周瑩瑩 翻譯 應小燕 審校

(南京醫(yī)科大學第二附屬醫(yī)院婦產(chǎn)科，南京 210011)

在過去50年中，一些重要認識已經(jīng)深入到我們的教學中。盡管已經(jīng)過去半個世紀了，但直到現(xiàn)在，其中的某些認識還未被納入到主流的醫(yī)學教育中。通過研究思維是如何運作的，我們發(fā)現(xiàn)一個重要認識和一個已被廣泛接受的學習概念，即認知負荷(cognitive load)。

認知負荷理論和支撐它的假說是在20世紀50年代中期提出的。在1956年9月11日麻省理工學院舉辦的“信息理論特殊興趣小組”研討會上，Miller［1］提出這個理論使與會者確信實驗心理學、理論語言學和認知過程的計算機模擬是更大的整體。未來在有關學科協(xié)調(diào)的研討會中需要一個進一步細化闡述的主題。許多名詞包括認知研究學(cognitive studies)、信息處理心理學(informationprocessing psychology)和認知科學(cognitive science)命名這個關于信息技術跨學科探索的科學，但是沒有一個得到普遍的承認。

命名是在1976年的Alfred P.Sloan基金會中被標準化的，這個基金會是由對神經(jīng)科學的新領域感興趣的，試圖架起生理大腦和認知心理的研究之間橋梁的成員組成的?；饡蓡T選定了代表大腦和思維的術語“認知科學”(cognitive science)來描述，同時創(chuàng)建了一個關于認知科學的Slone特殊項目來探索這項興趣。

最初與認知科學有關的一些多學科中，包括心理學、語言學、神經(jīng)科學、計算機科學、人類學、哲學等。

認知負荷理論認為其存在的記憶有2個主要組成:工作記憶(working memory)和長期記憶(longterm memory)［2～5］。人類認知結(jié)構包括容量和持續(xù)時間有限的工作記憶以及永久性儲存多種模式的信息和知識容量的長期記憶［6］。

工作記憶是一種有意識的記憶，被認為是位于大腦額葉前部皮層和頂葉區(qū)域，涉及到大腦同時可以控制和操作的信息數(shù)量［7］。

工作記憶可以被定義為一個大腦系統(tǒng)積極地把大腦中的信息轉(zhuǎn)變?yōu)檎Z言和非語言的任務，如語言理解、學習和推理，并使其可進行進一步的信息處理等。它是一種為必要信息的復雜認知任務提供臨時存儲和處理的大腦系統(tǒng)［5，8］。

工作記憶被認為是由1個中央執(zhí)行系統(tǒng)和2個子部件組成的。一個子部件處理視覺空間信息(圖片);而另一個則處理聽覺信息(語言)。據(jù)推測，這些子部件處理的信息具有其相對獨立性［4］。

在生理意義上，工作記憶是興奮大腦的神經(jīng)聯(lián)系的短暫潛力，通過訓練、賦予意義的關聯(lián)過程，使其能夠發(fā)展成為長期記憶。這意味著長期的強化過程關系到結(jié)構大腦神經(jīng)元生理變化。這可能與大腦神經(jīng)元生理改變有關，從而導致產(chǎn)生長期記憶的潛能。

與工作記憶不同，長期記憶不會受到容量的限制，它有儲存幾乎無限量知識的能力。儲存在長期記憶的信息元素在結(jié)構和功能上不同于工作記憶。長期記憶被認為是由2種類型的記憶組成:陳述性(declarative)和程序性(procedural)。

陳述性或外顯記憶(explicit memory)是可以被作為事實和知識回憶起的長期記憶［10］。陳述性記憶可以進一步分為2類:存儲特定經(jīng)歷的情景記憶(episodic memory)和存儲事實信息的語義記憶(semantic memory)［11］。當整個大腦在回憶時，海馬和周邊結(jié)構在陳述性記憶中顯得非常重要［12］。

程序性記憶或內(nèi)隱性記憶(implicit memory)是如何做事情的記憶，像騎自行車或開飛機等。程序性記憶經(jīng)常是下意識地檢索針對完成參與認知和運動技能的整個過程。這種類型的記憶據(jù)說是被編碼和存儲在小腦皮質(zhì)中［13］。

長期記憶的內(nèi)容被假定為是復雜的結(jié)構，允許我們?nèi)ソ邮堋⑺伎己徒鉀Q問題。這些結(jié)構，也稱為圖式(schemas)，允許處理多個元素作為一個單元的信息。圖式是認知結(jié)構，形成一個人的知識庫［14］。

圖式是通過終身學習獲得的，往往包含其他圖式。通常個人意識不到長期記憶的內(nèi)容。只有當這些內(nèi)容帶進工作記憶，我們意識到包含在圖式中的信息。

人類可以編碼和存儲大量信息以備后期使用，學習經(jīng)驗既是有限工作記憶，又為長期記憶提供信息檢索準備。

當前的思考表明學習教學材料包含的信息必須首先通過工作記憶來處理。這些信息必須被編碼到圖式來保留。為了能夠有效編碼，教學材料應為工作記憶編碼信息時減輕負擔。當前認知負荷理論的應用只關注它本身通過工作記憶負荷減輕的技巧，使得圖式獲取有利于長期記憶［15］。

以下是關于減輕教學材料工作記憶負擔的一些建議:①通過使用實驗樣例或無目標問題來改變解決問題的方法，以避免工作記憶的沉重負荷;②通過身體的信息資源的整合成為心理信息資源的整合來減輕工作記憶負擔;③通過減少無相關重復加工信息的冗余來減輕工作記憶負擔;④利用聽覺和視覺信息都是必要的情況下(即無冗余)提高工作記憶容量［15］。

在認知科學成果的基礎上，美國外科醫(yī)師協(xié)會、教育部將相對較新的關于學習方法見解的幾個方面整合到住院醫(yī)師培訓中。特別是，協(xié)會認識到認知負荷理論明確表達的工作記憶容量是有限的，并建議外科培訓的教育材料是旨在減輕學習中的認知負荷［2，16］。

另一個在外科教學中的重要概念是刻意訓練在專業(yè)技能獲得上的作用。人們常常有這樣的觀點，導致這些專業(yè)技能的特性是與生俱來的，遺傳獲得的。在美術界、體育界、音樂界以及科學界的杰出人物們必須感覺有天才或本能來解釋他們的優(yōu)秀表現(xiàn)［17］。人們相信由于專業(yè)表現(xiàn)從本質(zhì)上有別于普通表現(xiàn)，專家們必須是從本質(zhì)上區(qū)別于我們一般人。

這一觀點近來受到了質(zhì)疑，一個有關于個人如何取得專業(yè)表現(xiàn)的新觀點得到了發(fā)展。更多的近期觀點表明專業(yè)表現(xiàn)能夠通過學習和適應來取得。在真正意義上，更好的表現(xiàn)是通過擴展的刻意訓練(deliberate practice)取得的。這里只有有限的作用和與生俱來的特質(zhì)(遺傳的)及“天生才能”有關。在某種意義上，幾乎每一個人都有在特定的領域有高水平的表現(xiàn)的潛能，只要他們能參加高度集中的一貫的長期訓練［18］。

刻意訓練是由愛立信公司規(guī)定的有一個提升表現(xiàn)(improve performance)的明確目標的高度結(jié)構化活動?？桃庥柧毿枰冻雠?，這本身不是一個享受的過程，但是，刻意訓練是可以提升表現(xiàn)的［18］。

刻意訓練獲得的專業(yè)表現(xiàn)不是短暫的、簡單的。它必須通過一個至少持續(xù)10年時間的訓練，是一個每天持續(xù)有限時間努力的行動。為了得到最大化的提升，個人必須限定他每天或每周能夠完全堅持的一個數(shù)量練習。

不管是在音樂、科學、體育、國際象棋或者藝術領域，專業(yè)表現(xiàn)的取得需要持續(xù)很長一段時間(音樂家需要大約10年或10 000小時)，包括刻意訓練、動力(motivation)、訓練之后足夠的恢復時間［18］。

換句話說，現(xiàn)在人們普遍認為，精英的表現(xiàn)是包含10年甚至更長時間在一定領域內(nèi)通過優(yōu)化配置的刻意訓練付出的最大限度努力取得的。刻意訓練的目標(動機)是用來區(qū)別專業(yè)和非專業(yè)人員的標準。專家很審慎安排他的刻意訓練并限定他的持續(xù)時間來避免自身耗竭。還有一個區(qū)別是更多更好的知識，這些知識隨著時間和努力積累。有意義的是，科學家和作家們典型地選擇早晨作為他們努力的時間，而運動員大多在下午進行最艱苦的鍛煉［18］。

一個關于上述情況深思熟慮的回顧表明我們怎樣學和發(fā)展能在外科訓練方面有一個深厚長遠的影響。例如，過低評估學習外科的基本技能練習量是非常不明智的。利用計算機模擬的刻意訓練和熱身只涉及我們所應用的皮毛［18］。

減輕教學方法和教學材料的認知負荷在學習經(jīng)歷中將有積極的作用。減少這種負載有利于促進信息和知識從工作記憶轉(zhuǎn)變到長期記憶。

乍看起來，在早期學習過程中實踐學習技能很好玩。之后，我們學習需要付出努力，這過程并不愉快，但最終，我們能夠從實踐中學習。練習、思考和不斷地練習，能夠磨練技能，并促進知識從工作記憶向長期有效的、可隨時使用的長期記憶轉(zhuǎn)變［19］。

記憶需要在首次獲得后進行鞏固和整合［20］。記憶鞏固有2個特定的進程:突觸的整合，這發(fā)生在最初幾個小時的學習中;系統(tǒng)整合，依賴海馬體記憶通過數(shù)周到數(shù)年的時間成為不依賴于海馬體的記憶。

為21世紀準備的醫(yī)生需要做出改變，這將是具有挑戰(zhàn)性的，但這是必要可行的。利用在文中所習認知科學的知識、概念，可以用來傳授、實踐和評估。我們?nèi)绾螌W習這些新的認識，應該與其他學生和老師分享。

美國醫(yī)學協(xié)會(American Medical Association，AMA)已經(jīng)加入到介紹我們是如何學習的新見解的醫(yī)學教育的大膽創(chuàng)新中。在加速轉(zhuǎn)變醫(yī)學教育的一份聲明中，美國醫(yī)學協(xié)會將重點放在:①尋找醫(yī)學生教育的建立、實施和評估新方法的合作伙伴;②著重于靈活性、個性化和協(xié)作學習，達到醫(yī)生培訓提高競爭力和職業(yè)化目的;③在醫(yī)學教育中，通過提高標準化處理的方法來實現(xiàn)病人安全、技能提高、以病人為中心的團隊服務。

美國醫(yī)學協(xié)會將在未來5年內(nèi)完成:①醫(yī)學教育委員會以及新老合作伙伴組成專家咨詢團，運用結(jié)構化審查針對醫(yī)學教育的改變制定標準;②與合適的醫(yī)學學校和醫(yī)療保健體系建立伙伴關系，通過這個整體來發(fā)展創(chuàng)新支持新的靈活的成果導向教育。

與此同時，美國也將繼續(xù)形成畢業(yè)后醫(yī)學教育(graduate medical education，GME):與美國畢業(yè)后醫(yī)學教育評鑒委員會(ACGME)及住院醫(yī)師委員會密切合作制定GME標準;支持處理GME和人力問題的聯(lián)邦和州級倡導者［21］。

實踐技能的獲得可以安全地吸收，而非需要實現(xiàn)古老的格言“看一個、做一個、教一個”。日益復雜的仿真和虛擬現(xiàn)實的工具使學生和練習專業(yè)人員安全地提高實踐技能，不危及病人。這些工具還將幫助提供無偏見評估，以便在進入下一個新水平以前做出有效的示范和示教。評估促使人學習［22］。

最后必須注意的是，作為一個整體，人類的記憶不是固定不變的，不像書本上打印出來的單詞是一成不變的。相反，言語學習是需要反復運用和強化

的［19］。

所有上述強調(diào)的觀察到的事實是人類的記憶是脆弱的，并且在許多情況下是不可靠的。它受記憶退化和失真的影響。(當實驗室或其他不可辨駁的證據(jù)駁斥人類記憶時，證人的證詞在接二連三的刑事裁決中被推翻。)事實上，我們只是剛剛開始了解我們的意識是如何工作的，這種理解對教學和學習將產(chǎn)生深遠的影響［19］。

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