認知心理學感想 - 教學篇

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最近一直在讀認知心理學的書,深入一些大腦如何進行輸入輸出的基本研究。我這一輩子都沒想過,我竟然可以讀幾百頁的心理學,讀的這麼有趣。

這篇文章,主要是來整理最近我基於認知心理學上的一些教學分享突破。我主要會從認知心理學已經找出來的幾個「人類大腦運作事實」出發,去分享如何做高效的教學以及高效的自學分享。(一方面這也是為什麼學生不喜歡上學這本書的讀書部分心得筆記)

1. 大腦並不善於思考

在這裡我要引出第一條認知學原理:

人生來就有好奇心,但我們不是天生的傑出思想者。除非環境符合一定要求,否則我們會盡可能地避免思考。

「大腦的大腦並不善於思考」。甚至是「絕大多數的人的大腦並不喜歡思考」。

這打破了我們以往對於大腦的認知:

社會上教育我們的常識是這樣的:「大腦是用來思考的」。

而且這個原理讓我們對於一種社會現象突然間感到十分理解:

幾乎絕大多數的人是不進行思考的

其實仔細想想,大腦之所謂的思考運算,其實比起我們現在發明的計算機,效率其實是極其緩慢的。要讓一般人做個 7 * 8 的數學還行,但要是改個 177*288 的快速演算。就瞬間就當機了。

在這邊我舉一個常見的例子:

一個空屋子裡有一支蠟燭,一些火柴,和一盒圖釘。目標是讓點燃的蠟燭離地五英尺高,你已經嘗試把蠟燭底不沾上蠟液,但還是年不到牆上,怎樣才不用手幅,讓點燃的蠟燭離地五英尺高?

這一個題目,正常一般人在看到題目後,很少能在 20 分鐘內解決答案。

但是如果你把這個題目「具象化」,也就是真的生出這些設備,放在眼前,你就會發現這道題目的答案其實並不難。你只要把圖釘倒出來,把盒子用圖釘釘在牆壁上,再把蠟燭黏在盒子裡,就完成了這個任務。

這個例子解釋了思考的幾個特性。

  • 首先,大腦的思考是很緩慢的
  • 接著,思考是很費力的。大腦很難憑空想像出這個場景並運算出解答。甚至可能達到了「完全答不出來」。
  • 但是如果把大腦接上視覺系統與觸覺系統。因為視覺系統與觸覺系統進行了可靠的回傳,大腦實質上是調用了其他地區可用的資源做了運算。就能迅速得出答案。

那麼,既然思考那麼費力。我們平時是怎麼樣不費工夫的做出日常生活中的各樣決策?

答案是:「習慣」。「習慣」就是「我們做過了」,大腦調用「過去的記憶」,讓身體自動做出判斷。

所以在這裡,我們要引出第今天要介紹的第二條認知學原理:

大部分的人做的決策,其實真不是基於大腦所做的思考,他們是「記憶」組成的結果

2. 多數的思考,並不是真的思考,而是調用過去記憶所組成的結果

大腦的運作原理圖是這樣的:

環境 => 工作記憶(意識和思考區域) => 長期記憶(事實性知識、過程性知識)

  • 工作記憶就是我們當前正在意識、思考的「工作區域」。以計算機比喻,就是電腦的內存。內容小,資料存在時間短,重開機就不見了。
  • 長期記憶就是我們長久以來儲存的事實性知識、經驗。以計算機比喻,就是電腦的外存。內容大,資料存在時間長,可以長期複用。

而長期以來,我們日常遇到的大量決策,事實上是調用了長期記憶(經驗以及不變的科學事實),自動完成。

而所謂的解題與思考,是複用了短期記憶以及長期記憶而成。

比如說以 177 * 288 這個例子

  • 7 * 8 是長期記憶,是我們小時候背的九九乘法。
  • 接下來我們要計算 170 * 8 = 1360
  • 然後我們得到了 177 * 8 = 1360 + 56 = ….
  • 好了。你知道這有多難了。

事實上人類幾乎很難憑空展開這個算式,是因為人類的大腦工作記憶中只能暫時存 7 正負 2 個結果(對人類無意義的結果)。

人類事實上很少在思考,更多的是調用「記憶」在做決策。

3. 人是利用已知的事務理解新的事物,但「理解」其實是「記憶」

第三個,我要分享的原理是:

人是利用已知的事務理解新的事物,但「理解」其實是「記憶」。

「理解」其實不是一個調用大腦思考的過程,而是一個匹配「記憶」的過程。

很多行業為什麼不喜歡招小白,事實上就是因為小白經驗過少,缺乏太多相關記憶,可以直接匹配學習。

又或者是為什麼一般人難以上手編程,而且對於學習編程,感受到痛苦。

這事實上就是因為「編程」裡面的知識,跟過往幾乎所有的生活環境運作原理幾乎是不匹配的,所以造成「無法理解」,而大量調用大腦資源匹配、思考,結果卻一無法所返的情況下,造成意志力崩潰。

很多人學習編程事實上是被一堆所謂枯燥的「基礎知識」,所嚇跑的。

老手覺得「基礎知識」是很重要的,但「基礎知識」恰恰對許多新手來說,是「無法理解的」。

比如說,我們來談談: git是 如何運作

https://git-scm.com/book/zh-tw/v1/%E9%96%8B%E5%A7%8B-Git-%E5%9F%BA%E7%A4%8E%E8%A6%81%E9%BB%9E

那麼,簡單地說,Git是一個什麼樣的系統? 這一章節是非常重要的。 若讀者瞭解Git的本質以及運作的基礎,那麼使用起來就會很輕鬆且有效率。 在學習之前,試著忘記以前所知道的其它版本控制系統,如:Subversion 及 Perforce。 這將會幫助讀者使用此工具時發生不必要的誤會。 Git儲存資料及運作它們的方式遠異於其它系統,即使它們的使用者介面是很相似的。 瞭解這些差異會幫助讀者更準確的使用此工具。

Git與其它版本控制系統(包含Subversion以及與它相關的)的差別是如何處理資料的方式。 一般來說,大部份其它系統記錄資訊是一連串檔案更動的內容。 如圖1-4所示。 這些系統(CVS、Subversion、Perforce、Bazaar等等)儲存一組基本的檔案以及對應這些檔案隨時間遞增的更動資料。

Git並不以此種方式儲存資料。 而是將其視為小型檔案系統的一組快照(Snapshot)。 每一次讀者提交更新時、或者儲存目前專案的狀態到Git時。 基本上它為當時的資料做一組快照並記錄參考到該快照的參考點。 為了講求效率,只要檔案沒有變更,Git不會再度儲存該檔案,而是記錄到前一次的相同檔案的連結。 Git的工作方式如圖1-5所示。

『若讀者瞭解Git的本質以及運作的基礎,那麼使用起來就會很輕鬆且有效率』,聽起來是多麽諷刺啊。(注意,這裡我並不是諷刺作者的教程水平)

  1. 絕大多數需要學 Git 如何入門的人,是一無所知的小白
  2. Git / Subversion / Snapshot / 參考點,這幾個名詞,對一般人來說是無意義的
  3. 不只是一般人,甚至是一輩子都在使用 FTP 部署代碼的的程序員來說,他也不了解你在說什麼。

所以呢,一般要怎麼讓「讀者瞭解Git的本質以及運作的基礎,使用起來很輕鬆且有效率」。

  1. 告訴他 Git 是個時光機
  2. 你可以用 SourceTree 操作時光機,任意回到希望回朔的時間點,你可以再任意時候檢視你之前所寫的代碼,並檢視變化。不僅是開發團隊,甚至是很多寫作團隊,也開始利用這套工具實行協作。

因為絕大多數的人看過小叮噹或者是科幻電影,所以他願意接觸以及使用這個工具增進工作效率。

甚至可能在聽完我講這個例子時,也會對 Git 這套工具產生興趣,實際去使用。

而等到使用者理解了 Git 可以幫他做什麼之後,接著就會願意使用命令列,做出更高級的動作,進而去研究 Git 的底層運作,學到更多奇技淫巧,從而「使用起來更輕鬆且有效率」。

所以這個教程到底是寫給誰看的?

我只能這樣說,我認為不是寫給入門者看的,即便這章叫做「Git 基礎要點」。

扯遠了。總之這一章的重點是:「人是利用已知的事務理解新的事物」。而這是許多教學原理上反覆提及的教學要點。

人類的「理解」,實質上是一道不斷在舊有記憶上不斷疊加累積的過程。

4. 沒有重複的練習,不可能精通任何腦力活

帶球的同時還要思考踢球的角度和速度,不太可能成為一個優秀的足球選手。像這樣的低層次過程必須不假思索,才能給更高層次的過程,比如戰術策略提供足夠空間。

正因為我們的工作記憶之狹小,如果你將大量需要調用的資源放在工作記憶,那麼大腦就會瞬間寸步難行。就如同這個足球選手來說,如果他要一邊思考踢球角度和速度,那麼下場不但不只是「無法射門」,甚至可能是「跌倒」。

多半優秀的足球選手進行射門,往往是憑「直覺」判斷,「感覺」角度對了,場上有空檔,直接踢出一個漂亮弧度的求,射門成功。

這個直覺,往往就是「深焊在肌肉裡面的長期記憶」。

而一般人所謂的學習,事實上是在將新東西存在短期記憶中,進行「理解」的連結。再透過反覆的練習,往下放置在長期記憶中。

5. 題海戰術以及填鴨教育,有時是必須的

在過去我們的應試教育中,因為我們大量的被灌輸填鴨教育以及題海,以至於我們痛恨「題海戰術」以及「填鴨教育」。所以,往往對於「肌肉的記憶」練習術這件事十分不苟同。

甚至是,因為我們對於「題海戰術」過於痛恨,甚至得到了相反的結論:「我們未來教育學生,必須使用理解型教育」這個甚至看似正確,但事實上是謬誤的決策。

注意啊。在前面我講了「理解」實際上是「記憶」的相關連結。

如果你的大腦,從來未曾存在相關記憶,那麼又如何「理解」。又比如說,你如何讓幼兒理解 7 * 8 = 56。中學生如何理解 e = mc2。想學編程的大學生,git 的 repositroy 機制。

答案是:你不能。

因為事實上他們就沒有這樣的相關記憶可以去做鏈結。所以你只能讓他們硬背。直接先鎖在記憶區裡面。等待將來更有意義的相關材料,進一步的將這些硬背的東西,鎖到更深的地方。

比如說,實際上去商店買東西,進行找零,等等。。。。

6. 記憶不是單點存在的,而是整群存在

在人類的記憶中,許多記憶不是單點的存在,而是整群區塊的存在。

在邏輯思維 180 期時,「黄执中:你如何听懂我说的话?」 舉了這樣的例子:

不管是在谈判,辩论,说服还是沟通,我们几乎人的,所有的说话形态,其最终目的就是要把自己脑子想的东西,传到到别人脑子里。好,那可是我们都会遇到这种情况,对一个老师而言,他在课堂上讲了半天,学生懂懂懂。然后抄了笔记,回去了以后全忘光,公司的上司告诉大家未来公司的新政策,新观念,员工鼓掌,了解,点头,同意,回去以后开开心心的继续执行旧政策。我们要怎么样传递我们的观念,这件事情一直对我个人来说,是一个很有意思的问题。

我举个例子好了,这个故事也许你们听过,没听过的人其实恰好拿来可以做个实验,有一个朋友叫大卫好了,比如是他到吉隆坡去出差,在当地的酒吧上遇到了一个漂亮的女孩子,他请她喝了一杯酒,你一杯我一杯,两杯下肚之后,大卫先生整个人人事不知,醒来的时候,他醒来在旅馆的浴缸里,里面放满了冰块,旁边有一个小纸片,跟他说不要动,打119,他打电话,对方跟他说,先生不好意思,你可不可以摸一下你的腰后头有没有摸到一根管子,他说有有有,有一根管子,那是这样的了,你不要动,我们马上会有人来给你坐急救,因为你遇到了一个盗肾集团,把你的肾给偷走了,在这个城市里已经发生不止一次了,我现在讲完了,对不对。你停下来,闭上眼睛,然后拿起电话,你打电话给你熟的人,把这个故事在讲一篇,我跟你保证,你几乎讲的八九不离十。

这个故事非常好记,因为恭喜你,我现在刚刚讲的这个事过去十五年来,网络上最大的一所谓的城市传说,或者是城市谣言,这件事没有发生过,可是这个故事让人印象太鲜明,太鲜明了,每一个人听完这个故事只要听一篇,我刚刚甚至没有特别让你坐笔记,听得懂,记得住,能转述,而且有一个很明确的印象。

人類的大腦,陌生的記憶,要直接寫入長期記憶中,除了靠練習外。另外一個方法就是靠「故事」,故事能夠大規模的將新的觀念直接鎖進去,因為故事所接觸以及鎖的面積夠大。

那麼除了故事之外,還有什麼方法也可以直接鎖進去人的長期記憶之中呢?「模仿做法並直接實作出一個成果」。

這就是所謂的記憶編碼。

餐廳學徒如何直接學會做菜?當然不是去研究肉的烹調原理,熱度的傳導原理。而是模仿,操作,並且練習。

結論

所以結論是什麼呢?在我的觀點裡面,一般的工業化教育是十分低效的。因為學校往往是這樣教的:

  • 花許多時間,教給學生與他人生經歷完全不明白的單點「基礎」知識
  • 利用題海戰術把這些知識鎖到長期記憶
  • 這些長期記憶可以協助學生短時期內拿高分,以作為 KPI。
  • 然後因為這些長期記憶(也沒多長,頂多可以放三個月)長期沒有被存取,也沒有遷移應用效果,最後就蒸發掉了。
  • 人生精華的 12 - 18 歲都在搞這種反覆的大腦的無聊的存取。最後人就厭倦「學習」這個字了。
  • 因為人類對於「學習」的「理解」( a.k.a 記憶)就是「題海」、與「痛苦」

但我甚至認為這不是最可怕的事。最可怕的是接受這樣教育出來的業餘教師,往往會誤認教學就是先教「基礎知識」,但其實很多「事實型知識」,真的是不需要記憶的。接觸就能學習,不需要強迫背誦,只要接觸就行。

真正高效的教學法應該是要怎麼教呢?

  • 餵給學生能夠有效、夠多量「啟動思考」的基礎知識
  • 這句話的重點在於「啟動思考」而不是「基礎知識」
  • 甚至是要教給新手「可啟動」的「套路」,而「事實型知識」留待新手自己補完
  • 所謂「可啟動的套路」,實質上是 一個有效連結「高頻存取知識」(由教師統計出)的完整成果
  • 然後,練習練習再練習,總共練三遍。燒進長期記憶中。
  • 甚至遷移遷移再遷移,使得學習者建立可以在陌生場景中,輕易辨識一個新問題(即便以前沒有建構)的內在結構的能力。