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用学习科学促进教学的16条原则

时间:2021-05-12人气:

学习科学涵盖了在一系列广泛领域中的研究发现,包括人类如何感知、组织和存储信息,以及此后如何从记忆中提取信息。我们已经对人类处理和存储信息的方式有了大量了解,这些知识可以在教育中被系统地使用,以帮助学生掌握学习内容。
奇怪的是,学习科学虽然在几十年前就已经发展成熟,却很少被用于促进教学。相反,大多数课堂使用的仍然是一千多年前开发的教学方法。
如果你走进任何一所大学,更有可能看到的是一个“舞台上的圣人”:教室前面站着教师,下面是一排排乖乖坐着的学生(其中有些在听讲,有些在做笔记,但更多人在发电子邮件、浏览推特或网上冲浪)。据我所知,密涅瓦是唯一一所在课程体系的各个方面都系统地使用学习科学的大学。
讲座是一种常见的教学方式,但我们需要区分教与学。“教”侧重于信息的传递,“学”则关乎知识的获取。乍看之下,教与学应当完全并行一致,但通常并非如此。“教”通常以教授认为方便和高效的方式进行,教授很少考虑如何教才能促进学生学习。因此,讲座是一种极好的“教”法:一名教师可以轻松地给一万人讲课,这和给十个人讲课并无二致。但无数研究表明,讲座对学生而言,是一种非常糟糕的信息获取方式。
既然如此,为什么讲座式教学仍然主导了多数大学课堂呢?部分原因可能在于,教学者对学习科学知之甚少,无法将其加以运用。这并不是说不存在其他症结,但毫无疑问,大多数想要让教学真正有效的教师,一定能从更全面地理解学习科学中受益。
我将简要概述从实证文献中收集到的有关学习科学的关键原则。我将之总结为两条总体原则(我称之为“准则”),进而探讨两者范畴内的16条具体原则。 

准则一:深入思考


 这条准则的核心观点很简单:对某件事情思考得越多、对自己所做的事情越专注,未来就越有可能记住它。
 “深入思考”这一准则下包含7条原则。 1.唤起深层处理一个人越能够有意识和专注地进行认知行为,就越有可能在此后回忆起相关信息。比如说,如果你能为如何在特定情况下使用每条原则分别想一个例子,那么相比仅仅阅读和理解这些原则,你会记得更牢。 2.选择理想的学习难度我们可以将此视为“金发姑娘法则”(意即不多不少刚刚好)。当学习任务既不简单到无聊,又非难到让人望而却步时,才是最好的。为了最大限度地发挥深入思考的价值,学习者则需要尽可能地参与其中——要不多不少刚刚好。例如,如果你擅长数学,和那些数学知识较少的人相比,你就需要更具挑战性的概念示例来保持专注学习。 3.引发生成效应仅仅回忆信息——特别是在需要努力回想时——也能提高人对该信息的记忆程度;从记忆中挖掘信息的这一行为本身,也会重建和加强该信息的心理表征。例如,这一原则可能引发这样的结果:频繁的测试如果能引导学习者回想相关信息,就能够加强学习。 4.进行刻意练习想要有效学习,有时就需要关注并思考所学内容的一些具体方面。其中,反馈尤其能帮助你纠正心理表征中不甚理想的方面。例如,在学习法语时,最好的方法是让以法语为母语的人听你的发音并仔细纠正。当学习者进行“刻意练习”时,这种反馈是最有效的。当你仔细注意错误,并根据犯错的原因来纠正后续表现时,就是在刻意练习。 上述四条原则都聚焦于同一个事实,即大脑对相关信息处理得越多,将越能更好地记忆。接下来的三条原则侧重于促进人们对信息的进一步处理。 5.使用交错技法不要只关注一种类型的问题(好比在做数学题时),而是最好搭配不同类型的问题一起思考。这一原则同样也暗示了在学习法语时,最好先学一些法语,然后学一些历史,再学一些数学,最后再回到法语。这是有道理的,因为人们更容易关注新事物,而非长时间持续关注相同的内容。 6.促进双重编码假设我给你一小段话要你记住,如果其中包含了一些插图,就会更方便记忆。一般来说,同时呈现口头和视觉材料可以增强记忆。在这种情况下,大脑在记忆中存储了多个表征(一些是语言表征,一些是视觉表征——它们存储在大脑的不同部分),这就使你以后从记忆中挖掘信息时有多次机会。此外,假设只给你一个名字或一段口头描述,如果你可以将其视觉化,你的记忆也将大大改善。 7.唤起情感如果能让人在经历某个事件时感受到某种情绪,通常就会使他更有效地回忆起该事件。情绪既会让注意力集中,也会使大脑投入额外的资源来存储信息。负面情绪尤其会使注意力聚焦,让人更注重细节。例如,如果你对一场面试感到焦虑,那么与不焦虑时相比,你或许能记住面试的更多细节。 

准则二:创造和使用联想


 联想不仅帮助我们组织内容以便记忆,更像个钩子般方便我们提取记忆以回忆相关内容。
埃里克森等人的研究充分展示了联想对人们整理思考内容的推动力量。研究人员要求一名本科生在一年半的时间内,每周至少来实验室三次。每次在实验室会面时,研究人员都会对他说一系列随机数字(每秒一个数),并要求他重复这些数字。
一开始研究人员只报一个数字,参与者能正确地回忆起来。然后研究人员报了另外两个随机选择的数字,参与者也能回忆起来。然后是三个,依此类推。每次数字的长度都会增加,直到参与者无法回想起整串数字(第一天他记住了八个数字)。每次会面时研究人员都会从前一次中断的数字个数开始,报出长度相同的新一列随机组合的数字。每次会面研究人员都会使用新的一组数字,因此参与者无法就同一列数字反复练习。但是,当研究最终结束时,该参与者可以记住79个随机数字!
他是怎么做到的?事实上,这项研究的参与者是一位长跑运动员,参加过多次马拉松比赛。他将听到的随机数字与长跑比赛的不同元素相关联。例如,如果他听到“3、4、9、2”,他可能会将这些数字与“3分钟、49.2秒”相关联。因此,四个数字通过联想被转换为单个“组块”。这个组块就像单个数字一样容易存储!
联想不仅能帮助我们将新信息输入记忆,从而有效地存储信息,也可以帮助我们在未来提取这些信息。联想可以作为线索和提醒,每个线索都会引起特定的联想,继而让人从记忆中提取出某些信息。每当我们尝试想起一些信息时,这种通过提示回忆起特定信息的过程就会发生。
“创造和使用联想”这一准则下包含的原则可以区分为两大类。 

一 使用联想来构造信息

 “使用联想来构造信息”大类包括以下5条原则: 1.促进组块构建正如我们在此前那位能记住大量随机数字的长跑运动员身上所看到的,你可以使用记忆中已有的联想将材料组织成数量相对较少的几个组块。人们可以轻松地记住三到四个组块的内容——显然,每个组块单元本身还可以包含三个或四个组块。例如,如果你想要学习16条原则,就可以想办法将它们分为四个左右(或更少)的组合,每个组合分别由四条(或更少)原则构成。将材料组织成人脑可处理的单元明显对学习有益。 2.借助已有联想在学习新事物时,要尽可能找到它与记忆中已有信息的关联,且关联越多越好。例如,遇到一个陌生人时,你最好把他的长相和你认识的同名朋友的长相联系起来,以此记住他的名字。比如,你可以在脑海中想象出你那位朋友的长相,然后将脑海中的图像变形为新朋友的长相。这样做几次后,你就会将新朋友的长相与老熟人的长相相关联,而熟人的脸早已与相应的名字关联起来了。
已有联想可用于新信息的学习,这也解决了一个古老的难题:研究人员曾一度忧虑所谓的“专家的悖论”,即一个人知道得越多,反而越容易学到更多。原本的直觉是,一个人知道得越多,其记忆就应该越“满”,因此存储新信息应该更难,而不是更容易。但研究人员已经了解到,一个人已知的信息越多,可以用来存储新信息的现有关联就越多。就好像一棵果树拥有的枝条越多,树上的叶子和果实就越多。因此,这种悖论实际上是不存在的。 3.首先展示基础内容想要学生习得复杂信息,教师就要利用已有联想首先展示最基本的内容,再一点点融入新内容,这样就能够增强学习效果。首先展示的基础内容提供了教学主干,教师可在其基础上增加额外信息,使学生逐步形成有条不紊的思维结构。例如,我首先提出了两项准则,这就给读者提供了用来理解具体原则的框架。 4.利用适当的实例没有实例就无法完全理解抽象概念。但是,实例必须令人难忘,这可以通过与先前信息建立联系来实现。同一学习内容的多个示例必须彼此关联,并与待学习材料聚合成一组内容。例如,我在讲授远迁移的概念时,如果仅提供一个例子是不够的。我需要几个不同的远迁移例子,而且要确保学生找到它们彼此间的关联,哪怕它们可能看起来非常不同。 5.依靠原理,而非死记硬背学习不仅需要熟悉实例,还要理解那些组织和整合实例的基本原理。例如,学习远迁移的关键是区分表面特征(特定实例)和潜在的深层特征(这些特征表明了应当将哪些知识迁移到当前实例)。例如,辩论的原理也可以用于教学,但并不意味着必须形成对抗(辩论的表面特征),而是意味着敏锐地察觉其他人的目标和观点(辩论的深层特征)。原理必须与实例相关联。总体来说,明确信息如何与其他信息形成抽象(文献称之为“深层结构层面”)的关联,能够增强记忆。
 

二 创建丰富的提取线索


其核心思想是,学习者需要把所学内容与独特的信息关联起来,以便此后在需要时能获得有效的提醒。
动态的心理表征产生于最近的经历或思想,它通常是有意识的,因此很容易被回忆起来。我们可以保留不计其数的这种心理表征,而且它们往往杂乱无章。我们通过使用线索和提醒来提取这些表征。例如,可以把电影中的一个箱子与棺材相关联,因此在看到棺材的形状时就会提醒自己这个箱子的存在。因此,为了更容易回忆,结构性表征必须包括未来容易获得提示的特征,包括与独特时间和地点的关联。以下原则可以让大脑生成这样的线索。 6.创建关联链(即讲故事)故事是建立在一系列相互联系的因果事物之上的——这是故事情节的本质。通过创建一个具有叙事主线的、由不同关联组成的序列——也就是一个故事——来整合学习内容,不仅有助于创建更大的组块(编故事就是构建联想以创建组块的方式之一),更重要的是有助于你在未来回想学习内容时,也可以使用故事的各个部分来提示下一部分内容。这样的提示能够为将来回忆故事中的信息提供极大的便利。例如,要理解“深入思考”这一准则下的各个原则,你可以创造一个关于某朋友为了掌握计算机编程语言Python,是如何利用每一条原则,并在某一原则不够用时又采用新原则来学习的故事。 7.使用间隔练习死记硬背或许是一种有效的识记方式,但却是一种糟糕的学习方法。用一个类比来说明。我年轻时有一张黑色的木桌,我觉得如果把它漆成白色会更好看。但忙中出错,我忘记按照别人的建议,涂几层薄漆而不是一层厚漆。相反,我把一层厚厚的油漆倒在了桌子上。一开始,一切看起来很好,原来的黑漆被完全覆盖了。但没过多少时间,油漆就开始裂开——很快,桌面就一团混乱,比原来的样子更加丑陋。
类似的事情也会发生在记忆上:想要把信息一股脑儿地记下来,反而更容易遗忘。原因之一在于,如果你死记硬背,你就只有一组提取线索,即在存储信息那一瞬间大脑所建立的联想。相反,如果把学习内容按时间逐步排开,大脑会将学习内容与许多不同的线索相关联。在相对较长的时间内重复使用信息,要远好于在学习过程中一次性地识记信息。 8.建立不同的学习情境远迁移是学习的终极奥义。如上文所述,当在一个情境中学到的信息,被提取和应用于一个非常不同的情境中时,远迁移就发生了。远迁移在很大程度上是可能的,因为学习者已经学会了一组不同的例子,并牢牢掌握了所学内容背后的基本原理。但这个过程能否实现更取决于学习者是否知道所学信息与当时的情境具有相关性。为此,学习者应当将学习内容与大量不同的学习情境联系起来。例如,在不同地点学习,将提高学习者未来在不同环境中使用信息的能力。 9.避免干扰独特的记忆提取线索之所以至关重要,某种程度上是因为这些线索可以帮助学习者避免其他信息的干扰。心理学家记录了两种类型的干扰。其一,当之前学习过的内容干扰到新信息的学习时,发生的是前摄干扰。其二,当新学的内容损害了回忆先前学过内容的能力时,发生的是倒摄干扰。以语言学习为例,一旦你学习了法语发音,就可能很难回忆起西班牙语发音。而创建独特的提取线索,可以帮助我们同时避免这两种类型的干扰。 以上讨论的16条原则,为各式各样的学习提供了基础,无论是从高尔夫挥杆的学习到版权法的学习,还是对学习原则本身的学习。在密涅瓦,我们从头开始设计课程,并在此过程中保持了系统性和原则性。我们决定充分利用学习科学,基于上述学习原则的应用技法来设计(和继续设计)每一门课程:每堂课都围绕主动式学习来构建,而每一项主动式学习的练习都以上文描述的各组原则为基础。如果我们在呈现和使用学习内容时遵循了这些原则,那么学生就能很有效地学习——有时甚至不用费其他刻意的功夫。

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