盛群力

為什么機(jī)器人能夠戰(zhàn)勝圍棋高手？為什么人工智能醫(yī)學(xué)助理讀片能夠同資深醫(yī)生一比高下？這是因?yàn)槿斯ぶ悄苎芯亢陀?jì)算機(jī)科學(xué)已經(jīng)對機(jī)器學(xué)習(xí)的算法有了透徹了解，掌握了機(jī)器學(xué)習(xí)的奧秘。一臺(tái)沒有任何經(jīng)驗(yàn)的機(jī)器，經(jīng)過了一定的學(xué)習(xí)程序，掌握了智能算法，就能夠勝任許多智力勞動(dòng)，甚至在很多方面的效率和效果領(lǐng)先于人類。機(jī)器學(xué)習(xí)是高科技的結(jié)晶，那么，人類學(xué)習(xí)的模式到底是什么呢？人類學(xué)習(xí)的算法或者程序又是怎樣的呢？當(dāng)代國際頂尖學(xué)習(xí)科學(xué)家和教育心理學(xué)家理查德·梅耶經(jīng)過幾十年研究，創(chuàng)立了生成學(xué)習(xí)SOI模式。這個(gè)模式是高科技研究的成果，可以用來解釋學(xué)習(xí)的過程，改善學(xué)習(xí)效率和效果。

測測你的學(xué)習(xí)觀

請?jiān)谝韵路夏愕膶W(xué)習(xí)觀的語句旁邊打鉤：

——學(xué)習(xí)發(fā)生于親力親為，動(dòng)手實(shí)踐比聽講學(xué)習(xí)更好。

——學(xué)習(xí)發(fā)生于建立聯(lián)想，要在特定的刺激與反應(yīng)之間建立聯(lián)系。

——學(xué)習(xí)發(fā)生于記住所加工的信息，努力去尋找并熟記新的內(nèi)容。

——學(xué)習(xí)發(fā)生于嘗試?yán)斫鈱W(xué)習(xí)內(nèi)容，專注于在新舊知識(shí)之間建立聯(lián)系。

——學(xué)習(xí)是一項(xiàng)社會(huì)交往活動(dòng)，團(tuán)隊(duì)合作總是優(yōu)于個(gè)人單干。

第一個(gè)選項(xiàng)對行為活動(dòng)關(guān)注太多而忽視了認(rèn)知活動(dòng)。行為本身并不是導(dǎo)致學(xué)習(xí)的必要條件，只有思考你在做什么的時(shí)候才會(huì)生成學(xué)習(xí)。因此第一個(gè)選項(xiàng)應(yīng)該修改為“學(xué)習(xí)生成于學(xué)習(xí)者在學(xué)習(xí)時(shí)進(jìn)行適當(dāng)認(rèn)知加工過程”。

第二個(gè)選項(xiàng)被稱為“聯(lián)想學(xué)習(xí)”，其應(yīng)用情境比較有限。聯(lián)想學(xué)習(xí)本身并沒有錯(cuò)，只不過它有太多局限性，無法應(yīng)對學(xué)習(xí)過程中的“理解”——善于汲取所學(xué)并能夠?qū)⑵溥\(yùn)用到新的情境中。

第三個(gè)選項(xiàng)與現(xiàn)在一些常見的教學(xué)實(shí)踐相一致，比如要求學(xué)生上滿一定課時(shí)，或者閱讀厚厚的教科書。但是，人不能像電腦一樣工作，人并不能簡單地吸收展現(xiàn)在眼前的內(nèi)容并記住它。相反，學(xué)習(xí)者需要通過釋義材料、梳理材料，然后將其與我們已知的知識(shí)相聯(lián)系，從而將內(nèi)容從信息（外在的）改變?yōu)橹R(shí)（內(nèi)在的）。

第四個(gè)選項(xiàng)是符合生成學(xué)習(xí)的觀點(diǎn)的，即學(xué)習(xí)發(fā)生于在適當(dāng)?shù)膶W(xué)習(xí)內(nèi)容作出選擇，對所選擇的內(nèi)容進(jìn)行組織，同時(shí)與相關(guān)的舊知識(shí)開展聯(lián)系，由此確保學(xué)習(xí)是意義生成的。

最后一個(gè)選項(xiàng)重視開展社會(huì)交往，這確實(shí)是生成學(xué)習(xí)的一個(gè)重要方面，但是要注意，不能為了交往而交往。交往本身并一定保證達(dá)到意義生成的目的。

生成學(xué)習(xí)是什么

學(xué)習(xí)是一種生成活動(dòng)。這個(gè)表述包含的假設(shè)是：學(xué)習(xí)者會(huì)積極嘗試去理解所呈現(xiàn)的材料內(nèi)容;他們會(huì)通過在學(xué)習(xí)時(shí)積極進(jìn)行生成加工來實(shí)現(xiàn)這一目標(biāo)，涉及對所呈現(xiàn)材料的相關(guān)部分的注意（稱之為“選擇”），梳理所選擇的材料在工作記憶中形成連貫的心理表征（稱之為“組織”），將所組織的材料與長時(shí)記憶中激活的已有知識(shí)予以聯(lián)系（稱之為“整合”）。

學(xué)習(xí)者的認(rèn)知加工過程在生成學(xué)習(xí)中發(fā)揮著核心作用。學(xué)習(xí)并不是像電腦一樣，只是簡單地將信息添加到記憶中;相反，學(xué)習(xí)不僅取決于所呈現(xiàn)的材料內(nèi)容，也依賴于學(xué)習(xí)者在學(xué)習(xí)時(shí)進(jìn)行的認(rèn)知加工過程。

同樣，學(xué)習(xí)者的已有知識(shí)在生成學(xué)習(xí)中也發(fā)揮了重要的作用。已有知識(shí)包括圖式、種類、模式與原理等，這些都能夠指導(dǎo)學(xué)習(xí)者選擇認(rèn)知加工的材料，組織好材料，并與已有的相關(guān)知識(shí)進(jìn)行聯(lián)系。因此，學(xué)習(xí)不僅取決于教師所呈現(xiàn)的材料，還依賴于在學(xué)習(xí)情境中的“學(xué)習(xí)者”這一具體制約因素。這就是為什么兩個(gè)學(xué)習(xí)者在同樣的學(xué)習(xí)情境下——比如參加同樣的課程或者瀏覽同樣的在線講座，卻得到了完全不同的學(xué)習(xí)效果。

并不是所有形式的學(xué)習(xí)都是生成學(xué)習(xí)——通過理解來學(xué)習(xí)，最終得到有意義的學(xué)習(xí)結(jié)果。另一種常見的學(xué)習(xí)形式是機(jī)械學(xué)習(xí)——通過記憶，最終得到死記硬背的學(xué)習(xí)結(jié)果。還有一種聯(lián)想學(xué)習(xí)——通過強(qiáng)化聯(lián)想，最終實(shí)現(xiàn)在特定的刺激與特定的反應(yīng)之間建立聯(lián)系。

學(xué)習(xí)是怎么發(fā)生的呢？生成學(xué)習(xí)理論最基本的觀點(diǎn)是學(xué)習(xí)發(fā)生于學(xué)習(xí)者對新信息進(jìn)行適當(dāng)認(rèn)知加工過程?！吧蓪W(xué)習(xí)SOI模式”涵蓋了三個(gè)基本加工過程——選擇、組織、整合。外部的教學(xué)首先通過眼睛和耳朵（或者其他感官）進(jìn)入認(rèn)知系統(tǒng)，剎那間就能在感覺記憶中登記下來。但是由于人腦無法對所登記的全部信息進(jìn)行加工，只能在其中挑選一小部分進(jìn)入后續(xù)的加工系統(tǒng)中。所以，“選擇”在生成學(xué)習(xí)中的作用決不能低估?？梢赃@樣說，沒有選擇就沒有學(xué)習(xí)。在工作記憶中，學(xué)習(xí)者可以將選擇的材料形成連貫的心理表征（即“組織”這個(gè)箭頭所示）。然后再將其與長時(shí)記憶中激活的已有知識(shí)進(jìn)行聯(lián)系，并在工作記憶中予以新舊融通（即“整合”這個(gè)箭頭所示）。

在工作記憶中整合得到的知識(shí)可以被存貯到長時(shí)記憶中以備未來所用（即從“工作記憶”指向“長時(shí)記憶”的箭頭所示），也可以被用來解決你在外部世界中所遇到的問題（即從“工作記憶”指向“學(xué)業(yè)表現(xiàn)”的箭頭所示）。

SOI模式的最重要教學(xué)啟示在于其說明了教師不僅要呈現(xiàn)材料，而且要確認(rèn)學(xué)生在學(xué)習(xí)中進(jìn)行了適當(dāng)認(rèn)知加工過程——包括選擇、組織以及整合。可以說，要實(shí)現(xiàn)意義生成學(xué)習(xí)，選擇、組織和整合一樣都不能少。同樣，學(xué)習(xí)者并不是去直接記憶所呈現(xiàn)的信息，而是要在學(xué)習(xí)中進(jìn)行適當(dāng)?shù)恼J(rèn)知加工。深度學(xué)習(xí)取決于整合。梅耶等人總結(jié)了生成學(xué)習(xí)SOI模型中的三種認(rèn)知加工過程。

選擇、組織和整合有沒有全部到位，決定了不同的學(xué)習(xí)結(jié)果和掌握程度。選擇、組織和整合一個(gè)要素都沒有到位，那么，實(shí)際上就是“無效學(xué)習(xí)”，即使你到了學(xué)校，坐在教室里，教師開講了，依然是一無所獲。所以，像通過點(diǎn)名、登記等手段來檢查，并不能保證學(xué)習(xí)真實(shí)地發(fā)生了。假如只有“選擇”一個(gè)要素到位，后面“組織”和“整合”都沒有到位，那么，仍然只是“無效學(xué)習(xí)”性質(zhì)，同樣一無所獲。要確保學(xué)到一點(diǎn)東西，至少有“選擇”和“組織”兩個(gè)要素都到位。不過，此時(shí)得到的學(xué)習(xí)結(jié)果是“機(jī)械學(xué)習(xí)”。機(jī)械學(xué)習(xí)指的是某人在記憶測試中表現(xiàn)不錯(cuò)但在知識(shí)遷移上不如人意，也就是說，學(xué)習(xí)者可以記住所有材料，但是無法用來解決新問題。機(jī)械學(xué)習(xí)即使不是死記硬背，也是屬于簡單套用的范圍。簡單套用是表層學(xué)習(xí)，離深度學(xué)習(xí)還有很大距離。只有當(dāng)“選擇”“組織”“整合”三個(gè)要素全部到位之后，才能進(jìn)入生成學(xué)習(xí)的境界。生成學(xué)習(xí)是指學(xué)習(xí)者能夠?qū)⒅R(shí)融會(huì)貫通，在記憶和遷移測試中都表現(xiàn)較為出色，也就是說，學(xué)習(xí)者不僅能熟記于心，還能夠?qū)W以致用、靈活解決新問題。在知識(shí)遷移方面的表現(xiàn)好壞可以辨別某人屬于機(jī)械學(xué)習(xí)還是生成學(xué)習(xí)。簡而言之，如果在知識(shí)遷移上得心應(yīng)手，那么就可以預(yù)測其置身于生成學(xué)習(xí)中。

八種生成學(xué)習(xí)策略

梅耶等人基于大量實(shí)證研究證據(jù)，總結(jié)了在特定情境下能夠有效促進(jìn)生成學(xué)習(xí)的八種策略：善作小結(jié)、結(jié)構(gòu)映射、繪制圖示、聯(lián)想要義、自我檢查、自我解釋、樂于教人與生動(dòng)再現(xiàn)。將這些方法統(tǒng)稱為“生成學(xué)習(xí)策略”是因?yàn)檫@些學(xué)習(xí)活動(dòng)均能有效促進(jìn)學(xué)習(xí)者在學(xué)習(xí)時(shí)進(jìn)行積極的認(rèn)知加工，即選擇、組織和整合。

“善作小結(jié)”指的是以自己的話精簡地撰寫授課內(nèi)容小結(jié)。與生成學(xué)習(xí)理論的內(nèi)容相一致，一份有效的內(nèi)容小結(jié)一定不是簡單抄寫課本文字或段落，而是先選擇與課程內(nèi)容最緊密的信息，將其組織為連貫的表達(dá)（如提綱），再將這一內(nèi)容與學(xué)生已有的知識(shí)進(jìn)行整合（如加入新的材料）。換句話說，善作小結(jié)是基于學(xué)習(xí)者已有的知識(shí)與經(jīng)驗(yàn)，通過讓學(xué)習(xí)者對重要信息形成自己的解釋從而促進(jìn)生成學(xué)習(xí)的發(fā)生。

“結(jié)構(gòu)映射”指的是學(xué)習(xí)者以書面或口頭的學(xué)習(xí)材料為基礎(chǔ)，以材料內(nèi)容和材料之間的聯(lián)系為線索構(gòu)建授課核心的空間架構(gòu)，是一種有效的學(xué)習(xí)工具。包括概念映射、知識(shí)映射以及圖形組織。概念映射往往以網(wǎng)絡(luò)圖的形式展開，并由節(jié)點(diǎn)和連線組成。節(jié)點(diǎn)（通常以橢圓形或矩形表示）以簡短的詞匯來表示一系列核心概念，而連線（通常在連線的上方注明關(guān)系）則聯(lián)結(jié)了這些概念之間的關(guān)系。知識(shí)映射是一種特殊的概念映射，即概念之間的關(guān)系均有特定的意義，如“A是B的部分，A是某類B，A引起B(yǎng)，A的特征是B”。圖形組織則是一種更為專門的概念映射，即核心概念以某種特定的語法結(jié)構(gòu)組織而成，如“比較—對比”的矩陣結(jié)構(gòu)、“因果關(guān)系”的流程結(jié)構(gòu)、等級分類的層次結(jié)構(gòu)。

“繪制圖示”指的是學(xué)習(xí)者創(chuàng)建一種圖示——手繪或使用電腦工具來回顧授課內(nèi)容。舉個(gè)例子，當(dāng)在學(xué)習(xí)電池是如何工作的時(shí)候，學(xué)習(xí)者可以圖示標(biāo)注每一項(xiàng)重點(diǎn)內(nèi)容。這一將文本信息轉(zhuǎn)換為圖示表示的過程能夠有效地促進(jìn)學(xué)習(xí)者的認(rèn)知加工，即從文本中選擇相關(guān)的信息，以圖示的形式組織信息的表征，再整合已有的知識(shí)來闡述信息的意義和與圖示之間的關(guān)聯(lián)。然而，這一過程可能會(huì)產(chǎn)生外在的認(rèn)知加工負(fù)荷，即學(xué)習(xí)者一直糾結(jié)于繪畫的技巧而非關(guān)注課程的內(nèi)容。不過這一潛在的冗余加工是可以通過在學(xué)習(xí)前或?qū)W習(xí)中為學(xué)習(xí)者提供繪制的教學(xué)。

“聯(lián)想要義”是指學(xué)習(xí)者通過積極聯(lián)想授課重點(diǎn)，建立彼此聯(lián)系從而創(chuàng)建心理表征。根據(jù)生成學(xué)習(xí)理論，將文本信息轉(zhuǎn)換為心理表征的過程能夠有效地促進(jìn)學(xué)習(xí)者的認(rèn)知加工，即從文本中選擇相關(guān)的信息，在心理層面上組織信息的表征，再整合已有的知識(shí)來闡述信息的意義和與表征之間的關(guān)聯(lián)。不同于“繪制圖示”策略，學(xué)習(xí)者在使用“聯(lián)想要義”策略時(shí)并不會(huì)因繪制技巧或工具而分散注意力。然而，這一過程可能也會(huì)產(chǎn)生外在的認(rèn)知加工負(fù)荷，如學(xué)習(xí)者一直糾結(jié)于聯(lián)想的內(nèi)容以及聯(lián)想與現(xiàn)實(shí)之間的聯(lián)系。因此，學(xué)習(xí)者可能需要接受聯(lián)想要義的預(yù)培訓(xùn)或?qū)ｉT指導(dǎo)。

“自我檢查”，也稱為“測試學(xué)習(xí)結(jié)果”或“基于檢索的學(xué)習(xí)”。這是指針對授課內(nèi)容進(jìn)行自我測試。學(xué)習(xí)者自我檢查時(shí)有選擇性地激活相關(guān)知識(shí)、強(qiáng)化授課知識(shí)的內(nèi)部聯(lián)系以及通過建立授課知識(shí)與已有相關(guān)知識(shí)之間的新聯(lián)系等環(huán)節(jié)都能促進(jìn)學(xué)習(xí)者的認(rèn)知加工，即對相關(guān)信息的選擇、連貫表征的組織以及與已有知識(shí)的整合。就結(jié)果而言，自我檢查所獲得的學(xué)習(xí)效果相較于知識(shí)的簡單回顧會(huì)更為持久，因?yàn)楹笳卟⒉簧婕吧顚哟蔚恼J(rèn)知加工。

“自我解釋”是指學(xué)習(xí)者在學(xué)習(xí)時(shí)針對授課重難點(diǎn)進(jìn)行梳理與闡釋。學(xué)習(xí)者自我解釋時(shí)，會(huì)先選擇最重要的信息并以自己的語言來表述（類似于“善作小結(jié)”），接著從材料出發(fā)進(jìn)行推理，組織形成連貫的心理表征，再通過檢索新信息與現(xiàn)有心理圖式之間的一致或不一致，從而實(shí)現(xiàn)與已有知識(shí)結(jié)構(gòu)的整合。

“樂于教人”是指向他人講解授課內(nèi)容。樂于教人不同于自我解釋，學(xué)習(xí)者在教授他人時(shí)，會(huì)先選擇最相關(guān)的信息以涵蓋自己對材料的解釋，接著將材料組織形成連貫的表征以確保能被他人理解，再通過與已有知識(shí)結(jié)構(gòu)的整合實(shí)現(xiàn)材料的精細(xì)加工。從這個(gè)角度來說，樂于教人與自我解釋存在一些共通點(diǎn)。

梅耶等人認(rèn)為，以上每一種生成學(xué)習(xí)策略的有效性都有大量的實(shí)證研究支持，實(shí)驗(yàn)中的中位數(shù)效應(yīng)量d均大于等于0.4。根據(jù)哈蒂（Hattie）提出的準(zhǔn)則，教學(xué)方法的中位數(shù)效應(yīng)量的值要超過d=0.4，才能體現(xiàn)教學(xué)方法對改進(jìn)學(xué)生學(xué)習(xí)的確具有實(shí)際意義。所以，八種生成學(xué)習(xí)策略是較為有效的促進(jìn)選擇、組織和整合的學(xué)習(xí)策略，值得好好利用。