有效学习的通用法则：“必要难度”

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有效学习的通用法则：“必要难度”
作者：杨丽娴 张锦坤

【摘 要】学习者在学习过程中容易受到“认知错觉”的影响，将学习阶段的习得水平等同于最终掌握水平，从而导致低效学习。存储力和提取力在记忆保持中作用不同，二者呈负相关，在学习阶段提取容易并不能促进存储，而“有难度”的提取却使记忆保持更持久、可迁移性更强。有效学习策略往往包含“必要难度”：(1)变换学习情境，通过学习与提取的情境不一致产生“必要难度”；(2)分散学习，通过调节学习间隔产生“必要难度”；(3)交错式学习，通过对学习事件的顺序安排产生“必要难度”；(4)生成或测试，通过提取练习制造“必要难度”。
【关键词】有效学习；必要难度；存储力；提取力
新近以来，学习和记忆领域关于中小学生有效学习的研究越来越清晰地表明，要使学习最优化、高效率，学习者就不能完全靠自身直觉来选择学习方式，因为如此往往容易出错。例如，一段文字或一页单词，将其重读一遍即可很容易地提高学习者对它的熟悉性或知觉流畅性，而学习者往往会将这种熟悉性或流畅性看作是“理解”或“领会”。事实上，相对于真正掌握，重读一遍带来的仅是低水平的知觉启动。类似地，背单词时，当某一单词可以较容易地被我们所识别时，我们往往会认为已经“学会”了，而实际上这只是存在于学习阶段的记忆线索而已，一段时间后可能就衰减甚至消失了。另外，我们还很容易被学习过程中的暂时性结果迷惑。研究发现，某些使得学习者在学习时的习得速度较为迅速的学习方式或策略，往往无法实现学习内容的长效保持和迁移，而那些在学习过程中对学习者形成一定的挑战，甚至延缓学习速率的学习方式或策略却能使学习内容得到较好的保持和迁移。基于此，Bjork提出有效学习需要“必要难度”(desirable difficulty)的思想。
在“必要难度”理论框架中，Bjork等区分了存储力和提取力在记忆中的不同作用。存储力是指某一记忆表征与相关知识和技能的巩固程度或内部联系程度；而提取力指记忆表征的当下激活程度或可及性(accessibility)，它主要受场景线索和新近所学内容的影响。提取力与个体在学习阶段的当下表现呈正比例关系，而存储力的作用则在于防止遗忘和促进知识保存。此外，提取力与存储力的增长呈负相关，即提取容易（高提取力）并不能促进存储力，而“有难度”的提取却能提高存储力，使记忆保持更持久，能促进学习的长期保持力。当然，“必要难度”中的“必要”，主要是指它们是能激活有益于学习和记忆过程中的编码和提取过程的，如果学习者在学习过程中因未具备相关的背景性知识技能而无法做出相应反应，这样的难度就不在“必要难度”的范畴之内。 研究者强调可迅速提高提取力的学习情境与可使储存力增大的学习情境是不同的。也就是说，如果学习者将学习过程中的提取力当作是存储力，他们就可能会倾向于选择相对低效的学习方式。因此，正确认识那些表面上看起来使学习增加了难度，而实际上却使得所学知识保持得更长久、可迁移性更好的学习策略或方式对于有效学习而言，就显得尤为重要。下文主要介绍四种常见的、包含“必要难度”的有效学习策略：(1)变换学习情境，而不能一成不变，按部就班；(2)将某一学习内容变成若干专题，采用交错式(interleaving)的学习方式进行学习，而避免采用批量式(blocking)的学习方式（如以单元为单位进行学习）；(3)分散学习，而避免集中学习；(4)学习时多进行自我测试，而避免仅是简单重复。
一、变换学习“情境”——“不一致”产生难度
在学习过程中变换学习情境可创设“必要难度”，从而促进所学内容的有效保持。这里的学习情境不仅指学习的具体环境，它还包含学习方式、策略等与学习有关的因素。根据“必要难度”理论，当教学或学习发生在某一限定的、学习内容可预期性强的学习情境下时，学习就容易变得具有一定的情境限制性。因为在这样的情境下，学习内容可以很容易被提取出来。然而，当间隔了一段时间之后或在变换知识背景的情况下进行测试时，学习者往往难以提取原先所学的内容。而相比较而言，变换学习情境，甚至仅仅改变学习的物理环境，都可以促进随后的知识回忆水平。例如，有研究发现，同样的内容，在不同的两间房间各学习一次的记忆保持效果，比在同一间房间学习两次的效果要更好。从这个角度来看，如果你总是待在一个地方完成你的所有学习内容，似乎并不是一个很明智的选择。
二、最优化分散学习——“间隔”产生难度
大量研究都已表明，集中学习促进的是短效学习效果，而分散学习促进的是知识的长效保持。分散学习效应已在各种不同的实验条件下得到充分的证明，它也是整个记忆科学研究史上最可靠的、通识度最高的研究结果之一。分散学习的相关研究数不胜数，然而在实践中的应用却相当薄弱。其中一个很重要的原因便是分散学习给学习者带来了难度，而集中学习则使学习者自我感觉良好。集中学习对于学习者来说，显得更便利，而且当需要学习不同专题时，集中学习似乎是更合理的一种方式，因为集中学习的确可使学习者迅速地“学到”一些东西——彻夜苦背之后取得好成绩对学习者来说当然是一种强化。但经验告诉我们，在考试时能回忆起的那些内容随着时间的推移能再记起来的极少。相比较而言，对某一学习专题进行分散学习，不仅可提高一段时间后的测验成绩，还可促进知识的长期保持。另外，从知识习得的规律来看，新学的知识总是以原先所学作为基础，优化的分散学习模式不仅有利用于为新学内容提供背景知识，也有利于知识的相互迁移。
新近一项关于分散学习的研究着重探讨分散学习的最优化模式，实际上也是对最合适难度的探寻，这一研究对有效学习实践颇有指导意义。Cepeda等的研究考查了不同学习时间间隔（从20分钟到105天），不同最终测试前的时间间隔（从7天到350天）情况下，被试学习掌握情况的变化趋势为在学习间隔维度上，测验分数随着测试间隔的增长呈现负加速降低；对任何的非零测试时间间隔，测验分数是学习间隔的非单调函数（即与学习间隔不是简单的一一对应关系）；当测试间隔时间增大时，其所对应的最佳的学习间隔时间也相应增长。研究者指出，从现实角度出发，学习间隔时间控制在测试间隔时间的5%-10%左右是最佳的。该研究结果具有很强的现实意义：如果学习者希望所学知识能在头脑中长期保持，那么学习阶段的间隔时间就应当延长在适当的程度，也即创设适当的难度。
三、交错式学习——“变换顺序”产生难度
交错式学习是指将某一待学习内容分成若干节段或专题，各部分交替着学习。与之相对的是批量式。交错式学习很好地结合了分散学习和其它促进学习要素的作用，是经大量研究证明的有效学习策略。在一项经典研究中，要求被试练习三种不同的动作，每种动作都按顺序迅速地击倒六个目标中的三个目标。所有的被试在每一种动作上都练习18次，但练习方式分三种：交错式、批量式和随机顺序。训练结束后的测试结果表明，采用批量式学习的被试比其它采用两种方式的被试提高得更迅速。如果研究者就此结束研究，那么他们就将向学习者推荐采用批量式的学习方式。所幸的是，研究者要求被试在10天后返回参加第二阶段的测试，测试形式有交错式、批量式和随机顺序三种。在交错式和随机顺序的测试条件下，训练形式为交错式的被试比批量式的被试成绩更好；批量式训练使被试在随机顺序测试条件下表现糟糕。在批量式测试条件下，三种练习方式的成绩基本相当，交错式条件下的被试略占上风。
此外，研究表明，交错式练习不仅仅只适用于动作技能的学习。在一项研究中，被试分别采用批量或交错的方式来学习用公式计算不同形状立方体的体积，结果发现交错式学习提高了一周后测验的成绩，而且远远超过了批量式学习。而更令人惊奇的是，交错式学习甚至还可促进归纳学习。另一研究中让被试分别采用交错式和批量式观察12位画家的作品，每位画家各6幅。最后测试呈现这些画家的其他作品（先前未见过），要求被试判断分别是哪位画家的作品。结果表明，交错式学习提高了被试鉴别某一画家作品的认知能力（正确率）。这一结果出乎意料，因为从常理来看，批量式学习更便于被试对比观察几幅画的共性进而概括作者的风格。的确，从测验结束后被试的元认知判断情况来看，大多数被试都认为批量式学习是更有效的学习方式，虽然实际结果恰好完全相反。
对于交错式学习何以能促进知识技能的长期保持和迁移，有许多理论解释。有研究者认为，这可能是因为交错式学习使得学习者必须不断克服不同学习内容间的干扰，迫使学习者注意到其间的异同，从而促成了编码过程中对学习内容的高水平表征，促进学习保持和迁移。另一种理论解释认为，交错式学习使得学习者不断地从记忆中加载信息。例如，在A-B-C-A- - - - -的交错式学习程序中，第二次学习A时被试对A进行了二次加载，而如果是A-A-A-B- - - - -的批量式学习程序中，则无需这种二次加载。正是这种对记忆的二次加载促进了学习保持，而间隔一段时间后的测试实际上也正是要求对记忆的二次加载（迁移）。从“必要难度”理论来看，对学习或记忆内容的再加载并不仅是记忆过程中的一个具体事件，它具有更一般的意义。从这个意义上说，再加载时将发生遗忘，为学习带来难度，而遗忘实际上为提高将要学习的知识或技能的存储力创造了机会。
四、生成效应与测试效应——“提取练习”产生难度
在教育实践中，与分散学习具有同样知名度的另一学习现象就是生成效应，它是指相对于重复呈现问题的答案、解决办法或程序，让学习者自己生成这些内容更有利于促进学习的长效性，因为它所包含的提取过程可以说是一个相当有力的“记忆修改器”。生成效应与测试效应都包含提取过程，二者紧密相关。许多经典研究都证明，测试或提取尝试是一种有力的学习事件，即便其后未伴随反馈，它也比一遍遍重复诵读更有益于学习效果的长期保持。从“必要难度”理论来看，要求学习者生成知识或对所学知识进行测试，都包含着需要付出一定努力的提取过程，需要耗费更多努力或更具难度的提取可提高存储力，使记忆保持更持久。然而，研究发现，实践中“一遍遍重复”是很多学生所惯常采用的学习方式，Bjork等认为其原因源于学生错误的学习和记忆观——学习者往往认为记忆就像摄像机或录音机一样，只要反复诵读或逐字记背，信息最终就会“写入”我们的记忆之中，而实际上如此却可能使我们最终一无所获。
虽然提取作为一项学习事件相对于“编码”更有益于记忆保持，然而这一事实并未引起足够的重视，这有可能是因为提取所依附的形式——测试，往往被看作是评价工具，而不是学习形式。Roediger等已发现，各种真实的实验材料，真实的教育情境下，提取都表现了对学习或记忆的促进作用。与变换学习情境、分散学习和交错学习相类似，在短期内，重复学习似乎显示出更好的学习效率，但提取练习在长时记忆保持上更胜一筹。此外，对记忆进行提取练习（测试）还有两项与学习实践紧密相关的功能。首先，测试具有元认知功能，即帮助学习者确认所学内容是否理解或掌握。研究表明，学习者对某一知识在即将进行的测验中的可回忆度的判断能力是很有限的，而测试（如，同学间的互问互答）则有助于帮助学习者鉴别哪些是已掌握的哪些是未掌握的。另外，研究表明，测试还可使得随后的学习效率得以增强。
五、小结
有效学习目标的实现要求学习者保持清醒的头脑。重复阅读某一内容时，先前阅读的经验将使学习者产生熟悉感，并将这种熟悉感误认为已理解、已掌握。变换学习情境、分散学习、交错学习或进行提取练习，而不是仅重复多遍，才能真正使得记忆得以改良和巩固，使得所提取内容在较长时间后和不同场景中得以成功提取。换言之，从学习过程的两端来看，学习者在“输入端”（编码）上花的时间应相对少些，而在“输出端”（提取或生成）上花的时间应相对多些，因为后者包含了有效学习所必需的“必要难度”。





(来源：《中小学教育》2013.4)