《如何学习》:如何借助脑科学成果提高学习效率?
2022-06-14 14:14:36   来源:互联网   评论:0 点击:

《如何学习》:如何借助脑科学成果提高学习效率?关于作者本尼迪克特·凯里,《纽约时报》知名科学记者。拥有科罗拉多大学数学系学士学位和西北大学新闻学硕士学位。从事医学和科学类新闻报道超过30年,深度采访
《如何学习》:如何借助脑科学成果提高学习效率?

关于作者

本尼迪克特·凯里,《纽约时报》知名科学记者。拥有科罗拉多大学数学系学士学位和西北大学新闻学硕士学位。从事医学和科学类新闻报道超过30年,深度采访过众多脑科学、认知心理学领域专家学者,并把该领域的前沿成果转变成权威性报道。作者的职业要求他具备非凡的快速学习能力,《如何学习》这本书介绍的,就是他总结的一套颠覆传统的高效学习法。

关于本书

本书深入浅出地解释了学习时,大脑的工作机制,包括记忆是如何形成和存储的,记忆的遗忘规律又是什么。在了解大脑工作原理的基础上,作者介绍了众多脑科学、心理认知学领域中,具有里程碑意义的研究成果,从中总结出了一系列颠覆传统认知的学习方法,帮你在同样的时间里,学得更快,记得更牢。

核心内容

本书思想核心是:我们对学习这件事的传统认知可能是错的。你可能认为找个安静的地方学习比较好,实验结果却是在有打扰的情况下学习效果更好。你可能认为最好找个特定的时间段,集中学习一门课程,实验结果却是不同内容掺杂着学效果更好。本书结合了认知心理学和脑科学领域的最新研究,提出了许多刷新常识的高效学习方法。

 
前言

你好,欢迎每天听本书。这里为你解读的是《如何学习》,这是一本讨论科学学习方法的科普书。这本书的中文版大约24万字,我会用22分钟的时间,为你解读书中精髓:在学习过程中,我们的大脑到底是怎么工作的,以及能让我们实现高效学习的几个方法。

我们先来听一个有趣的记忆力实验:一百年前,伦敦有个叫巴拉德的科研人员,他让一个班的小学生阅读一首诗,要求学生尽量把诗句背下来。学完休息5分钟,就马上进行默写测试,结果成绩都很一般。两天后,巴拉德突然要求学生再次默写那首诗,所有人都没想到考过之后还要再考,所以都毫无准备,考试成绩按说会惨不忍睹吧。结果却恰恰相反,班上的平均成绩反而平均提高了10%,这个实验被称为巴拉德效应。可是这根本就不符合我们熟知的“记忆曲线”原理啊,人对事物的记忆应该随着时间的推移而不断减弱,而且最初几天遗忘的速度还特别快,怎么可能还加强了呢?

这个问题的答案,就在我今天要为你解读的这本《如何学习》里。这本书是2017年7月在中国出版的,书中介绍了很多颠覆传统认知的学习方法。为了证明这些方法的科学性,作者还详细阐述了脑科学和认知心理学领域里,具有里程碑意义的实验和最前沿的观念,让我们理解学习的过程中,大脑到底是怎么工作的,从而理解和掌握更科学有效的学习方法。

得到订阅专栏《精英日课》的主理人万维钢老师,在几个月前读了这本书的英文原版之后,赞赏地说:“我本来以为自己非常了解学习方法,但这本书介绍的研究成果还是刷新了我的认知。你可能认为找个安静的地方学习比较好,实验结果却是有打扰的情况下学习效果更好。你可能认为最好找个特定的时间段,集中学习一门课程,实验结果却是不同内容掺杂着学效果更好。这本书说的有关‘学习’的新科学,我只恨没有在20年前得知。”

这本书的作者叫本尼迪克特•凯里,是《纽约时报》顶级科学记者。他在学生时代就非常刻苦,以全优的成绩从科罗拉多大学数学系毕业,又获得了西北大学新闻学的硕士学位。毕业后的30年里,他一直从事医学和科学类新闻报道,持续追踪脑科学和认知心理学的前沿成果,再将这些研究成果写成权威性的报道。

在工作中,本尼迪克特深入接触到了很多科学家,他们在一些生僻的科学领域研究了大半辈子,得出的成果很有启发性和实用价值,却很少有人知道。同时,科学记者的身份,要求本尼迪克特需要具备快速学习能力,才能把前沿科学资讯消化和转达给普通大众,所以,他自己也一直在探索更科学、更高效的学习方法。这些因素都激发了他写下这本《如何学习》。

介绍完这本书和作者的基本情况,下面我就来为你详细讲述书中的重点内容:首先,我们来看看在学习的时候,大脑是怎么工作的?然后再来了解本书介绍的三个科学高效的学习方法。

 

第一部分

先来看看在学习的过程中,大脑是如何生成和提取记忆的,又是如何遗忘的? 人的大脑中,平均有1000亿个神经元,也就是神经细胞。这些神经细胞大多与千千万万个其他脑细胞互相连接,组成一张密网。如果用互联网形容,这张神经细胞密网,存储和传导着上千 T B的无声信息风暴——“上千TB”这个数量级的信息密度是个什么概念呢,简单类比一下,大致相当于300万部超清电影同时在大脑里播放。

在这张神经细胞密网中,用来学习和记忆的核心部位有三个:内嗅皮层、海马体和新皮层。内嗅皮层类似一个过滤器,负责过滤涌入大脑的海量信息;海马体负责组合这些信息,把和这些新信息相关的神经细胞,通过神经突触连接起来,新记忆就这样构建起来了;新信息被打上“记忆”的标记后,就会存储到新皮层上,新皮层就是大脑最外面那层褶皱。每次提取这些记忆的时候,这部分皮层细胞就会活跃起来,同时,跟记忆有关的神经细胞之间的突触,也就是神经细胞之间的连接点,就被加厚一次,每次神经突触被加厚,神经信号就会传递得更快些,记忆就这样被加深了。

为了方便理解,作者把大脑的这套记忆机制比喻成电影摄制组,内嗅皮层负责把信息原材料拍摄好,海马体是电影导演,他会决定将哪段影像编排哪里合适,恰到好处地把前因后果都编织到一起,从而演绎出一个完整的故事。最后这段“记忆影片”会存储在新皮层这块“大脑硬盘”上。

但是,我们在提取一段记忆的时候,可不像从电脑里打开一个电影文件夹那么简单。我们刚才说到海马体是“记忆影片”的导演,同时,它也是一个编故事的高手。这位导演要让每一段情节都合情合理,要根据现有材料找出关系、做出判断,把松散的信息拼合成一个能让人理解的整体,用我们平时的话说,就叫“脑补”。比如,你听到别人说悄悄话的时候提到了你的名字,你就会假想出一些事情来,把那段没听清的“八卦”补上。

这个“脑补”机制的存在,是因为大脑在接触信息的一瞬间,吸收的东西比我们意识到的要多得多,这些我们没意识到的东西,也被组织成记忆,加入到神经细胞这张密网中去了。这就导致,每次我们要提取一段记忆,出来的总是神经细胞密网中的一连串信息,这串信息是含有杂质的,比如你想起一个从哪本书里看到的故事,想回忆出这本书的名字,最先想到的可能是一些无关紧要的细节,比如你当时坐在图书馆的4层窗边看书,比如你看完书去买了一个汉堡吃……所以你看啊,我们在提取记忆的时候,是没办法做到十分精确的。

了解完大脑是怎么生成和提取记忆的,我们再来看看“遗忘”是怎么回事。在作者看来,“遗忘”是大脑的一个重要功能,它能帮助过滤垃圾信息,使大脑专注在某一件事情上,只让跟这件事有关的信息被提取出来。这是什么意思呢?作者举了个“全美拼字大赛”的例子。普通的美国成年人掌握的词汇量一般是两到三万个,而参加“全美拼字大赛”的青少年要掌握的词汇量一般在十万个左右,请想象一下,那么多生僻的单词全都装在脑子里,大脑肯定要做信息过滤处理。换句话说,大脑必需屏蔽那些争先恐后往外冒的信息,来保证参赛选手不把一个生僻词中的A拼成E。我们的日常生活中,也有这种“专心的遗忘”,只是很容易被我们忽略。比如你要输入一个刚换的密码,就要屏蔽掉对老密码的记忆习惯。这么看来,遗忘并不全是坏事,那么遗忘这件事,有没有规律可循呢?

19世纪80年代,柏林大学的教师赫尔曼•艾宾浩斯发明了著名的遗忘曲线,这条曲线表示新学到的东西将以什么样的速率被遗忘。根据艾宾浩斯的实验,当人们新学到一样东西,20分钟后,就只能记得学到的内容的58%了,1小时候就只能记得44%,一周后呢,记忆只有最初的1/3,一个月后,记忆就只剩下1/5了。也就是说,人对新事物的记忆会随着时间的推移而不断减弱,而且最初几天遗忘的速度还特别快。但是,这个结论很快就被颠覆了,你还记得咱们最开始讲到的巴拉德效应吗?巴拉德让小学生背一首诗,两天后再次考试的时候,全班的成绩反而提高了10%,随着时间的流逝,记忆反而增强了,这是怎么回事呢?

20世纪80年代,加州大学洛杉矶分校有一对姓比约克的教授夫妇,他们提出的“记忆失用理论”,完美地解释了巴拉德这个实验背后的原理,以及各种关于记忆和遗忘的现象。比约克夫妇的理论认为,人的记忆其实有两个纬度,一个是存储强度,一个是提取强度。存储强度不会随着时间减弱,一旦一个电话号码、一个英语单词被你记住了,它就会永远存储在你的大脑里。那为什么我们会忘记一些东西呢?其实是提取强度出了问题。

比如让你回忆起多年没见的小学同学的音容笑貌,你肯定想不起来什么,但如果你突然遇见了小学同学,俩人一聊天,儿时的情景一下就全回来了。记忆一直都在,只是不好提取了。比约克夫妇认为,如果没有经常复习,提取强度就会随着时间慢慢减弱,但反过来说,提取强度是可以越用越高的,每一次提取记忆,提取强度都会增加,而且因为这段记忆在你脑子里又过了一遍,所以存储强度也增加了。这也是为什么会有巴拉德效应,学生们第一次考试的时候,他们提取记忆的动作把对这首诗的记忆加强了,相当于一次复习,两天后再考试,上次已经写出来的诗句这次就不费劲了,学生们就有时间去想想上次没写出来的诗句,而诗句之间都是有语音语义的关联的,所以这次就能多写出几句。可见,考试也许就是最好的复习,每次提取都是对新知识的巩固,而且提取的时候越困难,提取强度和存储强度的提升就会更多。

说到这,大脑的运作机制就讲得差不多了,我们总结一下这部分的重点内容:我们聊了学习时,大脑是怎么生成和提取记忆,又是怎么遗忘的。大脑中,用来学习和记忆的核心部位有三个:内嗅皮层、海马体和新皮层。内嗅皮层负责过滤涌入大脑的海量信息;海马体负责组合这些信息来构建新记忆;新信息被打上“记忆”的标记后,就会存储到新皮层上。但是因为海马体有“脑补”的功能,我们在提取记忆的时候,是没办法做到十分精确的。

比约克教授夫妇的“记忆失用理论”提出,人的记忆其实有两个纬度,一个是存储强度,一个是提取强度。存储强度不会随着时间减弱,而提取强度就会随着时间慢慢减弱,但通过复习,提取强度和存储强度都是可以越用越高的。另外,作者认为遗忘也有正面作用,它能帮助过滤垃圾信息,让大脑能专注在某一件事情上。

 

第二部分

我们已经了解了学习的过程中,大脑工作的基本原理。接下来,我们再来看看到底怎么学习才更科学有效,有没有事半功倍的办法呢?答案是,有的。在书中,作者为我们列举了很多窍门,我选了三个最有代表性的方法,下面逐一来为你解读:

提高学习效率的第一个方法是,学习的时候多换几个场所,会帮你把学到的东西记得更牢。为了说明这一点,作者在书中介绍了美国密歇根大学的一个实验:三位心理学家招募了一些学生,让他们学习一份有40个单词的词汇表,但是这些学生被分成两组,一组在干净整洁的教室学习一次,休息一下,再去一间窄小凌乱的地下室学习一次,另一组学生原地不动,在干净整洁的教室学习两次。然后,两组学生都来到一间普通教室考试,这间教室不太凌乱但也没那么整洁,实验人员这么做就是为了避免环境起到提示作用。考试的结果让几位心理学家很意外,40个单词,在同一间教室学了两次的学生平均能记起16个,换了房间学习两次的学生平均能记起24个,只是变换了学习场所,记忆的提取能力竟然提高了40%。

说到这,你是不是想起一些在学校里的经历了,传统的学习观念一直在教育我们,学习就要找一个固定的安静场所,学得不好就再花些力气,再花些时间。作者给我们的建议恰恰相反:学习的时候,换一个完全不同的房间,换一个完全不同的时段。试着改变一些习惯性的行为,会帮你把学到的东西记得越来越牢,而且越来越不被周围环境影响。

说完第一个方法,学习时多换几个场所,会帮你把要学的东西记得更牢。接下来,我们来看看第二个提高学习效率的方法,交替学习,能快速提升辨别能力。

交替学习是一个认知科学的术语,意思是把既相关又不相同的题材混合到一起来学习,和交替学习相对应的是集中学习。交替学习以前一直被用在音乐教育和体育训练中,比如,体育教练会让运动员交替进行力量训练和耐力训练,来保证运动员的局部肌肉有足够的恢复时间。后来,心理学家们开始研究交替学习和大脑的辨认能力之间的关系。

我们在前面提到的比约克教授,在2006年跟他的博士后学生科内尔一起做了这么一个实验:这两位学者收集了一组风景画,这些画分别由12个不知名的风景画家创作,看上去都差不多,但每位画家使用的笔法不太一样。他们又召集了72个大学生,来通过电脑屏幕来学习这些画作。学生们被分成两组,一半学生使用集中学习法,就是一口气学习一个画家的作品,比如先学画家A的,一张接一张。另一半学生使用交替学习法,也就是先看几幅画家A的,再看几幅画家B的,两组学生学习每幅画的时间都是3秒钟。全部学习完之后,两位学者又拿出48幅在学习时没拿出来的画,同样是这12位画家创作的,来看看这两组同学能不能分辨出哪些画出自哪位画家。

比约克和科内尔原来以为,用集中学习法的学生成绩应该会更好,但没想到,使用交替学习法的学生正确辨认画家的比例高达65%,而使用集中学习法的学生只有50%的正确率。15%的差距,在科学研究领域已经相当可观了。后来,为了确认试验结果,比约克和科内尔又招募了其他学生,反复做了几次实验,结果还是跟第一次一样,交替学习组的辨认正确率有65%,集中学习组只有50%。

2007年,南佛罗里达大学的罗勒和泰勒教授发现,交替学习对辨别能力的提升,还能用到数学学习中去。他们找来了24个小学生,辅导他们怎么根据棱柱体的“棱数”来推导这个棱柱有多少条边、多少个面、多少个顶点。实验方法跟刚才那个实验差不多,一半学生用集中学习法,先学习所有从“棱的数量”开始推导的题,再学习从“角的数量”开始推导的题,而另一组学生是混着学的,从棱推导还是从角推导,是随机出现的。第二天,学生们参加了一次测试,结果显示,交替学习组的正确率是77%,是集中学习组的38%的两倍多。可见,交替学习对提高数学解题能力格外有效。

罗勒和泰勒教授解释了这背后的原因,在学习过程中,不同题型掺杂到一起,会迫使我们去分辨每道题属于哪种类型,把题型跟我们已知的解题方法相匹配,才能找到解决方法。比如说,很多人都觉得应用题太难,就是因为应用题很少会明确指出应该用什么概念,哪个方法来解题,总搞得人措手不及。这时候,交替学习的好处就凸显了,它能让我们的大脑准备好随时面对意想不到的事,快速分辨出这种情况应该用什么方法应对。

听到这儿,不知道你有没有体会到,无论是变换学习场所,还是交替学习,都是在教我们“变,则通”。第三个方法,我们说个不一样的,睡眠。你没听错,就是睡觉。脑科学家认为,睡眠可以巩固我们的学习成果,甚至,睡眠本身就是学习。

我们为什么需要睡眠,到今天也没有一个权威的解释。不过,书中提到,脑科学领域有一个主流共识,睡眠可以帮助大脑巩固记忆,还可以把一些分散的、看起没有关联的信息给联接起来,另辟蹊径地解决某个难题。最著名的例子可能就是发现了化学元素周期表的门捷列夫了。门捷列夫曾经告诉同事,他试图把所有元素整理成一个合理的排列方式,苦思冥想了好几个通宵,还是一无所获,直到把他累晕过去,他却在梦里“看见”了一份表格,所有元素都各归其位。元素周期表就这样诞生了。

上世纪50年代,芝加哥大学的研究生阿瑟发现,他儿子进入睡眠一段时间后,眼皮会发生剧烈的晃动。阿瑟就给儿子连上了脑电图扫描器,想通过监测脑电波来搞清这是怎么回事。他发现,儿子刚进入睡眠状态的时候,扫描器上的波纹会慢慢平静下来,但是两三个小时之后,随着儿子的眼皮开始晃动,仪器上的波纹也开始剧烈地起伏,而且活跃程度不比人醒着的时候低。

阿瑟的导师正好是现代睡眠之父、柯莱特曼教授,他和阿瑟一起找了20个成年人做类似的睡眠监测实验,研究表明,人在睡觉的时候,大脑皮层还在活动,而且眼皮晃动的这个阶段,大脑皮层的活动跟醒着的时候一样剧烈,这个阶段后来被称为睡眠中的“快速眼动期”,做梦这种生理现象一般就发生在“快速眼动期”,而且很可能就是某个特定层次的大脑皮层活动。

2007年,哈佛大学主导了一项实验,内容是通过一个“彩蛋游戏”来检测学生辨别“嵌套层级”的能力。研究员先让学生在电脑屏幕上学习这些彩蛋,这些彩蛋上的图案不一样,有的是水纹图案的,有的是珊瑚图案的,屏幕上每次只显示一对彩蛋以及这两个彩蛋的层级关系,比如水纹彩蛋高于珊瑚彩蛋,珊瑚彩蛋高于羽毛彩蛋。最后,这些学生要给所有的彩蛋做一个层级排序,你可以理解为,给《权力的游戏》里的人物画一个关系图谱。

参与实验的学生被分成两组,一组晚上学习,睡过一觉第二天早上考试,被称为“睡组”,另一组学生早上学习,晚上考试,被称为“醒组”。我们直接说实验结果:睡组对复杂层级关系的辨识正确率高达93%,醒组只有69%。24小时之后,两个小组再次分别进行测试,睡组的正确率还是比醒组要高出35%。睡和不睡的差距怎么会这么大?哈佛大学实验小组的负责人马修•沃克对作者说:在睡眠状态下,记忆的图景会被拓宽,所以能“看到”更完整的景象,而且有证据显示,这个记忆被拓宽的时间,就发生在快速眼动期,大脑在这个阶段做了很多信息整理工作,深化和巩固我们醒着的时候学到的技艺,换句话说,睡觉本身就是学习。

说到这,这3个提高学习效率的方法就讲完了。第一个方法是学习的时候多换几个场所,会帮你把学到的东西记得更牢;第二个方法是交替学习,能快速提升辨别能力;第三个方法是睡眠,睡眠可以巩固我们的学习成果。

 

总结

以上就是为你介绍的《如何学习》这本书里的重点内容,让我来为你回顾一下。

我们先说了学习时,大脑是怎么工作的。大脑中,用来学习和记忆的核心部位有三个:内嗅皮层、海马体和新皮层。内嗅皮层负责过滤涌入大脑的海量信息;海马体负责组合这些信息来构建新记忆;新信息被打上“记忆”的标记后,就会存储到新皮层上,但是因为海马体有“脑补”的功能,我们在提取记忆的时候,是没办法做到十分精确的。比约克教授夫妇的“记忆失用理论”提出,人的记忆其实有两个维度,一个是存储强度,一个是提取强度。存储强度不会随着时间减弱,而提取强度就会随着时间慢慢减弱,但通过复习,提取强度和存储强度都是可以越用越高的。另外,作者认为遗忘也有正面作用,它能帮助过滤垃圾信息,让大脑能专注在某一件事情上。

然后,我们讲了3个反常识的高效学习方法。
第一个,学习的时候多换几个场所,会帮你把学到的东西记得更牢,而且不受周围环境影响。
第二个高效学习方法是交替学习,把既相关又不相同的题材混合到一起来学习,能快速提升我们的辨别能力。
第三个方法是睡眠,脑科学家认为,睡眠可以巩固我们的学习成果。深化和巩固我们醒着的时候学到的技艺,甚至可以说,睡觉本身就是学习。

撰稿:三木
脑图:摩西
转述:于浩

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