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同时学习相关的技能和概念对训练大脑产生惊人的效果

我们都听过熟能生巧这个成语。即是说,习得技能是需要时间和精力的。但人们具体是如何学习像网球、计算或是拉小提琴这样复杂的事物呢?一种老套的回答是:一次学一样。新手钢琴师也许先练习音节再练习和弦。网球新手先练习正手击球再练习反手击球。研究人员们称之为“阻断学习”(blocking),因为 “阻断学习”的方法符合常理且方便安排学习时间,所以“阻断学习”在学校、训练项目和其他场合中都被广泛应用。

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然而另一种学习方法却比这个更有效。


“交叉学习”这种并不为人知的方法现在吸引了认知心理学家和神经学家的注意。阻断学习是指先学习一个技能再学习下一个技能(比如先学习“技能A”再学习“技能B”,依此类推,建立了一种“AAABBBCCC”的学习模式);而交叉学习是一个技能同时和其他几个技能融合或穿插学习(建立了一种“ABCABCABC”的学习模式)。例如,钢琴家轮流练习音节、和弦和琶音,网球运动员交替练习正手击球、反手击球和截击。


过去的四十年,越来越多的研究发现在运动和类别学习等很多不同的项目中,交叉学习通常优于阻断学习。但直到近期才有研究表明这种方法在现实生活中也适用。新研究表明,在学校里采用交叉学习对巩固数学基本功会有明显而长久的效果。这项发现不仅潜在地改变了数学教学方法,而且也许还改变了人们普遍的学习方式。


人们最初是在运动技能的学习中发现交叉学习的效果的。在一个发表于1986年的研究中,研究者训练学生学习三种羽毛球发球技术。比起阻断学习,交叉学习的学生掌握每种发球的效果更好,并且更好得应对新情况,比如交换场地发球。之后在棒球、篮球和其他运动研究中也观察到了类似的结果。2003年,第一批观察运动领域外的交叉学习应用的研究中,有一个发现,比起阻断学习,用这种方法培训的医学院学生能更准确地对心电图做出诊断。2008年,另一项被广泛引用的研究发现,用交叉学习的方式教大学生识别不同风景画画家的绘画风格也有类似的优势。甚至能批判性思维技能也能从中受益:在2011年的一项研究中,用交叉学习方式的学生们对复杂的法律案例能做出更准确的评估。


然而,外语学习表明,要发挥交叉学习的效力有个需要注意的地方。当英语为母语的人用这种方法学习完全不熟悉的语言,如从英语翻译到斯瓦希里语,交叉学习有时比阻断学习效果好,有时则效果相同或更差。这样混杂的结果意味着学习者在使用交叉学习前应对所学事物有一定了解(或者所学事物应该是浅显易懂的)。否则就像学外语的例子一样,交叉学习有时非但没有帮助,反而引起困惑。


令人惊讶的是虽说交叉学习很有效,但很少有研究关注交叉学习在实际生活中的应用。然而,南佛罗里达大学(University of SouthFlorida)的认知心理学家道格·罗勒(DougRohrer)和他的同事们最近发表在《教育心理学杂志》(JouRNAl of Educational Psychology)的新研究向填补这个缺口迈进了一步。罗勒和他的团队是第一个在实际课堂(弗罗里达坦帕的初中)中应用交叉学习的。目标是学习代数和几何。


为期3个月的实验研究了七年级学生斜率和图形问题的教学情况。老师每周的教学都是大体不变的基础训练。然而每周的作业则运用了交叉学习或阻断学习。交叉学习的作业中,不同种类的新旧问题都是混合出现的。9个班级中,5个班在斜率问题上用了交叉学习,图形用了阻断学习;剩下4个班则相反。结课后的5天,每班都给学生提供了复习课。突击测验将放在第2天或1个月后。结果呢?1天后的测验中,用交叉学习班级在分数上高了25%;1个月后的测验中,交叉学习的优势上升至76%。


这个研究的结果很重要,原因很多。首先,结果显示了交叉学习在实际生活中广泛应用时也是有效的。在学习数学这个几乎所有学校都会设置的科目时,这种方法非常有效。交叉学习的效果是长期的——大概能持续数月——并且相对于阻碍学习,其优势随时间日益渐长(即使说交叉学习过的内容更不容易被遗忘)。即使将阻碍学习的内容再复习一次,交叉学习依旧保有优势。总而言之,交叉学习的效果强而稳定且持久。


很明显交叉学习在七年级数学教学中的运用效果惊人。此外,结合先前的研究,结果显示交叉学习对于不同年级的学生(小学到大学)学习一系列科目(代数、指数、比例、棱柱和体积)有相似的优势,交叉学习也许是最有效的数学学习方法。


研究人员正试图理解为何交叉学习会有如此显著的效果。一个著名的解释是交叉学习提高大脑区分不同概念的能力。运用阻断学习时,一旦你知道了解决方法以及运作方式,你已经跳过了难点。运用交叉学习时,每种尝试都与先前的不同,因此死记硬背解决方法并没有什么用。你的大脑必须不断的寻找不同的解决方法。这个过程会提高你学习技艺和概念的关键特征的能力,这将使你更好得选择和实行正确的对策。


第二种解释是交叉学习强化了联想记忆。用阻断学习时,所用的策略仅是将方法暂时储存在短时记忆中。这并不是交叉学习运作的方式——正确的解决方法因题而异,需要不同的尝试。因此,你的大脑不断地唤出不同的对策,然后将其收入短时记忆中。重复这个过程可加强不同任务和正确对策的神经联系,即是提高学习能力。


这两种解释都意味着训练中需要更多尝试和努力,辨别或加强正确的对策在交叉学习中是必要的。这反映了其潜在的缺点,这种学习过程通常是循序渐进的,而且在开始时候让人觉得困难。不过这种额外的努力可以获得更好更长久的效果。


现代社会,人们对加强学习和记忆的方法,如大脑训练和帮助学习的应用程序等有着巨大的兴趣。交叉学习有科学依据,证明其可应用于广泛的情形中。它也具有实际优势,不需要额外的训练、额外时间或特殊器材。只是需要更细致的规划,以及开始时需要更多的努力。


尽管交叉学习有这些相对优势,它仍然没有广为人知未,也很少并被使用。想想小学数学的例子。如今在美国所有用的数学教科书都是统一的撒克逊系列(Saxon series)——它用了阻断学习法。我们也只能推测交叉学习在课堂和教科书中被广泛应用后将会带来何种变化。那之后学生的成绩可能会有本质的改变。


随着对交叉学习的研究不断进展,我们想了解更多关于这种方法:它还可以被应用到哪些领域?它有何局限?不过这并不影响我们现在就运用这种方法。比如你在学习统计吗?在学乐器吗?还是开始学一个新的运动?所有这些领域中,你都要学习一系列技能和概念。典型的方法是一个个练习,一次一项反复练习。另一种方法就是混合练习。根据目前研究,你的大脑也许更应该尝试后者。


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