Huberman 关于学习的科学

深入交流 51 views 1 replies
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Optimal Protocols for Studying & Learning

我虽然行过死荫的幽谷,也不怕遭害,因为你与我同在。
诗篇 23:4

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学习与记忆的最优方法:从神经可塑性到主动测试的科学实践

Andrew Huberman|根据《Huberman Lab》节目“Optimal Protocols for Studying & Learning”英文自动字幕整理为第一人称中文文章。

为什么我们对高效学习的直觉往往是错的

欢迎来到 Huberman Lab。在这里,我讨论科学,以及能够应用于日常生活的科学工具。我是 Andrew Huberman,斯坦福大学医学院神经生物学与眼科学教授。今天,我想谈的是怎样学习、怎样复习,以及科学证据认为我们应当怎样学习,才能不仅记住信息,还能在生活的不同领域有效地运用它。无论你处于小学、中学、大学、研究生院或其他正式教育阶段,这些方法都值得掌握;即使你已经离开学校,只是在互联网、播客或其他渠道接触新知识,今天的讨论同样适用。

我首先要强调一件可能令人意外的事:最有效的学习方法并不符合直觉。你认为自己最适合的学习方式,很可能并不准确。我深入阅读这方面的研究文献时,也有过相当谦卑的体验。我当了很多年学生,现在因为制作这档播客,仍然把自己视为科学与健康知识的学生;我也一直为斯坦福的医学生、研究生和本科生授课。原本我以为自己相当了解教与学,但我发现,实际情况远比直觉复杂。我们对“怎样学习最好”的大量信念事实上经不起研究检验。好消息是,关于学习与记忆的文献已经积累了一百多年,而且教育学、心理学和神经科学正在汇集到一起,为我们提供既有趣、又可以立即应用的具体方法。

我还需要说明,这档播客独立于我在斯坦福的教学与科研职责;它体现的是我希望把免费的科学信息和科学工具带给公众的努力。我在这里分享科学工具,并不意味着它们属于我在大学里的正式教学或研究项目。接下来,我会把重点放在学习本身,而不是任何特定的商业产品上。

学习的核心,不是寻找偏好的形式,而是抵抗遗忘

人们经常告诉我,自己喜欢读书学习、集体讨论、用荧光笔标记重点,或者认为自己是“听觉型学习者”“视觉型学习者”。但如果仔细审视关于学习风格的研究,这些看似牢固的分类就会失去说服力。真正决定学习效果的,不是材料以听觉、视觉还是两者结合的形式呈现,不是你看幻灯片、阅读教科书,还是观看短视频。更关键的是,你有没有调动记忆系统中能够抵消遗忘的机制。

我希望你在阅读全文时反复记住这个主题:学习不是单纯把知识放进脑袋,而是通过特定的行为,抵抗人在接触新信息后必然发生的自然遗忘。无论你在学习概念、数学、音乐、动作技能,还是其他任何类型的新知识,遗忘都是默认的趋势。好的学习方法就像给记忆接种疫苗:不是指望第一次接触信息后它会自动保留,而是主动采取措施,降低它消失的可能性。能做到这一点,你才可能真正记住、掌握并灵活使用知识。我会用同行评议研究中的数据,解释具体应该怎么做。

神经可塑性究竟是什么:连接的增强、减弱与新生神经元

在讨论学习方法前,我想先简要解释学习的神经生物学基础。我在此前的节目中谈过神经可塑性(neuroplasticity);如果你听过,那就把这一部分当作复习。神经可塑性是神经系统——包括大脑和脊髓——根据经验发生改变的能力。任何形式的学习,都涉及神经可塑性。英语里有时把它写成两个词 neural plasticity,有时写成一个词 neuroplasticity,这里说的是同一件事。

从细胞层面看,神经可塑性主要涉及三类机制。第一类是加强神经元之间既有的连接,也就是增强突触连接。突触是神经元彼此传递信息的部位。严格来说,神经元之间留有一个间隙,叫作突触间隙(synaptic cleft)。化学物质跨过这个间隙传递信号,使一个神经元能够激活或抑制其他神经元,也可以让大量神经元相互影响。第二类机制是减弱神经元之间的连接。第三类则是神经发生(neurogenesis),也就是产生新的神经元。

第三类机制尤其容易成为媒体标题,但在人类、尤其在成年人的神经系统中,它相对罕见,对我们今天讨论的大多数学习过程只占非常小的部分。嗅球中与嗅觉有关的特定神经元,以及海马体齿状回中与记忆有关的一些特定神经元,似乎可能在人的一生中持续增加;但这并不是人类形成学习和记忆的主要途径。真正重要的通常是已经存在的神经元之间,连接得到加强、被削弱,或者产生新的连接。换句话说,这里所谓的“新连接”,通常是旧有神经元彼此建立的新关系,而不是凭空生成大批新神经元。

特别需要纠正的误解是:连接减弱不等于单纯的遗忘或大脑退化。我们很容易对“增加连接”赋予积极意义,对“减少连接”赋予消极意义,但神经系统并不是这样工作的。学习一项新的运动技能,往往需要去除某些多余连接。既有连接变强或者变弱,都不能直接与某条记忆被创造或被删除画等号。这是两种关键的生物学机制,而不是好坏判断。

举个例子。一个大约九个月大的婴儿,动作控制通常远不如六七岁的孩子。观察他们吃意大利面或其他食物的方式,就能发现从婴儿、幼儿、儿童到青少年的精细动作能力在不断改善。尽管有些青少年,甚至成年人,餐桌礼仪也不怎么样,但他们操作餐具和协调动作的能力仍然远胜自己还是婴儿时的水平。令人意外的是,从出生、儿童期到青春期和成年期,人以及其他物种运动协调能力的提高,很大程度上反映的是神经连接的移除,而不是不断增加连接。与此同时,保留下来的连接会变得更稳健、更可靠。这就是我们理解学习的一个重要神经学背景。

为什么我先让你做一道小测试

既然学习与记忆的一个中心任务是抵抗遗忘,我现在就想请你做一个非常短的小测验。听到“测验”或“考试”时,很多人会立刻感到压力、肾上腺素上升。但这里不需要向任何人公布答案,你只要在心里回答即可。我有两个问题:从机制上看,神经可塑性有几种发生方式——一种、两种、三种,还是四五种?你能不能说出其中至少两种神经系统变化?

正确答案是三种:增强神经连接、减弱神经连接,以及通过神经发生增加新的神经元。如果你没想起来,或答错了,也完全没有关系。后面你会明白,认识到自己没有记住什么,以及注意到自己的回答错误,本身就是非常有用的学习机会。有时,正因为你不知道答案、或者答错了,纠错才格外有效。

我为什么要突然进行测验?因为如果把高效学习领域的研究放在一起看,一个高度一致的结论是:要定期停下来,测试自己刚才学过什么。测试不仅是考察“已经学会多少、还有多少没学会”的评估工具,它本身也是抵抗遗忘最有效的方法之一。我们会继续深入研究支持这一点的数据。今天我们一边学习好的学习策略,也会一边实际运用这些策略。节目结束时我不会设置强制考试,但你当然可以给自己出题。我还会介绍一种免费、快速的方法,帮助你检验听完这段内容后,到底真正学会了什么,以及你是否掌握了更好的学习技巧。

高效学习是两个阶段:专注投入,以及随后发生的巩固

很多人想知道该在一天的哪个时段学习、一次应该学多久、怎样安排时间。但在这些问题之前,我们需要掌握一个基础事实:从学习时的投入,到知识真正留下来,涉及两个相互关联的阶段。第一个阶段是主动参与(active engagement),简单说就是保持清醒和专注,把注意力真正放在你要学习的信息上。注意力和警觉性是相互关联的:如果你不够清醒,就很难保持专注。这不是可有可无的辅助条件,而是学习启动的前提。

为什么注意力这么重要?当你专注于正在听到、看到或同时通过多个感官接收的信息时,神经系统会把这种状态视为“这里有值得注意、需要改变的东西”。大脑和身体里的神经化学信号会向相关神经元发出提示:未来你需要调整连接,可能使部分连接增强,也可能使一些连接减弱,或者两者兼有,以便以后能保留和运用这些信息。专注并不等同于学习成果已经巩固,但它是启动后续神经变化的重要信号。

有人听到这里马上会问:“为了学得更好,我应该吃什么、服用什么?”我首先会回答:前一晚获得良好的睡眠。此外,要尽可能管理外部压力,虽然一定程度的压力可以提高警觉性,甚至帮助记住一些内容,稍后我会谈到这一点。任何人都不可能消除生活中的全部压力,但睡眠充分时,保持清醒与专注的能力通常会更好。

如果一定要使用“益智药”(nootropic)这个说法,那么睡眠无疑是最重要的“益智药”。其实我不太喜欢这个词,因为学习不是单纯变得“聪明”,它还包括投入注意力、创造性思考,以及灵活处理思想与信息。不管怎么称呼,想最大程度发挥学习能力,就必须重视睡眠。我在其他 Huberman Lab 节目中详细讨论过改善睡眠的方法,网站 hubermanlab.com 也有睡眠主题的简明 PDF 通讯和可检索的节目内容。这里不再重复那些细节,只提醒你在准备学习之前,尽可能先把睡眠安排好。

我们还可以主动提高投入注意力的程度。比如,坐下来读书、听讲座或听播客时,在心里默默告诉自己:“我需要学会它,这些信息很重要。”这不是大声喊口号,而是主动告诉自己眼前的信息值得关注。不要把学习当成完全被动的过程,也不要期待材料必须足够有趣,才能自动吸引你的注意力。主动学习的基础,恰恰是培养主动调动和维持注意力的能力。

学习时的费力感并不意味着失败

注意缺陷多动障碍(ADHD)能够说明“注意力不足”和“注意力调节困难”之间的区别。很多 ADHD 患者如果遇到自己特别感兴趣的信息或活动,实际上可以迅速进入高度集中状态,并持续相当长时间;但对于没有足够兴趣的任务,他们可能难以主动调动警觉性与注意力。因此,优秀学习者的一项关键能力,就是能够有意识地让自己回到要学的材料上。

我说的“让自己专注”,不是要求你每一秒都不走神,而是每次注意力离开时,都持续把它带回来。这个过程本来就可能让人觉得吃力。有时你需要戴上帽子、拉起连帽衫,像给自己加上遮挡周围刺激的“眼罩”一样,只把注意力留给眼前的材料。那种用力保持注意力的不舒服感、轻微焦躁感,在一定程度上反映了大脑和身体释放肾上腺素等神经调质的过程。这些信号会提醒神经回路,它们随后需要作出改变。

换一个角度看,如果你面对某件事完全不费力,能毫无障碍地完成任务或记住信息,那么神经系统可能本来就具备了这种能力,也就没有同样强烈的改变需求。因此,学习中的费力、注意力反复被拉回来的过程,未必是坏事。它往往意味着你正在向神经系统发出需要产生可塑性变化的信号。当然,这不表示每个人都具备同样的注意力水平。对于已经获得临床 ADHD 诊断的人,我建议和医生讨论处方药及其他干预是否适合自己;充足睡眠对每个人都重要,对 ADHD 患者尤其如此。

除了必要时的药物方案,我也鼓励所有希望改善专注的人考虑非药物方法:充分补水;根据自己的耐受性使用适量咖啡因,让自己清醒但不至于发抖或过度焦躁;还有下面我要重点介绍的、非常简单的注意力训练。

每天五到十分钟,把注意力一次次带回来

纽约大学 Wendy Suzuki 实验室的研究表明,规律进行简短正念练习,可以改善注意力、记忆及回忆能力。做法并不复杂:每天安排大约 5—10 分钟,坐着或躺着,闭上眼睛,把注意力放在呼吸上。你的心思几乎一定会飘走;一旦发现走神,就再把注意力带回呼吸。研究中采用过每天约 10 分钟的练习。长期重复这个过程,不仅有助于提高专注和记忆表现,还可能带来其他正念练习相关的益处。

如果你漏练了一天,没有必要为此紧张,第二天继续即可。早晨、下午或晚上练习都可以;少数人觉得临睡前太晚进行这类练习会影响入睡,因而需要调整时间。我建议把它理解成一种知觉注意力练习,甚至不一定非要叫作“冥想”:它的目标是练习主动控制注意力。你也可以睁开眼睛,选定一个视觉目标,正常眨眼,发现视觉注意力或思绪离开目标后,就再把它们引导回来。类似的视觉注视训练也有研究支持。

这里最重要的不是练习期间从不分心,而是反复执行“发现分心—主动回归”的过程。你训练的正是日后阅读、听课或做题时需要运用的能力:一旦注意力离开学习目标,就能把它重新带回去。市面上有很多复杂工具和产品,但这种免费、朴素的练习本身就值得优先考虑。我此前还制作过关于注意力、专注和 ADHD 的其他节目;在 hubermanlab.com 检索 ADHD、focus 或 tools for focus,可以定位到相关节目及时间点。

真正的神经连接重组,主要发生在学习之后

现在进入学习的第二阶段。一个极其重要的事实是:神经系统里支持学习的连接加强和削弱,主要不是在你聚精会神接触材料的那一刻完成的,而是在随后的深度睡眠和类似睡眠的状态中进行。专注时,你是在为变化发出信号;而睡眠期间,神经系统真正对连接进行重排。睡眠的不同阶段都很重要,我特别想提到快速眼动睡眠(REM sleep),它往往在后半夜占更大比例。

每个人需要的睡眠时间不同。有的人大约需要 6 小时,有的人需要 8 小时。研究中还有一种被称为“第一夜效应”(first night effect)的现象:某一天新学到的信息,往往在学习后的第一个夜晚得到尤其重要的巩固。这不是说,如果那一夜没睡好,这些信息就永远无法巩固或必然被遗忘;但证据清楚地提示我们,在学习后第一晚争取最好的睡眠是非常值得的。

如果你为准备考试一直学到深夜,靠大量咖啡因继续保持清醒,或者干脆通宵不睡,你必须认识到这种做法可能损害后续的学习巩固。学生——这里包括任何年龄、任何类型的学习者——需要同时规划两件事:为新材料安排足够专注的学习时段,以及为之后的睡眠保留条件。当然,养育年幼孩子、工作压力或其他生活情况可能让一些人无法在第一晚甚至随后几晚睡得理想。我并不是要求所有人都做到完美,只是希望你尽可能重视睡眠。对精神健康、身体健康、学习和各类表现来说,它都是投入回报极高的一件事。

用非睡眠深度休息支持恢复与可塑性

除了睡眠,我还想推荐一个行为工具:非睡眠深度休息(non-sleep deep rest,NSDR)。它与有时被称作瑜伽休息术的 Yoga Nidra 有相似之处,但两者并不完全相同。通常只需要 10 或 20 分钟,就可以帮助恢复精神与身体的活力。比如,昨晚睡眠不足,早上醒来后可以做;下午疲惫时可以做;如果半夜难以重新入睡,也可以用它来缓解部分睡眠不足造成的影响。

NSDR 还是一个有望支持神经可塑性的工具。与它相关的新研究正在出现,未来我也会专门深入讨论。即使你的睡眠一直不错,我仍然鼓励你考虑在日程里安排一次 10—20 分钟的 NSDR。放在早上、下午或其他方便的时候,并不是最核心的问题;关键在于规律实践,给学习后神经连接的调整创造更好的条件。节目说明中提供了相关引导脚本。我自己也喜欢做 10—20 分钟的 Yoga Nidra 或 NSDR,因为它能帮助我恢复精神和体力,而且不像一些常规小睡那样,醒来后还可能伴随一阵昏沉。

高效学生如何安排每天的学习

现在我们来看,学习表现最好的学生究竟怎样安排日常生活。一项我很欣赏的研究调查了将近 700 名医学生,男女比例大致相等,比较了哪些习惯与更好的学业表现相关。这里必须先讲清楚研究方法上的限制:问卷调查并不能证明因果关系。比如,我马上会告诉你,成绩最好的学生往往每天学习 3—4 小时。你完全可以反过来说,正因为他们每天学习三四小时,才成为成绩最好的学生,而不是成绩好导致他们这样学习。这样的质疑当然成立。我们可以讨论相关、因果和反向因果,但我此刻真正关心的是:在课程不同、学习进度各异的情况下,优秀学生反复采用哪些共同习惯?

这项研究指出了至少十种有效学生常用的学习习惯。为了集中讨论,我重点介绍其中影响看起来最大的五六种。首先,他们会在日程表里明确留出学习时间,不是有空就学,而是事先安排。这样的安排也使他们更容易隔绝干扰。第二,他们认真地清除干扰源:把手机拿远并关掉,暂时不让别人联系自己,主动创造相对独立的环境。研究里的高表现学生似乎更倾向于独自学习。这当然不意味着和别人共同学习一定无效,而是说在这组样本中,独立学习是一种突出的共同做法。

这些学生通常每天投入 3—4 小时,但并不是一口气连续学习三四小时,而是把它分成两到三次学习时段;每周至少保持五天的相对稳定安排。研究没有明确指出他们周末是否通常休息,所以我不想替论文补上这个结论。值得强调的是,他们并不只是增加总时长,而是在管理时间、主动减少分心,并维持相对稳定的节奏。

另一个重要习惯是:学完后,他们会设法教会同学。我知道有些人可能会担心竞争问题,尤其想到自己上大学时的经历:既然我已经付出了大量时间才学懂内容,为什么还要把答案免费教给可能和我竞争排名的人?这是否相当于让别人不劳而获?这项研究没有分析被帮助的同学是否因此获得了竞争优势,但观察结果非常明确:先独立掌握材料,再尝试把它教给同一门课其他学生的人,通常表现得非常好。因此,不必害怕向同伴讲解知识。教学的关键价值之一,是迫使你检验自己是否真正理解,并把理解发展成熟练掌握。

在我的实验室,过去一直流传一句我从导师所在实验室学来的话:“看一次、做一次、教一次”(Watch one, do one, teach one)。它原本用于指导手术操作、缝合、抗体实验、Western blot 蛋白质印迹等实验室技能。这里需要明确安全边界:涉及危险材料或具有高风险的操作,绝不能机械地套用“看一次就独立做、做一次就教别人”。但对于安全且适合教学的任务,这个原则很好地概括了从接触新知识,到达到熟练、掌握,乃至更高水平技艺的发展过程。后面我还会讨论这些水平之间的区别。

固定学习时间,可以训练大脑按时进入专注状态

注意力是有限但可以恢复的资源。醒着的时间越长,大脑和身体里一种叫作腺苷(adenosine)的分子就越容易积累,人会逐渐困倦,维持专注也会更困难。睡眠使腺苷水平下降,人恢复清醒,注意力资源随之得到补充。你可以把腺苷理解成对注意力预算的一种生物学限制。不过,这绝不意味着所有人都必须在清晨学习。有些人下午、晚上,甚至深夜表现得更好。我读大学时,曾经在晚上 10 点到凌晨 2 点之间学习,如今我已经不再这样安排。

如果你正在上课,上课时间往往由学校决定,你不可能告诉老师:“我下午三点学习效率最高,请把课改到那个时间”,或者“我八点钟最能集中,请照我的时间表来”。但如果你能控制自己的复习时间,那么尽可能每天在相同的时段学习会很有帮助。可以是早上一次、下午一次,也可以是早上安排两段。规律性本身具有神经生物学意义。

大脑和身体会随着日照、日常活动和社会生活节律,逐渐适应特定时间活动或休息。学习与专注也可以发生类似的节律适应。研究表明,如果你连续大约两三天,在固定的时间把注意力投入学习,一次又一次地把思绪拉回书页或讲座内容,大脑和身体就可能逐步适应那个时间点。到后来,单凭学习时间的规律性,你就更容易在相应时段集中注意力。这不是一个完全自动的过程;你仍需要主动把注意力拉回来,但固定安排会帮助这项训练。

所以,我建议你给自己两三天适应期,然后尽量维持固定的学习时间。需要时把手机收起来,告诉家人朋友这段时间暂时离线,关掉不必要的网络连接;如果学习必须上网,就至少关闭无关通知和页面。考试周或者学期末,如果条件允许,周末也可以维持同样的学习时段。要认识到,专注是一项技能,而且可以通过有规律的练习相对迅速地改善。与其不断等待某个完美的学习情绪,不如让自己的神经系统习惯在既定时间投入工作。

长期愿景与学习动机:把眼前努力放进人生轨迹

在深入具体的抗遗忘方法前,我还想补充那项近 700 名医学生问卷中的一个细节:当研究者询问这些学生为什么学习时,表现最好的学生往往有一种明显的长期视角。他们相信自己在医学院里的努力,会改变自己的生活轨迹,也会影响家庭和未来。他们并不总是明确列举将来要发生的具体事情,相反,这种想法相对宽泛、抽象,而且带有愿景色彩。

这也是我喜欢这篇研究的原因之一。它一方面记录了每天学几个小时、什么时候学习、如何排除干扰这样细致的行为习惯;另一方面也触及了学习背后的心理动机。当学习愿望减弱、疲劳增加时,某种面向未来的愿景可能帮助人继续坚持。这里我必须说清楚:关于愿景在疲劳时是否特别有效,是我根据材料作出的推测,并不是这份问卷单独证明的因果结论。

研究所涉及的教育环境也很值得注意。在该国,只有极少数最优秀的学生才有机会进入医学训练,而一些学生还必须用与母语完全不同的语言学习专业知识。这让我想到在意大利受训的朋友:他们出生在意大利,如今也在意大利经营自己的实验室,可当年攻读博士学位时,却需要使用英语——自己的第二语言——完成训练、撰写论文、展示博士研究并进行论文答辩。这是一项很大的挑战。类似的例子还有很多。也正因为如此,我认为我们在研究优秀学生的习惯时,既需要关注外在的时间管理,也不能忽略他们是如何理解学习与自己未来人生之间的关系的。

每个人的长期愿景都不同,也不是每个人都在学习时不停想着未来会如何改变自己和家人;不过这些学生能够说出,除了争取进入医学院、完成训练和取得好成绩以外,自己究竟还在追求什么。我认为这种面向未来的目标感,可以与每天读书、排除干扰、反复练习等具体行为相互支撑。你每天学习一个小知识点,可能就是在一点点靠近更重要的愿望。

如果你本来就非常喜欢某个主题,这种长远目标感可能没有那么必要。我还记得自己在大学和研究生阶段不断惊叹:“天哪,这简直是我听过最有趣的东西!”昼夜节律、季节性节律、褪黑素、神经回路、多巴胺,许多题目都曾使我兴奋不已。但有些课程无论是内容本身还是授课方式,都让我很难投入。没有人会喜欢自己必须学习的每一个知识领域。这时候,把眼前的工作和更大的愿景连接起来,可能是一股很有价值的推动力。而且回头看,我最怀念的某些课程,恰恰是当时让我最费劲的课程。这就引出了我们接下来要讨论的一项非常重要的学习原则。

越觉得困难,可能越接近真正的学习

大量同行评议研究都指向同一个结论:那些主观上更有挑战性的学习活动,通常比看起来轻松、流畅的活动更有效。我知道很多人不愿意听到这件事。大家更想听到“心流”“不费力地吸收信息”,或者希望知识像渗透作用一样进入脑袋。我记得《加菲猫》漫画似乎开过一个关于“渗透式学习”的玩笑;我也见过一段很可爱的现实视频,一个孩子——我印象中是在中国——把课本放到自己头上,好像要让书里的知识直接渗进大脑。把书放在头上当然能做到,但知识不会因此进入神经回路。或许未来会出现直接向神经系统快速下载信息的技术;就目前而言,人们数百年、甚至上千年的学习经验,连同现代实验,都说明努力投入是学习的基石。

这并不意味着学习一定永远痛苦。我希望在这篇文章结束之前,让你知道怎样把学习变得更有效率,也减少不必要的挫败。但是先让我们再做一个小测试。你可以只在脑海里回答,也可以把答案写下来或说出来。第一个问题:神经连接的实际重塑,主要发生在清醒专注时,还是睡眠时?答案是睡眠阶段。第二个问题:一种能够提高注意力的行为工具是什么?答案是简短的正念或知觉注意力练习:坐着或躺着,闭眼专注呼吸,走神后再次回到呼吸;也可以睁眼注视一个距离自己约一英尺、两英尺或三英尺、自己感觉舒服的视觉目标。

睁眼注视时,完全可以正常眨眼,千万不要为了练习不让眼睛眨动,导致干涩。你可以持续专注 1—3 分钟,或 3—5 分钟,也可以逐渐达到 10 分钟。这些方法训练的是注意力神经回路,而这些回路本身也具有可塑性。第三个问题:你能说出高表现学生至少三个共同习惯吗?我想到的是收起手机、告诉别人暂时联系不到自己;独自学习;以及把所学内容教给同学。你大概还记得他们安排固定时段、每天分两三段学习等习惯。现在你已经再次亲身体验了我反复强调的学习技术:主动从记忆中提取答案。

自我测试不只是验收知识,而是在建立知识

关于测试作为学习工具的研究,已经持续了一百多年。我再次强调:测验不仅用于评估知识掌握情况,更是形成记忆、保留记忆、对抗遗忘的有效手段。回忆刚才学过什么,看起来只是一件小事,却可能比把同样的内容从头再读几遍,更能帮助你在未来记住它。

早在 1917 年,就有一项经典研究让小学年龄的孩子阅读人物传记。实验者把孩子分到不同组:有一组反复阅读传记,一遍又一遍地重读;另一组只读一遍,然后通过在脑海里努力回想的方式测试自己。所谓测试,不需要标准化试卷,孩子只需要问自己:传记讲的是谁?这个人和谁结婚?他在哪里上学?在学校做过什么?后来做了什么?在人生和社会中扮演了什么角色?通过这样的提问,他们一遍遍尝试把读过的材料从记忆里提取出来。

请注意,第二组的孩子只接触过一遍原始传记,之后花的时间用于回忆;第一组则继续直接看着纸面上的内容反复阅读。在重复次数可比的条件下,研究发现,只读一遍、随后反复在脑内检索的人,在日后回忆内容的数量和准确性方面都显著优于反复阅读的人。也就是说,读第二遍、第三遍、第四遍,甚至不断继续重读,远不如读过之后移开视线,迫使自己想起材料里到底说了什么。初次接触这类结果时,我也非常惊讶;但随着阅读更多后续研究,我越来越确定:测试是学习和编码知识到神经系统中的强大工具。

你可能会觉得 1917 年离现在太遥远了,脑海里浮现的是木制校舍、穿着旧时代服装的孩子。不过,虽然教育环境变化巨大,人类神经系统在数万年的尺度上并没有发生同样程度的改变。更重要的是,现代实验一再得到了同一方向的结论,所以我们继续来看一组更新的研究。我会在节目说明中附上论文及包含相关实验的综述链接;我所引用的是一整个研究领域的结果,不是让大家只相信一篇论文。

重复阅读四遍,为什么不如读一遍后测三次

在一系列实验中,研究者使用动物、生物学等主题的阅读材料,把参与者分成三个条件,比较不同的学习与测试安排。为了说明清楚,我用 S 代表学习(Study),T 代表测试(Test):

组别 初始阶段的安排 一段时间之后
反复学习组 S-S-S-S:学习四次 参加最终测试
混合组 S-S-S-T:学习三次,测试一次 参加最终测试
反复测试组 S-T-T-T:学习一次,测试三次 参加最终测试

三组在初始阶段都安排了四个学习或测试环节,之后再进行一次作为比较依据的最终考试。最终考试有时安排在几天后,有时在几周后,其他实验还会延长到几个月甚至一年。这项比较要回答的不是“谁在材料刚读完的时候觉得更熟悉”,而是经过时间和遗忘作用之后,谁还能准确提取信息、在一定程度上灵活使用所学知识。

根据前面讲过的研究,你可能已经猜到了:最终测试成绩大体上随着前期测试次数的增加而提高。在初次接触材料之后,持续进行主动测试,比一遍遍重新接触原文更能帮助长期保留知识。你当然需要第一次学习材料,否则就无从测试;但在完成初次学习以后,接下来的重复活动,应该优先考虑让自己回忆,而不是每次都再读一遍。最好能够测两次、三次,而不只是测一次。测试可以由自己设计,也可以由老师安排。

还有一个重要条件:做完测试后,需要能看到正确答案,并把自己的回答与正确答案比较。哪怕你刚开始只答对 40%—50%,甚至更低,只要之后得到准确反馈,测试通常仍然比不断重读更有利于长期成绩。有人担心,如果自己答错了,会不会反而巩固错误知识?这些研究并不支持把这种担忧当成放弃测试的理由。关键在于错误被发现以后,要及时获得正确答案,而不是把未经纠正的错误答案当作学习结果。学习、尝试回忆、查看反馈并再次回忆,能够推动更持久的神经编码(neural encoding)。

为什么越熟悉材料,越容易高估自己

还有一个让我觉得既不可思议、又有点令人不安的现象。我真希望自己在小学二年级就能知道它。实验者不仅测量学生最终记住多少,还会问:“你觉得自己刚才学得怎么样?如果明天、两周后、六个月后,甚至一年后考试,你觉得会考多少?”结果非常反直觉:连续学习四遍的学生,往往对自己以后能取得好成绩最有信心;学习一次、随后测试三次的学生,反而最没有信心。

原因不难理解。反复看同一段材料,每次看到都会觉得更眼熟、更流畅,于是你会自然产生“我已经学会了”的感觉。相反,真正把课本合上、试图从大脑里找出答案时,你可能突然发现自己想不起一些细节,或者第一次、第二次都答得不好,于是觉得自己根本没学会。可是,最终的实际测试结果恰好与这种主观自信相反:主动检索组学得更扎实,反复阅读组的自信更多地建立在对材料的熟悉感上,而不是能够独立提取信息的真实能力上。

反复阅读的人往往觉得自己正在不断吸收信息,而主动测试的人却要费力寻找答案,有时甚至把答案答得完全错误,然后意识到“我原来根本没记住”。这种困难并不是测试策略的缺陷,而是它发挥作用的一个重要环节。在最终考试前,主动测试一遍、两遍乃至三遍,往往远胜过反复阅读。它让你知道自己真正能够从记忆中取出什么,也更明确地暴露需要纠正的错误。

我是怎样通过想象自己穿越大脑,学会神经解剖学的

说到这里,我想讲一个自己的大学经历。我并不是完全没有使用过自我测试。当时我修过一门课程,编号是 Biosciences 169L,一门由 Ben Reese 教授讲授的神经解剖学实验课。我印象中他后来仍在任教。作为教师,他不是性格上难以相处,而是课程极为严格、细节极多、要求非常高。别忘了,这是本科课程:我们要听讲座,读神经解剖教科书,辨认来自不同物种、用不同染色方法处理的脑组织切片,还要在实验室里从一台显微镜走到另一台显微镜,仅凭镜下所见辨别解剖结构。这就是课程编号里 L(laboratory) 的含义。

你必须知道不同染色究竟让什么组织显现出来。例如,有些染色主要显示神经元的细胞体,有些显示神经元之间像电线一样延伸的轴突(axons)。我们还要解剖真正的绵羊大脑,学习极为大量的解剖学命名,包括嘴侧(rostral)、尾侧(caudal)、背侧(dorsal)、腹侧(ventral)等方向术语,以及各种复杂结构之间的关系。我当时觉得这门课难得不得了。

后来,也许是因为信息量实在太大,我采用了一个很特殊的方法。我独自住在一间单身公寓里,有时就躺在床上,闭上眼睛,在想象中从不同入口“飞进”神经系统。从耳朵进入时,我会一路复习耳蜗的解剖;从眼睛进入时,我会复习视网膜;从大脑背侧进入时,我会辨认脑沟、脑回,再进入胼胝体和其他脑内结构。直到今天,我的脑海里依然保留着那些清晰的空间图像。

我当然参加了课程、做了解剖、读过课本、看过显微镜切片,也听过讲座。但后来用于复习的非常大量时间,其实不是继续盯着书本,而是闭眼在头脑中重建知识。我相信,正是花了许多个小时进行这种练习,使我对不同物种的神经解剖学都获得了很扎实的掌握。这并不意味着我是什么神经解剖学天才;我的专业能力来自长时间接触材料,然后在脑海中一遍遍提取它们。

在想象中沿着某条神经通路前进时,例如试图从海马体走向附近的一处结构,如果我突然不知道下一个结构是什么,就睁眼去教科书里查,再回到想象中继续。如果我非常确定某个位置是海马伞(fimbria),结果核对后发现不是,我就会知道这里有个错误。类似地,我至今记得缰核(habenula)的位置和外观。当年我们还不清楚这个结构究竟做什么,如今研究表明它与失望感,以及某些人的抑郁相关神经回路有重要关系。研究也发现,早晨接受阳光照射能够抑制相关活动,而半夜过量暴露于人工光线则会增强缰核活动。这些有意思的工作来自其他实验室,并不是我的实验室完成的。

我讲这段经历,一方面让你了解一点神经解剖学及其与情绪、抑郁研究的联系,更重要的是说明:自我测试可以采用非常个人化的形式。这与前面否定“固定学习风格”并不矛盾。关于视觉型、听觉型、语言型学习风格的研究并非绝对不存在,但有大量其他研究与它们的普遍有效性相矛盾;然而,你完全可以选择最适合自己任务的测试方式,无论是闭眼想象、口头解释、画图、演示动作还是写出答案。真正不可缺少的是,测试要让你找到知识断裂处,辨别“我不知道”“我原来记错了”和“我确实能说出来”。

我现在读论文时,虽然不是每次都能做到,但通常仍会尝试读完后走到院子里或出门散步,不带着论文原文,自己回想研究的关键点,尤其是重要的图表。这与当年我躺在床上想象脑内通路所做的事,本质上是一回事:在不依赖原始材料的情况下,对刚学过的内容进行提取练习。

应该什么时候做第一次测试:越接近首次学习越好

现在把研究问题推进一步。前面比较了四次学习、三次学习一次测试,以及一次学习三次测试;接下来,研究者想弄清楚:第一次测试安排得早一点还是晚一点,会对最后的记忆产生什么影响?这里“学习”(study)在实验设计里特指首次接触新材料;我知道这个命名有点别扭,因为我们已经明确,测试本身也是学习,但论文就是这样描述实验程序的。

研究者安排了三种时间结构。第一组先接触新材料,几乎立刻接受一次测试,获得对错与正确答案反馈,之后等待一段较长时间,再参加最终测试。第二组先学习,等待几天或一段时间,再做一次带反馈的测试;接着再等一段时间,最后与第一组在同一天参加最终测试。第三组则先学习,等待很长时间,直到最终考试前一两天才做一次测试并看到正确答案,然后很快参加最终测试。不同版本的实验使用过几天、几周等不同间隔,最终比较的仍然是各组在同一时间进行的最终测试表现。

乍看之下,我原本会猜第三组最好:考试前才测试,错误刚被纠正,答案应该最新鲜。第二组间隔均匀,似乎也有优势。但结果相反。首次接触材料后很快就测试、之后留出较长间隔的第一组表现最好;中间分散测试的第二组居中;第一次测试拖到临近最终考试的第三组最差。即使第三组的两次测试只隔一天,甚至有重叠题目,也没有获得预想中的优势。

这项结果在学习策略上非常重要。如果你今天第一次读一章书、第一次上某节课、第一次学一组数学概念、语言材料、音乐片段或动作技能,请尽量在同一天测试自己,至少不要轻易拖过第二天。先尝试记起刚才接触的信息,再看正确答案,去发现没有掌握的内容。这种早期测试似乎能够在遗忘大量发生之前,改变未来信息保留的轨迹。我真希望自己在幼儿园、小学、中学、大学和研究生阶段,都有人把这个方法明确教给我。

为什么早测如此有效?我们还不能把神经机制说得百分之百确定。人类神经影像研究提供了一些线索,特别是熟悉感(familiarity)与主动回忆或再认之外的提取(recollection)之间的差异。看到熟悉的段落、认得某个术语、听过某段音乐,不等于你能够不看材料就把它重现出来,更不等于你能灵活运用。重复阅读让材料显得越来越熟悉,但这种状态可能仍然相当被动;测试则迫使你真正输出答案、写出解法、弹奏音乐、执行动作或重建概念。

更特别的是,测试中的错误可能具有独特的学习价值。当你试图回答却回答不上来,或者确定自己知道、最后发现答错时,神经系统可能会对正确的信息和需要纠正的信息作出不同反应,从而促进以后的保留。我们还不知道这里所有的细胞级机制,但它显然不同于简单的再次接触材料。第一次接触是必要的;之后把测试安排在首次接触之后尽可能早的位置,能够利用“材料还在记忆中、却尚未形成稳定掌握”的特殊窗口,帮助抵抗自然遗忘。这方面涉及熟悉感与真正回忆能力的神经科学差别,我也在节目说明中推荐了相关综述。

与熟悉感和回忆能力有关的一篇综述,刊登在学术期刊 《Hippocampus》(《海马体》)。每次想到竟然有一本期刊直接用脑结构命名,我都觉得有些好笑。至少我不知道有叫作《Retina》(视网膜)或《Amygdala》(杏仁核)的期刊,尽管确实还有《Cerebral Cortex》(大脑皮层)等以神经结构命名的期刊。我还记得研究生刚入学时参加过一次聚会,听说有本叫《Hippocampus》的期刊,就当着聚会主人的面说:“这也太荒唐了,谁会把学术期刊起名叫一个脑结构?”当时我还是一年级研究生,没意识到自己言语有多冒失。主人平静地回答:“那是我创办的期刊。”而这个人后来成为学习与记忆领域的重要学者。这段经历说明,有时候你觉得自己很懂,却恰好暴露了无知——这也和自我测试的意义不谋而合。

只进行一次自测,就能把遗忘减少多少

现在我想再让你做一次开放式测试。这个问题的答案我还没有告诉你,所以并不期待你答对:如果综合测试作为学习工具的研究,学习新材料后只增加一次自我测试,与完全不测试相比,究竟能使后续的遗忘减少多少?你猜是 10%,还是 20%?请先在心里给出一个估计。

我想强调的答案是:大约减少 50% 的遗忘。这里要理解清楚这个数字的含义:我说的是在这类研究中,进行一次测试可以使本来会发生的遗忘量大致减半,而不是承诺每个人、每种任务、每个时间点的考试分数都会直接增加 50 个百分点。相关研究涵盖了音乐、数学、语言、动作等不同形式的学习。受试者先接触材料,随后在没有复习、练习或测试的条件下等待,最后接受测验;研究者再与早期进行过一次测试的组作比较,观察各自保留了多少信息和技能。

设想钢琴老师给你演示一组音阶,之后你完全不练习;或者你听过一节历史课,却在之后的日子里既不复习也不回忆。在这种条件下,随着时间过去,正确演奏或准确回忆的比例自然会下降。但如果在第一次学习之后,立即进行一次测试或自我测试,即使那次成绩不理想,后续遗忘就可能显著减少。这个数量级的效果,是阅读相关文献时最让我震撼的发现之一。

我希望大家从根本上改变理解学习的方式。神经科学家通常把学习描述成“接触新材料、集中注意力、睡眠中重塑连接”,这些环节确实存在;但还需要强调:我们每天经由神经系统接收的绝大多数信息,最终都会被丢弃。遗忘不仅普遍存在,而且是必要的。确实存在极少数特殊临床情况,有人对日常大量细节具有异常强的记忆能力,但这未必是值得羡慕的事。这些人可能在工作和人际关系中遇到很大麻烦,事无巨细地记住一切,反而严重扰乱生活。真正需要的不是对所有事情都永不遗忘,而是对重要内容形成良好、可提取的记忆。

正是因为我们天然会忘记如此多的信息,“让遗忘减少约一半”才如此有意义。回想我自己读书时的安排:通常先读材料、划重点,再把笔记抄写出来,然后写成短段落进行整理;之后参加小测验,去老师的办公时间提问。等我真正认真对待学业时,我的确付出了很大努力,这套方法也给了我不错的结果;而其中一部分做法很可能已经类似自测,只是当时我没有意识到它的机制。我现在当然仍会忘记事情、说错话,播客中偶尔也会因为讲得太快或玩笑没被正确理解而出错。我们会在节目说明中更正被指出的问题,如今还使用 AI 辅助检查节目,并在必要时通过后期编辑修正表达。我始终努力保证准确,但也不会假装自己永远不会忘记或犯错。

不过,如果我当年知道,下课走出教室时、回到家后、当天晚上或第二天简单自测,就能如此显著地改善未来几周、几个月乃至一年后的保留情况,我一定会更早、更频繁地这样做,也可能节省大量时间。这不表示应该完全停止读书和常规复习;为了充分掌握材料,你仍然需要投入与任务难度相匹配的学习量。它意味着,在已有学习时间里增加及时、主动的测试,具有极高的价值。

哪一种测试形式最适合用来学习

如果你能自己设计测验,或者你是教师,或者你有机会向老师建议怎样安排教学性测试,我最推荐的是:开放式、简答式、提示尽可能少的问题。像我们在这篇文章中所做的那样,不先展示答案,而是问“神经可塑性的三种机制是什么”“为什么第一晚睡眠重要”,让你必须自行回想。如果需要,也可以使用长答题,让学习者解释因果、阐明概念、连接事实。

与此相比,普通的选择题经常允许你依赖熟悉感。例如选项有 A、B、C、D,有时还有 E,甚至是“A 与 C 均正确”之类的组合。你看到几个术语,觉得其中一个眼熟,就圈出 C。这可能是在识别答案,而不是从头脑中独立重建答案。开放式问题更难,因为你必须真正提取知识,而不仅仅在几个已经给出的名字或事实中辨别熟悉的东西。用作学习工具时,这种难度通常是优点。

当然,选择题有例外。GRE、LSAT、MCAT 等标准化考试中,有些题目包含所谓的陷阱选项:一个答案乍看完全正确,许多人会迅速选择,但只有进一步理解题目背后的知识,才会发现最显眼的答案其实错误。这类选择题会迫使你比较多个信息要素,单靠熟悉感不够,因此可能同样需要深入掌握。但这类精心设计的问题不是所有选择题的常态,而且对于音乐演奏或实际动作练习,测试也未必适合用选择题呈现。当然,如果你考的是音乐理论,情况又可能不同;我在谈音乐学习时,主要想到的是实际演奏技能。

在真实学校里,你常常不能决定期中或期末考试的题型,老师可能使用多种题型混合的试卷。你能够更好控制的是自己用来学习的测验。我建议让这些测验尽可能要求主动回忆和有一定深度的思考,而不是只依靠选择题的识别。做题时难免犯错,但既然这里的目的不是最终评定成绩,而是学习,那么理想情况下,这些练习的答错次数不应立即降低课程最终评分。学习性测试与成绩性评价不是一回事。

教师为什么应该提前告诉学生会有许多小测验

研究显示,学生通常不喜欢突击测验(pop quiz)。从教学评价就能看出来:教师如果经常突然小测,学生往往会给出更低的课程评价。我多年执教,收到过各种不同的评价,也一直认真看待反馈。现在我突然想到有位学生曾抱怨我在课上过于频繁地提起我的斗牛犬 Costello。我此刻又提了他一次,就当作对那条意见开个玩笑;反正我觉得自己可以按需要提起他。回到正题,学生不喜欢突击测验,并不能说明它对学习没有效用。

但我认为,一个甚至更好的方式是:从课程开始就明确告知学生,接下来将有多次测试,而且这些测试是教学本身的一部分。可以告诉他们,在整段学习期间会有五次测验;也可以给自己设定规则,每天首次学习新材料后进行一次回忆测试。提前建立这个预期,能让测验不再只是突然出现的压力事件,而成为学习流程中可以主动准备的环节。

现实中,我们可能下了一节课就得赶往下一节,未必有空坐下来做正式测验。但是,刚下课就立刻打开手机刷信息,通常不是最好的选择。首次接触新材料之后,你拥有一个很宝贵的窗口,可以用最简单的方式阻止遗忘继续扩大。我读书时还没有智能手机和短信的干扰,下课后往往直接走向自行车,当然也会与人说话、处理其他事情。现在的学生则有更多立即分心的渠道。

如果你很在意刚学到的内容,我建议下课后用几秒钟,最好几分钟,停下来问自己:“刚才最重要的概念是什么?有哪些事实?我能否完整解释?哪里最困惑?”如果发现自己一无所知、十分混乱,或者完全想不起重点,这也不是失败。你已经让神经系统接触到了一个明确的知识缺口。接下来查找答案,再测试一遍,这就是在启动进一步学习。反复执行“提取—发现缺口—核对—再提取”的循环,目的正是让未来遗忘尽可能少。

学习中安排五到三十秒的停顿:间隙效应

除了测试,还有一些与神经可塑性相关的研究值得简要提及。其中一个是间隙效应(gap effects)。这是一个非常有趣的现象,而且已经在多种学习任务中得到观察:学习期间周期性地安排短暂的暂停,短到 5—10 秒,也可以长到 30 秒,会让海马体中的神经元有机会快速重放刚才接触的信息。研究显示,这种神经重放的速度可以达到通常体验速度的20—30 倍,类似于睡眠中观察到的某些快速重放现象,包括与快速眼动睡眠相关的活动。

如果你是教师,可以在讲授新知识时有意识地留出短暂空白;如果你正在练习新的动作、音乐技能或其他材料,也可以适时暂停,而不是一直不停地推进。这样做不是为了浪费时间,而是让海马体可能在短时间内自动重复更多次刚才的神经活动模式。你不必在每个停顿中刻意做复杂练习,重要的是避免把连续输入当作唯一的学习方式。

我知道,在今天的讨论中,考试、测验、评价、遗忘这些词,可能会触发许多人的紧张和不舒服回忆。被老师突然点名、答错后受到评价,确实可能带来很强的压力。但我始终要强调:把测试当作学习工具,不等于每次测试都要作为成绩惩罚。它的目的,是让你看见自己知道和不知道的边界,之后得到正确答案,并不断纠正错误。如果教师主持测试,也应该把这一点向学生说清楚。

在美国,过去约 30 年,特别是最近约 15 年,教育领域出现过减少某些正式评价的倾向。我能理解学习形式可以非常多样化:你可以通过正式课程、YouTube、播客、书籍、实践乃至真实生活来学习。作为大学教授,对科学、医学、健康等需要严格训练的领域,我个人仍然非常看重结构化、严谨的正式课程。不过,不管通过哪种媒介学习,把测试主动嵌入学习过程,都比只用测试来给人打分更值得重视。

如果你希望继续查阅这些研究,我在节目说明中列出了多篇论文,包括综述 《Testing Enhances Learning: A Review of the Literature》,以及研究文章 《Test-Enhanced Learning》,还有一部由这一领域的研究者撰写的相关著作。这些文献将“测试作为学习手段”与其他学习方式直接比较。我认为,它们不仅值得教育研究者了解,也应该让普通学习者尽早接触。

情绪为什么能让一条记忆留下来

现在,在结束之前,我还想讨论几个并非以测试为中心、但同样与记忆密切相关的因素:情绪、故事,以及交错穿插信息(interleaving)。我们都能从生活经验中发现,带有强烈情绪的事件通常更容易记住,记忆也更持久。负面情绪尤其如此。创伤后应激障碍(PTSD)与这种现象有关:有些严重、令人恐惧的经历,即便只遭遇一次,也可能留下异常深刻的记忆。这被称为一次试次学习(one-trial learning)。

这类经历可以来自阅读或观看到的信息,也可以是现实中亲身发生的事件。我并不喜欢这种事实,但神经系统确实能够在极端压力下迅速改变。强烈应激时,大脑和身体释放大量肾上腺素(epinephrine/adrenaline)、去甲肾上腺素(norepinephrine)及其他神经调质,使得事发之前和事发期间活跃的神经回路,以及有关场景、视觉和声音信息的回路,快速与强烈的压力反应建立联系。某些连接仅经过一次经历,就可能发生很持久的变化。

举一个令人难过的例子:假如你今天走出门,不幸目睹某人被汽车撞到,很可能会在很长时间内,甚至一生都记得那幅画面。从适应性的角度看,这种能力可能帮助我们识别和避开危险;从个人生活的角度看,它也可能带来痛苦。当然,清楚记得一件事,不等于与那件事相关的痛苦情绪必然永远保持不变。针对 PTSD,临床上有不同治疗方式,包括由受训精神科医生或心理学家支持的系统性暴露治疗,让患者在安全、受控的条件下重新面对有关记忆、意象,有时甚至是特定情境,逐步改变记忆与强烈情绪反应之间的联系。其他方法包括 EMDR(眼动脱敏与再加工)、药物治疗,以及某些组合方案。我在其他节目中专门讨论过应激与 PTSD,可在 hubermanlab.com 搜索 stress 或 PTSD。

这里的重点不是把创伤当成理想学习方法,而是认识到情绪唤起如何影响记忆编码。负面重大事件往往一次就难以忘记;正面的人生高峰也可能如此,例如第一个孩子出生、婚礼,或特别美好的个人及职业经历。这些事件也可能构成一次试次学习。然而,我们每天要记住的大多数信息,并没有如此极端的正面或负面情绪。对于这些普通材料,故事、个人兴趣,以及讲述过程中产生的情绪强调,都有可能增加它们进入长期记忆的机会。

如果你在学习某个主题时非常兴奋,或者觉得某件事非常糟糕,这种主观感受可能使相关信息更容易被记住。其中发挥作用的,不仅有肾上腺素、去甲肾上腺素,也包括乙酰胆碱(acetylcholine)、多巴胺(dopamine)等神经调质。它们可以在较低的背景水平活动,只让情绪、专注与警觉性发生细微改变;也可以在特定浓度、时机和神经回路条件下,引发非常剧烈的状态变化。因此,同样的事实,在不同情绪和警觉状态下被接触,可能产生不同的记忆效果。

怎样在平淡的课程中主动创造投入感

如果你是教师,需要注意知识本身之外的呈现方式;如果你是学习者,则要留意自己接触材料时的内部状态。我们都遇到过用平板、单调语调讲课的教师或演讲者。碰到这样的材料,你也许需要更有意识地提高自己的投入程度,主动提醒自己其中的意义,寻找令自己感兴趣、惊讶或重视的方面。即使外部刺激不够强烈,仍然可以通过自己的思考增加注意力和情绪上的重要性。

相反,某些极富感染力的老师会睁大眼睛、充满活力地讲故事,偶尔穿插笑话,学生自然更容易集中,也更容易记住内容。当然,即使遇到非常生动的授课者,你仍然需要自测;生动的讲述不能完全代替主动提取。不过,它能够借助学习者自身的神经调质反应,创造较强的记忆条件。

有趣的是,研究教师评价时还发现一个看似矛盾的现象:会讲笑话甚至偶尔说粗话的教师,可能被学生认为更讨人喜欢,却往往获得较低的整体教学评价。学生可能觉得他们不够专业,因此给出的“好教师”评分反而偏低。这也是为什么我在正式授课时尽量不讲太多笑话,也尽量不说粗话。但这不改变我对充满活力、善于激发兴趣的教学方式的评价:它的确能够帮助学习者更容易投入。

中世纪把人扔进冷水的记忆方法,以及它真正说明了什么

现代记忆科学的重要研究者 James McGaugh 在一篇很好的学习与记忆综述中,提到过一个令人惊讶的中世纪做法:人们先教成年人或孩子某些信息,然后真的把他们扔进冷水里。目的就是利用强烈的身体刺激,诱发肾上腺素释放,以帮助此前所学内容的记忆巩固。这听起来相当离奇,但如果结合我们对压力、情绪性记忆和神经调质的理解,就能看出其中的生物学逻辑。

我以前在节目中讨论过主动冷暴露,但请不要把这个历史案例理解成“每次学习以后都应该泡冷水”。我并不是要求你这样做。我的意思是,如果你本来就选择在安全的条件下洗冷水澡或进行短暂冷水浸泡,那么你也可以尝试在那段时间里回想刚学过的内容,让自己同时进行主动提取练习。务必注意合理时长和安全操作,不要待在冷水里太久。我也在网站的免费冷暴露资料中讨论过实践方面的注意事项。

与此类似,咖啡因能够提高肾上腺素水平。这个作用并不一定非常剧烈,但可能对学习有一定帮助。有人马上会问:“那我究竟应该在学习之前喝咖啡,还是学习之后喝?”我觉得这就过度纠结于细枝末节了。真正重要的优先次序仍然是:先保持足够清醒,能专注于新材料;随后通过测试进行主动回忆;再获得充足且高质量的睡眠。此前提到的 NSDR 以及短暂停顿,也值得尝试,但不要因为追求微小优化而忽略这些核心因素。

穿插不完全相关的故事,为什么反而能帮助记忆

最后一种我认为讨论得不够多、又很有反直觉意味的学习工具,是交错穿插信息(interleaving)。设想你正在学习钢琴、神经科学或高效学习方法,教师在讲授过程中偶尔插入一段小轶事,谈到奥运会,或者说起某个与当前材料并不直接有关的经历。乍看之下,这仿佛是在跑题;但研究表明,在一定条件下,这种间歇性地穿插其他信息,可能增强整体学习效果。

请把它与前面的间隙效应区分开来。间隙效应是停下来 5—10 秒,甚至更久,暂时不输入新信息,让海马体有机会快速重放刚刚接触的活动模式。交错穿插则不是安静停顿,而是在主要学习材料之间放入一段不完全相关、挑战较小的其他信息。它避免了整节课从头到尾像消防水龙头一样向学生连续灌输全新的、密集的信息。

这种穿插可能一方面让学习回路得到类似于间隙效应的短暂调整机会;另一方面,更有意思的是,它可能帮助负责信息编码的大脑区域,把刚刚接触的新知识与已有知识连接起来,有时甚至会连接到看起来相距很远的内容。这类机制仍然有待进一步研究,但行为层面的思路很实用:学习不必永远是一条没有转弯、毫无呼吸空间的信息流水线。

这是不是说,你应该把数学和历史两门同样困难的新课完全混在同一节课里?我不这样认为。那可能只是从同时面对一根消防水管,变成面对两根消防水管,反而使人不堪重负。这里我说的是:在需要费力理解的核心信息之间,穿插一些有趣、较轻量的事实、小故事或案例。它们可以是新的,却不应每一个都要求你高度费力。正因如此,我在讲述高效学习方法时,偶尔说到我的斗牛犬、当年学习神经解剖学的经历,或其他看起来旁逸斜出的故事。这些内容不只是让人休息一下,也有助于把抽象原理与更广泛的经验联系起来。

从不会使用知识,到熟练、掌握与精湛技艺

有些读者已经不再是学校里的学生,有些仍在正式求学;但从更广义的角度看,我们其实一直都是学生。每天有大量新信息进入生活,我们当然应该庆幸自己不会记住其中的一切,但也确实有一些知识值得长久保存,值得达到熟练乃至真正掌握的程度。我前面答应过要区分几个水平,现在把它们说明白。

缺乏技能(unskilled),意味着你对某个领域的理解还很有限,更谈不上独立运用。具备技能(skilled),通常意味着你已经能够认出和理解相关信息,也能在基本任务中使用它,有时甚至完成相当高级的操作。掌握(mastery),意味着你拥有某个领域非常深入、接近完整的知识,并能在不同情境下灵活运用。最后是我所说的精湛技艺或大师级表现(virtuosity):不仅完全掌握了材料,还能够主动引入不确定性、即兴变化,在使用知识时创造出连自己事先都无法完全预料的表现。

我想到的是伟大的音乐家和运动员。他们把各种乐句、技巧、战术和动作都练到了神经系统里,随时都能调用;但在真正令人惊叹的表演中,他们并非只是机械地重复脚本,而是主动欢迎某种不可预知的“X 因素”。有时他们演奏乐器、歌唱、竞技,甚至从事数学创造时,会表现出令自己也惊讶的能力。这就是我理解的 virtuosity:高度掌握与不确定性、即兴性相结合。

当然,达到这个层次对大多数人来说是很高的要求。我认为,如果我们能在自己真正重视的领域获得可靠的技能和扎实的掌握,已经是很好的成果;如果有一天进一步达到大师级表现,那当然值得珍惜。我们不必要求自己在所学习的每一件事情上都进入大师级境界,能够把真正重要的知识保留下来,并在需要时有效使用,本身就很有价值。

把测试真正变成自己的学习工具

我希望通过今天的讨论,你已经能够把神经可塑性、专注、睡眠和记忆之间的关系连接起来。更重要的是,我希望你真正重新理解一个概念:稳定的学习,很大一部分是在抵消自然遗忘;而测试不只是衡量知识的工具,也是建立、巩固和强化知识的工具。在很多场景里,测试本身就是最重要、甚至最有效的学习活动之一。

我特别想再次强调这个框架,因为我自己在整个求学生涯中都没能充分运用它。今后,无论为了播客研究、神经科学知识更新,还是生活中的其他学习,我都准备更有意识地通过自我测试来检查理解。它几乎可以无限延伸到不同任务:你可以自己给自己出题,也可以让别人测试你;可以给同学讲解,也可以在散步时不看原文回忆一篇论文;可以在刚听完讲座后给自己几分钟,也可以在第一次学会一个动作后,尝试不看示范独立完成。每一次检索都是在确认自己知道什么、还不知道什么,然后帮助神经系统减少之后的遗忘。

这种方法还有一个非常现实的优点:它是免费的,可以私下进行,也不依赖特定场所。你不需要正式考试,不需要特殊设备,也不必等到有老师向你发问。你可以在教室里、回家路上、休息时、散步时、读完一本书或听完一段播客后,立即给自己出一道开放式问题。接着勇于承认没有想起来的地方,核对正确答案,再试一次。让这项练习成为学习的一部分,而不是只在学期末为了成绩才接受测验。感谢你参加今天这场关于学习方法与记忆的讨论。也感谢你对科学始终保持兴趣。

我虽然行过死荫的幽谷,也不怕遭害,因为你与我同在。
诗篇 23:4