思维离不开分心与分享
   2. 1. 关键性的顿悟往往出现在放手之后，在并非专心思考的时候，忽然地意外出现。这里过程被称为一个个抓取步骤：
      2. 1. 准备期：思考尝试到黔驴技穷的地步
         2. 孵化期：在孵化期中，大脑对周围任何可能与解决问题相关联的信息都很敏感，潜意识思考着各种组合
         3. 1. 可分为三种：放松（坐沙发上听音乐）；轻度用脑（网上漫游）；高度用脑（写一篇短文或琢磨另一项课题的作业）
            2. 对于数学或者空间类难题，比如前面的“铅笔谜题”，上述三种休息方式都不错，你选哪一种都没关系，而对于语言类的难题，比如远程联想字谜或是打乱字母顺序的字谜，则是轻度用脑的活动效果最好，比如电子游戏、单人跳棋乃至看电视。
         4. 顿悟期：疑团尽散，美妙的念头浮现
         5. 验证期：复核并确认结果是否真的行得通
      3. “遗忘”有助于“学习”，作用之一是“过滤器”，作用之二是“被动地强化再次学习时的记忆”。这里则是作用之三了:促进解决问题时的创造性思维。
      4. 格式塔学派：大脑会先把谜题目标看作一个整体，基于大脑的预期假设，先构建出一个“脑中虚拟实体”。脑海中的“虚拟实体不但决定了我会怎么着手解决这个谜题，也同样决定了我会如何诠释已知的各项条件。
      5. 谜语：你的船沉到海里去了。你游啊游，好不容易被海水冲上了一个荒岛，一个小小的、方圆不足两公里的小岛。你爬上沙地，步履蹒跚，打量着四周的海岸线。你认出来了，你在书上读到过这地方—普库尔岛，以其独特的种姓制度闻名于世。在这里，来自最尊贵种姓的人永远不会说真话，来自最低贱种姓的人只会说真话，而中间阶层的人则可能说真话也可能说假话。可是单从外表来看，你看不出一个人可能属于哪一阶层。若要生存下去，你唯一的机会是去到一个几十米高的“顿悟之塔”，一个庇护圣地，在那里你可以看得很远，还能发出求救信号。你沿着曲里拐弯的小道，来到了岛上一个十字路口，路边是三个普库尔人懒洋洋地躺靠在滚烫的沙地上。你想问问哪条道能通往那座塔，但你知道，按照普库尔的习俗，你只能提两个问题。你该问什么呢？——直接看就能看到！
   3. 渗滤：适度中断，欲冲向前，先退一退
   4. 1. 渗滤的第一要素:****打断。当我们有了某个目标时，大脑里会自动生出两种本能的预设，也叫做内在偏差。
      2. 1. 第一种预设是，一旦着手某项工作之后，你就在心理上给那项工作添加了一个“要完成它”的砝码，哪怕根本就不是什么要紧的事情。
         2. 第二种预设是在你全神贯注于工作时，他人对你的打扰不但会延长这项工作在你记忆中驻留的时间，而且还会让你在心理上把这项工作提高到“需要先去完成”的首要位置上。
      3. 渗滤的第二要素：被调动起来的，不断到处搜索的感知系统。人的基本需求和动力会提高自身感知力对周围能满足这些需求的相关事务的敏感度。一旦某个目标被激活，它便能盖过一切，调动感知、思维和心态，去关注身边的一切。
      4. 渗滤的第三个要素：有意识地反思。
      5. 指导意义：从难入手，如果想破脑袋也弄不明白就停手，然后做别的去，之后再回来攻克难关，不断反思。
   5. 交替：混杂在一起印象更深刻
   6. 1. 交替学习（interleaving）：把既相关又不想同的题材混合到一起来学习。
      2. 对单一而重复的集中训练的搅扰，使得受训者不得不一再做出调整，结果反而培养出了总体上的灵活应变能力，更由此提高了某项特定动作的准确度。
      3. 即使实验结果显示交替穿插地学习更有效，但参与者仍然觉得集中式学习（简单重复）更好。
      4. 交替学习非常因人而异、因内容而异，用在某些科目或者技巧上的效果尤其突出。不过最关键的地方在于，你在设计自己的交替学习方案时，一定要把新的科目或技巧跟学过练过，但已经有一段时间没有复习了的内容混合到一起，比如吉米·佩奇（Jinmy Page）的吉他独奏曲，或是乔治·布拉克（ Georges Braque）的绘画。
      5. 交替学习的功效就是让大脑准备好随时面对意想不到的事情。在真正的登山爱好者中流传着这么一句话:如果一路上没什么麻烦，那就算不得探险。他们所说的麻烦指的都是很糟糕的情况，比如绳子忽然断了、千粮袋飞落山崖、大狗熊爬进了帐篷，等等。而交替学习让我们做好准备去面对的那些可能的麻烦，可比这要轻缓多了。每次考试、每次比赛、每次竞争、每次表演之中，总会有些小问题，比如计算器放错了地方、忽然间头疼起来、太阳晃了眼睛、撞上了意想不到的论述题，等等。而交替学习最起码的作用，便是能让我们在日常练习中不但能复习到学过的东西，还会遇到一点意想不到的内容。
      6. “我们所做的一切都在告诉我们，大脑对发现不协调的地方天生敏感，”多伦多大学脑神经科学家迈克尔·因兹利希特（ Michael Znzlicht）说道，“一旦看到什么东西超出了正常秩序或范畴，大脑便会当即警醒起来，敦促潜意识更深入地处理刚接收到的这一信息:‘这东西怎么可能在这里呢？”
7. 两种利用潜意识的方法
8. 1. 知觉学习
   2. 1. NASA组织下的Ames研究中心在一个实验中，召集了10名无训练经历的新手和4名有500-2500小时飞行经验的飞行员，接受试运行培训，经过简单培训后参加知觉训练，读取仪表，仅一个小时的训练哪些新手的读表成绩就和那些平均飞行上千小时的飞行员不相上下。
      2. 大脑不仅能学会通过视觉、听觉、嗅觉触觉来感知它接收到的信息有细微差别，更能通过感知那些细微差别来学会分辨其不同。
      3. 知觉学习模块的目的在于提高判断的准确度和速度，也就是提高感知能力，让你只须扫上一眼就“知道”自己看到了什么连解释都不需要，至少不是当下需要。
      4. 艺术流派的知觉学习模块
      5. 知觉学习最妙的地方在于，它不但能自动进行，而且能自主修正，不用动脑筋就能学会。
   3. 让睡眠来巩固学习成果
   4. 1. 从研究数据中获得的大量证据说明，睡眠能增强你对前一天所学内容的理解力和记忆力，而且绝不仅限于彩蛋学习，它还可以辅助你的词汇学习、单词配对、逻辑推理，甚至能有助于你工作中的陈述报告、学校里即将到来的考试，等等当然，你首先需要记住所有这些课题中关键之处的主要细节，才能借助睡眠把这些要点拼凑起来，形成一幅更为完整的大脑认知图。这么做对你成绩的提升效果相当显著，大约能提升10％～30％，不过科学家们至今尚未充分了解潜意识状态下大脑究竟是如何运作的，因此还给不出合理的解释。
      2. 若按照睡眠阶段来划分，夜班模式具体应该是这样的。
      3. 1. 第1阶段:快速眼动睡眠阶段:进行模式识别，以帮助我们感知在白天的思维中显现不出来的各种关系，比如彩蛋实验，以及创造性难题的解决。它还很可能是所有睡眠阶段中最有助于渗滤效应的阶段。当然，在睡眠中的非快速眼动睡眠阶段内，渗滤也会起作用，只是程度不同而已。快速眼动睡眠阶段还有助于诠释带有感情色彩的记忆内容。在快速眼动睡眠阶段内，大脑会把情绪激动时形成的记忆中那层内心感受给剥掉，只保留其中的主体信息和具体细节，即在何时何处发生过什么。“夜间心理治疗期”
         2. 第2阶段:这是运动记忆的专场。是对运动学习最为关键的一个环节，所有不同类型的运动学习都应同此理，无论是音乐学习还是体育学习，也许还包括机械操作技能的学习。”
         3. 第3和第4阶段:这两个阶段在研究中常常被当作慢波阶段或深度睡眠阶段而合并到一起，是延长记忆的关键阶段。如果让人缺少这一阶段的深度睡眠，不但不利于美容，而且还会削弱睡眠对记忆的辅助效果，尤其是对刚刚新学的数据、信息、词汇、姓名、日期、公式等的记忆。慢波阶段对巩固陈述性记忆十分重要，而且这样的辅助功效是快速眼动睡眠阶段所达不到的。
      4. 针对应付的事件不同，可以选择不同的睡眠策略：
      5. 1. “如果你是为了准备明天的表演，比如说音乐独奏会，那么这幅图就在告诉你，不妨晚点睡，但不要起太早”史密斯对我说，“可有些教练偏要让他们的运动员或者表演者早晨5点就必须起床，这简直是瞎胡闹。
         2. 针对快速眼动睡眠阶段的睡眠也是同样道理。最长的一段是清晨醒来之前介于第1阶段和第2阶段之间的一整块，如果你要应付一次数学或化学考试，以及任何考验你针对不同模式及规律的判断能力的考试，那么最好晚一点睡，而且如果可能的话，早晨睡个懒觉。让公鸡把嗓子叫哑好了，不必理它。
         3. 如果你是要应付需要发挥记忆能力的考试，比如默写新学的单词或是填写化学元素周期表，那就要靠这一部分的缓慢脑波形了。要计划好你的学习步调，确保自己能在常规就寝时间上床睡觉，充分满足这段深度睡眠所需要的时间，然后早早起床，在天亮之前赶紧再复习一遍功课。
      6. 在一小时到一个半小时的打盹中，也会出现快速眼动睡眠阶段和慢波深度睡眠期。在一些实验中，白天睡上一小时到一个半小时所得到的学习辅助效果，跟一整晚8小时的通宵睡眠几乎不相上下。

@落樱神斧华先生
2019年5月18日