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《科学学习》
铛铛铃2025-09-14【科普】1人已围观
简介
今天为您解读的书是《科学学习：斯坦福黄金学习法则》。
说到学习，每个人都不陌生。为什么有的人一学就会，有的人却云里雾里？事实上，那些学有所成、实现了自己目标的人，大多只因为懂了三个字：会学习。他们知道正确的方法，于是效率更高、理解更深、记忆更好。
近几十年，科学家们对学习行为进行了大量研究，在认知科学、心理学、教育学、社会学等领域的基础上，逐渐形成了一个跨学科的研究领域——学习科学。《科学学习》这本书的作者丹尼尔·施瓦茨教授，就是学习科学领域的权威专家。他是斯坦福大学教育学院的院长，在多年的科研、教学和实践的基础上，施瓦茨教授的团队从学术界积累的成千上万篇研究文献中，精心挑选了不同视角、最有代表性且实证有效的26种学习机制。这些学习机制涵盖了学习科学的几乎所有领域，且具有很强的实操性。
在书中，施瓦茨教授讲解了这些学习机制的原理和运用方法。无论你是职场人士还是在校学生，无论是老师还是家长，都能从中收获启发，应对学习中遇到的各种问题。
下面，我们将分别从学习动机、概念理解、记忆塑造、技能提升这四个学习科学的主要研究领域，分别挑选几种典型方法来讲解。
首先，我们讲提高学习动机的方法。学习动机是学习行为的内驱力，一个有学习内驱力的人，面对学习会更加投入，遇到困难能坚持更久。我们常常看到父母为孩子学习操碎了心，但只要不在旁督促，很多孩子就拖拖拉拉。类似问题在成年人身上也屡见不鲜，很多人在新年伊始会制定年度学习目标，但到了年底大多不堪回首。其实我们都想让自己不断成长，却总是抗拒不过惰性，一有困难就轻易放弃。怎样才能让孩子对学习更积极主动，怎样让我们拥有更强的内驱力，不断推动自己成长呢？在《科学学习》这本书里，作者给出了多种可以提升学习动机的方法。这里我为你介绍其中三种典型方法，分别是以教促学、“我能行”以及自主创造。
第一个是以教促学。直白地说，以教促学就是通过教别人，你会学得更好。这是因为在教导他人时，你会萌生出一种责任感，这会极大提升你的学习动力。研究人员通过实验发现了“门徒效应”，就是为了教别人，学生会更加努力，他们会主动多花近一倍的时间来学习。不仅如此，研究人员还发现，人们在辅导他人时，要比自己学习时学得更通透。学习之后的测试显示，教别人有益于将知识融会贯通，解决综合性的问题。这是因为在备课时，必须充分思考讲解的内容，在头脑中梳理整体逻辑，还要为可能遇到的提问做万全准备。反观自己学习时，可能只是看看书、做做题、背背答案，常常缺少通透、深入的思考。以教促学的形式可以多种多样，在学校里，同学互助就是一种很好的形式；在职场中，主动分享经验或新知，同样也是以教促学的过程。
第二个提升学习动机的方法，“我能行”。“我能行”是一种自我胜任感，是相信自己能做成的一种信念。著名心理学家阿尔伯特·班杜拉说：“相信自己不一定确保成功，但是不相信自己一定失败。”为什么自我胜任感对于学习动机很重要呢？通常人们说服自己去做某件事，会考虑两个因素：一是潜在回报，二是成功概率。学习也类似，只有意识到学习的价值，并且觉得自己能搞定，才会有很强的学习动力。那么，哪些因素会影响一个人的自我胜任感呢？首先是胜任经验，就是你曾经有过的成功经验。有一位钢琴老师，他会把学生第一次弹奏一首新曲子的囧样录下来，一周后再录下他经过练习后流利弹奏的样子。学生看到自己的变化，续课率就特别高。当你一步一个脚印走过去，回头看看自己的脚印，就不会想停下脚步，这就是你自己的胜任经验。另一个影响自我胜任感的因素是间接经验，就是看到其他人取得成功的过程。研究人员做了一个实验，他们给两组学生讲述科学家的故事，给第一组讲科学家在取得成就之前，如何面对困难、勇敢挑战、坚持努力，让学生理解成功的来之不易；而给另一组学生只讲了科学家的成就。实验结果发现，那些听过奋斗过程的学生，会更有积极的学习态度，最终有更好的学习成果。当认识到成功的路上不可避免充满障碍，人们会更有勇气面对困难，更有动力坚持不懈。
第三个激发学习动机的方法是动手创造。马克思说，构建人格的两股巨大力量，一是占有，二是生产。一方面，我们之所以成为我们，靠的是吸收周围环境中的养分、想法、资源等，即占有；另一方面，无论是通过抽象的想，还是具体的产品，我们都试图在世界上创造、表达自己，然后把属于自己的元素汇入整个人类的洪流之中，供他人占有。做一道美食、写一首诗、画一幅插画、编个程序、写篇文章，这些都是在创造、生产出可与人分享的成果。在数百种不同的兴趣领域，研究人员调查人们因兴趣所带来的25类满足感，对这些满足感的重要性进行排序，结果发现，位居榜首的满足感是为了收获自己努力的果实，他们把这种动力称为创造自主性。那么，为什么动手创造会提升学习动机呢？这是因为创造出来的成果会很自然地带来反思，比如哪些做法有效，哪些是徒劳的；同时，人们也乐于同他人分享自己的作品，这就会带来反馈，比如哪些成果受欢迎，哪些又令人反感等等。自己的反思和他人的反馈会带来新的挑战，这就促使我们去学习和探索解决办法，然后进入新一轮创造。
在美国麻省理工学院的媒体实验室，为了激发学生的创造自主性，他们为学生提供了图形化编程语言Scratch。Scratch不仅上手方便，还有丰富的多媒体素材，学习者用Scratch可以设计创作交互式的多媒体内容和游戏，很容易看到自己努力的成果。同时，Scratch还配有一个在线社区，学生可以上传自己的作品，并相互评论。这些帖子和评论都能为学生接下来设定新目标和新挑战带来启发。所以，动手创造会非常自然地形成一个螺旋上升的学习正循环，推动学习者不断自我提升。同时，在这个循环中，每一次创造带来的成功经验，还有助于另一项提升学习动机的因素，那就是前面说的自我胜任感。而且创造的循环还会激发兴趣，这又进一步提升了学习动机。
上面我们讲了提升学习动机的三种方法：以教促学、“我能行”和动手创造。接下来，我们讲能够促进概念理解的方法。我们知道，学习要学透，不能流于表面，但说起来容易做着难，如何做到呢？本书给出了多个有助于深入理解的方法，下面我为你介绍其中三种：自我解读、归纳类比和对比组合。
第一个是自我解读。要想明白自我解读的意思，需要先了解思维模型这个概念。所谓思维模型，指的是你对事物形成的理解。举个例子，现在让你看一段话：“一只青蛙蹲在一段圆木上，一条鱼在这段原木下面游动。”过一段时间再问：“你之前读到的是一条鱼在青蛙下方游动吗？”实验发现很多人会回答“是”，但你仔细看，其实原文不是这样，只是隐含了这样的意思。为什么会出现这种现象呢？这是因为在看一段话时，你记住的并非句子本身，而是对那段话的理解，这就是你在头脑中构建出的思维模型。在上面这个例子中，句子非常简单，所以构建思维模型的过程是不知不觉就完成了，但很多学习都要比这个复杂得多，需要额外花时间和精力，才能构建清晰且完整的模型。例如，当你刚到一个城市生活，需要导航才能不迷路，但随着时间推移，慢慢熟悉环境，你去过的地方越来越多，对这个城市的思维模型会逐步完善，头脑中才会构建出巨大完整的城市鸟瞰图。自我解读，就是要你主动去为所学内容构建完整的思维模型。最快速直接的方法，是把学习内容给自己讲解一遍。例如读书时，如果你希望读得透彻，就可以用这招试试。虽然书里的每个字都看懂了，但是真用自己的话讲出来，就会发现并不容易。只有当你能用自己的语言讲出来，这些内容才真正变成你的一部分，它们在你脑中的思维模型才会清晰完整，这就是自我解读。它之所以是好方法，关键在于会让你发现在理解中缺失的信息和混乱的部分，一旦发现问题就成功了一半，剩下的就是填补和理顺它。
第二种促进概念理解的方法是归纳类比。先问你个问题：“洪水之于水滴”与下面哪一句类似？第一句是“沙滩之于海浪”，第二句是“大禹之于水洼”，第三句是“泥石流之于砾石”。乍一看似乎“沙滩之于海浪”和“大禹之于水洼”都与原句“洪水之与水滴”类似，因为都有水，但其实类似的是“泥石流之于砾石”。因为水只是它们的表面特征，而“泥石流之于砾石”与“洪水之于水滴”有共通的深层结构，都是在说本身无害的事物，随着数量的积累会发生质的变化，引发大灾难。通过这个例子你会发现，类比会帮助我们从外表差异很大的事物中找到它们内在的共通原理。这也在告诉我们，两个例子比一个例子的学习效果要好，更能从中洞察深层结构。在一项研究中，学生们要解答一个放射治疗肿瘤的问题。这个问题是：如果想消灭深藏在体内的肿瘤细胞，就需要使用高强度射线，但是被射线穿透的健康细胞也会被一同杀死；但如果为了保护健康细胞而减弱射线强度，却又杀不死肿瘤细胞怎么办？解决这个问题的原理是先分散力量，再集中解决目标。具体的解决方法是，医生可以从几个不同的角度同时用几束强度较弱的射线集中照射肿瘤细胞。实验结果显示，如果不给学生讲问题的原理，也不提供类比案例，那么只有18%的学生能解答问题；如果告诉学生原理，那么解决的比例会提高到28%；若在提高原理的同时加一个类比案例，效果会更好。例如，一位将军要率领军队攻下一座城池，他必须兵分几路，从不同方向进攻，因为如果让全部兵力从一个方向进攻，就会压垮护城河上的大桥。讲了这个案例之后，解答肿瘤问题的比例会从28%小幅提升到32%；若是在此基础上再增加一个案例，例如消防员们想要扑灭一场大火，如果让所有水都从一个水枪喷射，那么水枪巨大的反作用力会使消防员难以控制，因此，消防员们用好几把水枪从不同方向喷水，保证灭火水量的同时，又把反作用力控制在了合理的范围之内。在有了两个类比案例后，解答肿瘤的比例就大幅提升到62%。我们知道，讲解原理外加一个案例是目前在教学中普遍采用的方法，实验却发现这种方式在解决问题时的效果并不理想，只有32%。为什么会这样呢？问题的核心在于，学会了某个概念，并不代表真正懂得该何时应用它。当提供了两个可供归纳类比的案例，学习者就会自行推导其中的深层规律，对原理的理解就更加深入。这种方式远比把原理喂到嘴边，再给一个例子要好得多，学习者更能够举一反三。
第三种促进概念理解的方法是对比组合。人们通常认为，专家只是比普通人了解更专业的、抽象的知识。实际上，专家是在自己的专业领域能感知、捕捉更多的信息细节。一般人对周围世界的理解停留在基础类别，比如这是猫，那是狗，但是专家就会深入到类别的细分领域，他可以分辨这是一只挪威森林猫，那是一只比利时牧羊犬；红酒专家可以辨别这杯红酒来自希腊葡萄，另一杯则是新粉黛葡萄酿制；成年人可以轻易分辨字母B和D，一年级的小学生却总是将它们搞混。所以从某种意义上说，是否专业就体现在能否留意或辨认出细节区别。专家这种精准的辨识能力是经过多年的经验修炼而成，如果我们希望在某些领域也这样优秀，可以通过精心设计的对比组合来实现，会大幅节省学习时间。例如，当孩子在学习汉字时，经常弄混形似的字，与其一遍遍地抄写同一个字，花费很多时间和精力，效果也常常不怎么样，不如把外形相似的字放在一起对比，比如将“幕布”的“幕”、“日暮”的“暮”、“羡慕”的“慕”、“募捐”的“募”把这四个“mu”组合在一起，通过对比差异，孩子可以更精准地理解这几个汉字的特征，避免混淆。也就是说，学习一件事是什么的同时，也要学习它不是什么。对比组合的方法，就是把只有细微差别的事物排在一起，让学习者练就火眼金睛的分辨能力，提高理解的精度。
上面讲完了三种提升概念理解的方法：自我解读、归纳类比和对比组合。接下来我们来讲三种增强记忆效果的方法：详细阐释、激动兴奋和睡上一觉。
第一个是详细阐释。在我们的大脑中，有两个记忆系统，分别负责工作记忆和长时记忆。工作记忆是存放当前大脑处理问题所需要的信息，就像电脑的内存系统，它的存储是临时的，当问题处理完，这些信息就被丢弃了。长时记忆则类似电脑的硬盘，可以把信息无限期保存，当大脑需要解决问题时，将它们提取出来，放到工作记忆中使用。人类长时记忆的容量如宇宙般浩渺，我们从小到大接触的海量信息都可以被存储下来，但存储了却不一定能被提取。所谓记忆力，是指在正确的时间提取正确的长时记忆的能力。如何能提高这种能力呢？你可以将要记忆的新信息与已知信息关联起来。举个例子，你要记住中国银行的密码是194996，可以把密码与你熟知的中国有关的信息关联起来，前四位密码表示建国年份1949，后两位密码与领土面积有关，960万平方公里。当你以后需要用密码时，想到1949和960，就想起密码，这就是详细阐释的方法。在要记住的密码和已有的常识记忆1949及960之间架起一座桥，就会提升回忆效果。如果没有借助详细阐述，新信息也可以被储存到长时记忆中，但它没有和其他已有信息建立关联，提取就会比较困难。这就像是在排列有序的档案中找文件，远比在堆积如山的无序资料中找文件要容易得多。那么在运用详细阐释的时候，有没有技巧呢？在一项实验中，参与者分组阅读和记忆一些内容，第一组阅读的内容是“高个子男人买了一袋饼干”，第二组阅读的内容是“高个子男人买了一袋儿正在打折的饼干”，第三组阅读的是“高个子男人买了一袋放在货架顶层的饼干”。后两组的句子中加入了新的不同的信息，过一段时间检测参与者的记忆情况，请他们给不完整的句子填上形容词，例如，“一个什么样的男人买了一袋饼干”。结果显示，第一组回忆的准确率是42%，第二组加入信息“正在打折”，与身高特征不相关，回忆高个子的准确率只有22%，第三组加入的是“放在货架顶层”，这与身高特征建立了精准的逻辑关系，回忆高个子的准确率就大幅提升到74%。后续实验又发现，如果是人们靠自己想出既准确且相关的阐释，准确回忆的概率会高达91%。这就是详细阐释最关键的技巧。真实的记忆网络是非常复杂的，但是基本原理很简单，连接在一起的信息相互触发，相互触发的信息连接在一起，详细阐释就是利用这个原理来提高目标记忆被触发的概率。
第二个能增强记忆的方法是激动、兴奋。兴奋是一种高度亢奋的生理状态，人们兴奋的时候会心跳加快、血压升高、精神集中、情绪高涨。为什么兴奋能增强我们的记忆呢？从生物学的角度看，当人们受到刺激的时候，人体会释放肾上腺素和肾上腺皮质醇，这些激素会被送入到大脑的杏仁体，促进大脑的学习和记忆能力，这就是兴奋的事情比平淡的事情让人印象更深的原因。那么，怎样运用激动兴奋来促进学习呢？促使人们产生兴奋感的方法有很多，下面讲几种常见的方法。第一种方式是通过社交互动，有人在旁边围观的时候，人们的表现会更好，这种现象被称为社会促进。比如有实验表明，自行车运动员和同伴一起骑车的时候，速度会更快。第二种方式是主动制造兴奋感，比如咖啡因在生理上发挥的机制跟兴奋感有些类似，所以很多人喝杯咖啡学习效果更好了。还有一种制造兴奋感的方式是运动，虽然在运动的过程中认知能力会降低，但实验发现，运动之后人们的学习效果会出现短暂的大幅提升，比如更为专注、理解力增强。不过，在利用兴奋感的时候，有两个需要注意的地方。首先，激动兴奋的效果取决于兴奋的变化程度，而不是兴奋的绝对程度，如果你从早到晚都很兴奋，对学习的促进就微乎其微。其次，过度的兴奋还会导致表现水平下降，所以兴奋也需要张弛有度。
第三个增强记忆的方法是睡上一觉。我们都知道睡觉很重要，睡眠不足会无精打采，就难以专注学习，但很多人都低估了睡眠的作用。睡觉不仅让我们更有精神，对学习还有更重要的意义。研究人员发现一个有趣的现象，如果白天学习了很多东西，晚上睡眠，大脑的波动信号就会比较强，而如果没学什么，比如慵懒地晒了一天太阳，波动信号就会弱。同时，这些波动出现在大脑中的区域也是可以预测的，假设白天学的是一套课间操，晚上睡觉时，大脑中负责处理运动的区域就会呈现出幅度更大的睡眠波动。所以睡觉时身体虽然在休息，大脑却一刻也没歇着，它把白天学习的东西重演了，大面积的神经元网络会协同运作，在激活与关闭之间不断切换，这些神经活动会塑造神经元，使其发生物理变化，神经元会长出新的刺状突触，强化神经元之间的交流，这是大脑构建新知识的方法之一。在你睡觉时，大脑马不停蹄地将新学的内容放入到了长时记忆中。在一个实验中，研究者让参与者背一些单词组合，每一组都暗含一个主题词，例如，其中一组是夜晚night、黑暗dark、煤炭coal，它们都与黑色black有关。随后，研究人员要求参与者回忆词语，如果参与者在不经意间说出了主题词black，就表示他们已经把这三个词语的主旨和暗藏的主题联系在一起了。结果发现，如果参与者在背诵单词和回忆单词之间睡了一觉，在回忆时就更有可能下意识地说出主题词，这说明睡眠将新学的内容与已有知识整合在了一起，达到了融会贯通的效果。睡眠对我们的意义，就像童话里常出现的场景，当修鞋匠睡翻在一旁时，小精灵们纷纷出现，勤劳的帮着他干活儿。在你享受着梦乡时，神经元悄无声息地成就了记忆和洞察，而这一切还不耗费你的意识。
上面讲完了三种增强记忆效果的方法：详细阐释、激动兴奋和睡上一觉。最后我们来讲两种提升技能的方法：参与和精修勤练。
第一个是参与。前苏联发展心理学家列夫·维果斯基说：“孩子们今天需要合作才能完成的事情，明天他们就可以独自胜任。”基于这个想法，他提出了一个很有影响力的概念——最近发展区理论。这个理论是说，一个人在某项技能上的成长会经历三个阶段。第一个阶段是困难区，在这个阶段，无论有没有协助，任务都无法完成，例如让三岁的孩子学骑自行车，不管大人怎么帮忙都学不会。第二个阶段是最近发展区，在这个阶段，独立完成还不行，但是只要获得一点帮助就能胜任，例如，孩子到五六岁的时候，借助辅助轮来保持车身平衡，他就能骑自行车四处溜达了。这个辅助轮不仅让他体验到了骑车的乐趣，还获得练习各种技巧的机会，例如刹车、控制方向、注意前方道路状况等等。第三阶段是小菜一碟区，就是没有支援也可以独立完成。继续以孩子骑车为例，在前一阶段练习各种技能的基础上，孩子现在能够丢掉辅助轮了，他学会保持平衡，并且开始解锁更高级的骑车技能。参与这个方法，就是指在学习者处于最近发展区时，要找到合适的协助方式，帮助他迈出关键的第一步。孩子通过辅助轮来学自行车，就是典型的使用参与的方法。这个方法类似于在建筑桥梁时搭建辅助支架，承载尚未完成的部分，当之后这座桥能够依靠自己的力量屹立不倒时，辅助支架就可以拆除了。这种方法可以用在各种技能的学习上，例如在孩子初学钢琴时，为了让他既能体会到弹奏的乐趣，又能进入训练状态，家长可以负责弹奏左手部分，帮助孩子控制节拍；再如，在学习冲浪时，教练可以帮助初学者判断每次浪来的关键时刻，并适度给冲浪板加些推力，让初学者能够在最合适的时机站立在板上，学习平衡。
第二个提升技能的方法是精修勤练。精修勤练与参与的适用阶段不同，参与适用在初学技能时，而精修勤练则是针对具备一定水平，想进一步提高的人。精修勤练不是一般性的练习，而是要大幅提升某项技能的局部水平，进而带动整体水平的提升。比如你想提升打篮球的水平，一般性的练习就是多打篮球，多参加比赛，但这种方式很快会遇到瓶颈。这时候你要把精力用在更具体的技能训练上，比如提高投篮命中率、改善步伐、加强体能等等，这样的专注练习才能让你的整体水平上个台阶，这就是精修勤练。它的另一个名字叫刻意练习。人们常常认为，大师能取得不凡的成就，是因为与生俱来的天赋，而事实上，研究人员已用实验证明，精湛的技艺更多的是源于精修勤练。国际象棋大师可以非常准确地记住棋子在棋盘上的位置，但如果棋子是随机摆放的话，大师也会记不住。他们的超强记忆力只是针对有逻辑关系的棋局，这是因为他们曾经反复推敲过成千上万个棋局。天赋对一个人的影响与后天努力相比是非常小的，一代宗师和普通人之间的距离，不过是将大把大把的时间用在了日积月累的精修勤练上。
好了，以上我们讲完了两种提升技能的方法：参与和精修勤练。到这里全书主要内容就为你讲完了。简单回顾一下，在学习科学的四个主要研究领域，我们分别介绍了一些典型方法。如果希望提升学习动机，可以通过以教促学的方式，可以增强胜任感，也可以通过动手创造；如果希望提升概念理解，可以进行自我解读，也可以借助归纳类比和对比组合；如果希望提升记忆效果，可以进行详细阐释、增强兴奋感，或是好好睡上一觉；如果希望提升技能，可以为初学者找适当的辅助支架，在需要进一步提高的技能上专注地做些精修勤练。
学习是一辈子的事，终身成长才能跟得上这个快速变化的时代，真正有效的学习方法才会让你事半功倍。好，《科学学习：斯坦福黄金学习法则》就为您解读到这里，听书笔记在音频下方，我们下期见。
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