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大腦與學習是怎麼樣的關系

生活 更新时间:2025-03-12 18:11:47

我們都知道學習非常重要,但如何學習,如何證明自己在正确學習,什麼時候知道自己真正學會了?如何去證明?标準是什麼?

今天我們從認知心理學的角度切入,談談如何學習以及為何要這樣學習才是最有效的。内容比較多,也比較硬核,都是認知心理學等多種學科通過大量實驗證明行之有效的原理、規則、方法和技巧。

好,我們現在開始。

首先從大腦的學習機制——認知心理學中一個常見的信息加工模型開始:

大腦與學習是怎麼樣的關系(認知心理學告訴你大腦如何學習以及為何這樣學習最有效)1

環境信息以文字、圖像和影音等形式,經由眼睛、耳朵等器官進入大腦,被感知到的信息在工作記憶中進行深加工,之後被認為重要的知識與長時記憶裡的原有知識進行關聯整合,最終把學習成果再次存儲到長時記憶中。

環境信息

眼前的人事物、周邊的聲響,等待解決的問題,當然還有你的學習資料,所有這些都統稱為環境信息。

感知記憶

環境信息刺激進入感知記憶,感知記憶是指短時間内對感覺刺激效果的保持,感知記憶的容量極其有限,一般都在4.5個以下,其保持時間也很短,大約在0.25秒到4秒之間。

工作記憶

工作記憶由語音回路、視空畫闆和中央執行系統組成。語音回路存儲聲音信息,視空畫闆存儲視覺和空間信息,中央執行系統負責協調兩者的加工過程,将信息與長時記憶的内容建立聯系,同時也會幫助學習者集中注意力,屏蔽外界的幹擾信息。

工作記憶的容量是4-9個信息量,在未經複述的條件下(如不斷地重複聲音),多數信息保持的時間在5-20秒,最長不超過1分鐘。

長時記憶

任何一個信息首先會在工作記憶作短期記錄,但工作記憶的容量很有限,不重要的信息會被删除,重要的或者被關聯的信息才會存儲到長時記憶裡。長時記憶的存儲時間在一分鐘以上,一般能保持多年,甚至是一輩子。

這就是大腦的學習機制,為了更好地講解下面的内容,我們再簡化一下這個模型:

大腦與學習是怎麼樣的關系(認知心理學告訴你大腦如何學習以及為何這樣學習最有效)2

大腦與學習是怎麼樣的關系(認知心理學告訴你大腦如何學習以及為何這樣學習最有效)3

首先,學習是帶着目的的,因而必然大概知道學習對象,所以,我們把環境信息的範圍縮小到對象為具體的學習資料。

然後,把感知記憶和工作記憶合并,或者說直接砍掉感知記憶(事實上很多學習類書籍也是這麼做的),留下最重要的工作記憶部分。工作記憶主要是對學習資料等信息進行重組、加工,這個過程需要大腦的意識層面進行主動思考,因此,我們也可以把工作記憶稱為思考部分。

現在,我們再對每一個部分做一個定義。

學習資料:即正确有效的文字、圖片以及音視頻等資料。

對于學習資料,個人認為,最好是文字性材料(其中最好的是書籍),為什麼呢?

因為文字資料能夠調動人的主觀能動性,可以根據内容的深淺主動幹預學習節奏。而音視頻等資料會導緻被動學習,而且很難控制學習節奏。

思考(工作記憶):指的是解決問題、推理、進行複雜的閱讀或是任何需要付出努力的腦力勞動。

長時記憶:存儲所有知識的地方。

通過這個簡單的大腦模型,我們不難發現,影響學習效果就是這三個方面:

1.學習資料

2.思考

3.長時記憶

學習資料

學習資料影響學習者的學習質量,這點毋庸置疑。

我們要注意學習資料的時效性,既要跟上時代發展步伐,又要盡可能确保資料的正确有效,,因此,你需要在搜集方面下點功夫。至于如何搜集,不屬于本文重點談論的部分,在這裡略過,我隻談最重要的兩點:

1.盡可能不看或少看那些隻會挑起情緒的、無理無據的雞湯文,看這種文章,大多數時候就是在浪費時間,還被文章制造的焦慮所害。

2.如果對所學領域一點都不懂,建議從科普讀物開始,這種書籍隻要有基礎閱讀能力的人就能讀懂,是打基礎用的。然後到教材級别的書籍,通常這些書籍是集大成者,會介紹不同時期不同專家不同角度研究同一領域的内容,方便讀者對比了解和學習。比如很多大學教材就是如此。最後是專業領域的書籍、研究文獻等。這類内容是很垂直的,鑽研得很深,适合深入學習時使用。

思考(工作記憶)

思考發生在工作記憶裡面,在你将不同的信息(如學習資料,長期記憶庫裡的知識等)進行重組時發生。而成功的思考,主要受到思考空間背景知識的影響。也就是說,如果你有豐富的背景知識、充足的思考空間,那麼,你的思考就越容易成功。

好了,現在開始重點說明思考空間了。

首先你要知道一點,大腦天生不善于思考,為什麼呢?就是因為大腦的思考空間太小了,小到隻能容納5-9個信息量,跟長時記憶的容量,簡直是一個天和一個地。

我們舉個例子:請你試着心算19×6

相信你的心算過程類似下面這些步驟:

1.用9乘以6

2.從記憶庫中獲得9×6=54這個事實

3.記住4是答案的一部分,将5帶到十位

4.用6乘以1

5.從記憶庫中獲得6×1=6這個事實

6.将5和6相加

7.從記憶庫中獲得5 6=11這個事實

8.記住11,後面加上4

9.答案是114

是不是有點難以想象?“簡單”的一道數學題,你的大腦原來經曆了如此多的思考過程,但你卻渾然不知。當然,對于這道題,你的大腦還算能應付,但是,假如讓你心算135×94=?恐怕就沒那麼容易了,為什麼呢?因為大腦的思考空間完全不夠用啊,根本裝不下那麼多的信息。

那麼,該如何解決這個問題呢?可以擴容嗎?答案是不可以。但我們可以通過下面三種方式來騰出空間,讓大腦更好地思考。

1.把重要的信息寫在紙上

當然,這個辦法也不屬于本文的讨論重點,再次略過。

2.組塊

組塊就是将一些看似無意義的信息合并為有意義的單元組合。

比如記住這8個詞語:活蹦亂跳、汽車、廚房、猴子、高速、炎熱、髒亂、遊泳

我們對其重新分組,可以得到這些短語:活蹦亂跳猴子、高速汽車、髒亂廚房、炎熱遊泳。這樣是不是把原本8個信息量,變成更好記的4個信息量(組塊)了?

再比如記這一長串數字:197308270091152038

這裡有18個數字,由于思考的空間僅能裝下5-9個信息量,所以如果要在短時間内記住它,恐怕比較困難,但是,如果能發現其意義,就不一樣了。

1973 0827 00 911 520 38

1973是某人的出生年份?

0827是一對戀人第一次相識的日子?

00像不像一個望遠鏡?

911事件應該還記得吧?

520就是我愛你

38是婦女節

看,18個信息量,一下子減少到6個,短期記住是不是就成為可能了呢?

當然,組塊的方法還可以運用到更多的内容中,這裡就不一一舉例了。

3.自動化

對一些步驟性的内容進行壓縮,最終做到自動化。

比如開車,一開始的時候,你的注意力要非常集中,關注前方車輛,紅綠燈,道路标志,左右後視鏡,油門,腳刹,手刹,,,,,可以說,這時候你大腦裡所有的注意力資源,全都放到開車這一件事上,而且你還會緊張。但是,神奇的是,随着練習的深入,開車經驗的增長,突然有一天,開車的整套流程,你都能夠流暢執行,而且你的注意力資源還可以分配到别的地方,比如和身邊的朋友聊上兩句。

接着,我們談背景知識

雖然思考(工作記憶 )的容量極其有限,但大腦對長時記憶卻非常慷概,可以說長時記憶的容量是取之不盡,一個人終其一生都不可能用得完。

在這裡,我們暫時把長時記憶裡的知識統稱為:背景知識。背景知識分為事實性知識和程序性知識。

事實性知識

事實性知識,就是跟What有關的知識,比如一些已經發生的客觀事實,時間、人物、地點以及發生的事件經過等信息。舉上一篇文章《快速背誦十九乘法表...》的那個例子:達爾文寫了一部《物種起源》,就是一個事實性知識。

程序性知識

程序性知識,就是跟How有關的知識, 比如如何開車,如何做飯,打籃球,遊泳,拳擊等等。上面提到的步驟性的内容,就屬于程序性知識,我們要對其進行壓縮、自動化。

如果你問我,一個人的成長學習中,如何打好堅實的基礎,我會毫不猶豫的告訴你,就是積累大量的背景知識。背景知識它太重要了,怎麼強調都不為過。為什麼?通俗點講,知識就像原材料,太少的話,再多的思考技術,也整不出一朵花出來。

當然,這個回答很有道理,但好像也是廢話。那它的作用究竟是什麼,值得我再三強調呢?

我試着從兩個方面來回答大家:

1.它可以增強記憶力

2.它可以增進理解力

1.增強記憶力

有一句話是這麼說的,知識富有的人會更富有知識。大白話就是,懂得更多的人會學得更快更多。

試想一下,如果A的大腦裡有1000個有用知識,B的大腦有10000個有用知識,如果完成同樣的任務,你會覺得誰會完成得更出色?當然是B。可是,我要提醒你的是,千萬不要認為,A和B的區别是9000個有用知識,可能是幾萬甚至十幾萬知識的區别,為什麼?從神經科學的角度,大腦的記憶是呈分布式網絡狀的,這其中有很多的記憶是相互連接的,假設一個神經元代表一個知識,那麼,1萬個知識的相互連接,将會形成多少個新的知識?

那麼,背景知識是如何增強記憶力的?

其實上面我們已經提到,背景知識能夠顯著促進我們對不同的信息進行組塊自動化,這時候當然就能增強記憶力了。相關的例子,上面已經提到,這裡就略過了。

其實我們換個角度想想,知識越多,經驗越豐富,是不是更容易發現不同内容之間的意義、從而更高效的組塊?如果你懂得開轎車,是不是更容易學會開貨車了?

2.增進理解力

這個需要詳細講解一下。它有四個方面的體現:

1.提供詞彙

2.填補邏輯空白

3.騰出思考空間

4.為模糊句子提供解釋

1.提供詞彙

這個其實很好理解,比如你看到這句話:

她的閨蜜正在和一個“鳳凰男”約會

你會想,鳳凰男?是什麼意思呢?如果你的知識庫裡根本沒有這個詞,你就不可能知道這個所謂的鳳凰男究竟是好是壞,對嗎?

通過這個例子,你應該清楚,詞彙是如何增進理解力的了。

2.填補邏輯空白

很多時候,書籍裡的文字,或者和朋友聊天說話,總會省略一部分内容,這需要我們自己去腦補,如果你背景知識豐富,那麼,這個腦補的過程可能自然而然就完成了,但如果知識匮乏,就會不得要領。

舉一個例子

“我不會在王總來參加晚會的時候表演我新編的舞蹈。”

這句話有兩個要點:

A--她要表演新編的舞蹈。

B--有王總參加的晚會她不會這麼做。

稍微有點經驗知識的人,就會明白其中的緣由。其實,這裡省略的信息是:表演新編舞蹈容易出錯,而且,她想留給王總一個好印象。

3.騰出思考空間

這點也比較好理解。因為背景知識豐富,合并組塊的能力自然就更強,這時候思考的空間更充裕,理解知識要點的效率自然就更強了。

4.為模糊句子提供解釋

直接上案例,請你閱讀下面這段文字:

“.....步驟其實很簡單,首先,你将物品分類擺放,當然,數量不多的時候就不用分類了。如果你因為機器不夠需要去其他地方,這是下一步的事,否則你差不多就可以開始了。很重要的一點是,不能使用過度,也就是說,最好少量多次而不是一次放太多。”

怎麼樣,是不是有點抓狂的感覺?倒不是因為有什麼生僻的字詞,但就是難以理解對嗎?不過,如果一開始就告訴你,這段話的标題是“洗衣服”,你大腦裡的背景知識馬上的蹦蹦跳跳的出來了。

我們終于講完背景知識之所以重要的原因了,現在你可能會問,我要學什麼背景知識呢?還有,我要如何學習背景知識?

我們先看第一個問題,學哪些背景知識。這裡是兩點建議:

1.學通識

比如牛津通識系列的書籍,就是非常好的科普讀物,從你感興趣的開始,持續大量的閱讀。

2.學基礎性内容

基礎性内容的最大特點是,它的适應範圍很廣,可遷移能力很強。

比如數學就是一個基礎性學科,學物理非常需要它。再如,溝通也是非常基礎的能力,教學、演講、銷售、當領導都需要它。還有寫作能力、閱讀能力、如何學習的能力,都是一些非常基礎卻又極其重要的基礎能力。

接下來就是,如何學習背景知識的問題。

針對不同種類的内容,有兩種學習方式:

1.理解記憶:針對有意義的内容。

2.記憶術記憶:針對無意義的内容(當然,有時候有意義的内容也可以嘗試)

如果你對上一篇文章還有印象,《快速背誦十九乘法表......》對此已經有過一些介紹,但相對比較簡單,這次我們深入講解一下。

1.理解記憶

學習背景知識,肯定不是羅列事實清單和程序要點,這樣既枯燥益處又不大。學習知識的目的應該是用相關的事實或程序知識關聯起來,去理解和學習一個相關的核心概念。

那麼,該如何去理解才會産生最長久的記憶呢?

認知心理學家通過大量的實驗證明,長久記憶的核心關鍵是思考意義,更準确的表述是:思考事物準确的意義。

首先,“意義”是什麼意思呢?

這個“意義”肯定不是過于表面的知識,而是事物深層的本質的屬性。我們要想辦法找到它、思考并理解它。比如有一個剃須刀,如果你隻是記住了它是一個外觀為黑色的東西,但你還是沒有思考它的準确意義:剃須刀是用來剃胡子的。

“準确”又何解?

同一個知識可能有不同的意義,比如鋼琴這個詞包括很多意義,它可以彈奏,它很貴,或者它很重,又或者它是用上等的材料制造的。

曾經有一個實驗是這樣的,主試者将同一個詞放在不同的句子裡,讓被試者想這個詞的不同特性,比如“搬家工人使勁擡着鋼琴上樓”或者“演奏家用鋼琴彈奏出美麗動人的樂章”。被試者清楚他們隻需要記住加粗的詞語。之後,主試者對他們的記憶進行了帶有提示的測試。例如對于“鋼琴”一詞,提示是“重物”或者“樂器”。結果顯示,當提示和句子中的特性一緻時,被試者記得很好,反之則很差。這就是說,如果被試者讀到關于“搬家工人”那句話,聽到“樂器”這一提示,并不能幫助他們想到鋼琴。

所以,僅僅說“思考意義”還不夠,應該是”思考事物準确的意義“。

2.記憶術記憶

絕大部分知識,都應該通過思考意義的方式去記憶。但是,當你必須要記憶大量無意義的内容時,不妨去嘗試記憶術,這也是被證明有效的方法。下面列舉一些常用的記憶方法:

聯想法

在不同的内容之間建立某種聯系。

舉例:

要學習這5個詞語:烏龜、蘋果、蟲子、手表、蘑菇

我們可以把這些詞語有序聯想為一個故事:

烏龜咬了一口蘋果,

發現蘋果裡有一條蟲子,

蟲子身上還戴着手表,

手表掉下來砸中蘑菇。

位置記憶法

首先要找到一些熟悉的生活場所,然後在這些場所中有序選一些空間位置,如沙發、茶幾、陽台等等,最後将要記憶的内容放到這些空間位置上。

舉例:

用位置記憶法記憶烏龜、蘋果和蟲子,你可能會這樣想象:沙發上有一隻烏龜趴着,茶幾上有一盤蘋果,外面的陽台上有一條大蟲子。

首字法

每項記憶内容抽取一個關鍵字詞,然後串成一句順口溜。

舉例:

侵略中國的八國聯軍是哪八個國家?

俄國 德國 法國 美國 日本 奧匈帝國 意大利 英國

首先提取關鍵字

俄 德 法 美 日 奧 意 英

接下來把關鍵字串聯成一句順口溜

餓的話每日熬一鷹(一個饑餓的人在熬鷹湯)

這樣:

餓 想到 俄國

的-德國

話 諧音 法國

每-美國

日-日本

熬-奧匈帝國

一-意大利

鷹-英國

諧音法

比如将單詞的發音諧音成中文進行聯想記憶

舉例:

postman 郵遞員

postman 發音像不像中文的”跑死他們?“

然後與中文聯想記憶就是:郵遞員一整天跑來跑去送快遞,真的跑死他們了。

economy 經濟

economy 諧音 依靠農民 economy 依靠農民

經濟要發展 可以依靠農民

ambition 雄心 抱負

ambition 俺必勝

做人做事要有雄心抱負 俺必勝

數字編碼法

首先,通過諧音、象形等方式,将數字編碼為熟悉的事物,然後再把要記的内容與編碼關聯在一起。

舉例:

記十二生肖

鼠 牛 虎 兔 龍 蛇

馬 羊 猴 雞 狗 豬

首先把數字1-12編碼為熟悉的事物:

數字1通過形狀可以想到一棵樹

2 形似鴨子

3 形似耳朵

4 形似紅旗

5 形似鈎子

6 形似勺子

7 形似拐杖

8 形似葫蘆

9和貓,俗語說貓有9條命

10 棒球 1棒 0球

11形似筷子

12諧音嬰兒

接下來用數字密碼與十二生肖進行聯想

1 大樹和鼠 想到 大樹下有老鼠洞

2 鴨子和牛 想到 鴨子騎在牛背上

同樣的道理

3 耳朵和虎 耳朵被老虎咬住了

4 紅旗和兔 兔子拿着紅旗呐喊加油

5 鈎子和龍 龍在抛大鈎子

6 勺子和蛇 勺子敲打蛇

7 拐杖和馬 拄拐杖的老馬

8 葫蘆和羊 背着葫蘆的羊

9 貓和猴 貓抓破了猴子的紅屁股

10 棒球和雞 棒球打在了雞的頭上

11 筷子和狗 用筷子給狗撓癢癢

12 嬰兒和豬 嬰兒吵醒了懶豬

以上是比較常用且實用的記憶方法,大家如果要深入學習,請留意我以後的文章。


中場記:

本來想着一篇就可以寫完的,但發現要分享的内容實在是太多了,那就留到下一篇吧。下一篇的内容也非常重要,涉及到練習、認知能力和認知風格、抽象知識如何學習、專家是如何學習的,他們有什麼特别之處?。。。。。等等等等,希望下一篇是這個系列的最後一篇。

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