高效学习之道

预备知识

《科学哲学与人类学习》中,我们了解了人类学习的基本原理。人类学习,与科学发现类似,是一个在大脑中建立心理模型(理论),并通过预测和反馈,不断改进这个心理模型(理论)的过程。人类学习曲线,也像科学理论的发展那样,并不总是线性上升,而是提升区和平台区交替出现,体现出间断平衡的特点。

《大脑编程指南》中,我们对学习曲线为什么会呈现这样的间断平衡特征给出了解释。这是因为,在学习过程中,心理模型在慢系统中形成,然后通过不断的训练,逐渐转化为快系统中运行。正是这个机制,让学习曲线体现出了建立,发展,稳定这样三个阶段。

这个机制,也让我们了解到了技能固化的原因,也提示了进一步提高的路径:通过将注意力拉回到心理模型本身,让心理模型重新回到慢系统中运行,就能够将技能“活化”,进入下一个周期的提升,让技能水平到达一个更高的平台。

在本篇文章中,我们将以游泳技能为例,探讨在这个理论指导下的高效学习之道。

最简技能学习

最简技能,是指那些无法继续分解的技能,简单到仅仅是一个简单的输入和输出,比如在游泳这项运动中,一次憋气,一次上肢划水,一次腿部打水,都可以看成是一种最简技能。最简技能,是技能心理模型的最小组成单元,我们就从这个最小单元入手,了解最简技能的高效学习方法。

建立心理模型

在技能学习之初,首先要在大脑的慢系统中建立心理模型。 心理模型是由什么构成的?我们又是用什么工具建模的呢?

1. 心理模型的构成-感觉材料

心理模型,是存在于大脑中的构造,它的构造材料,是外部世界在我们大脑中的投影,也就是各种感觉。当你能回忆一个人的长相,那这个心理模型主要是由视觉构成。当你能回忆一道美味佳肴,那这个心理模型除了视觉之外,还包括嗅觉和味觉,甚至有嘴部或舌头的触觉。当你回忆你在做某个运动时,这个心理模型的主要构成,叫做本体感。

本体感是一种很特别的感觉,当你闭上眼睛,身体做出某种姿势,这时你虽然看不到你自己,但你却会知道你的身体是什么姿势。这说明,我们不需要视觉,就可以凭某种感觉知道这一点。这种感觉,就叫做本体感。

同样的道理,当我们运动的时候,也能够凭借这种感觉,知道自己的身体在如何运动。这种运动的感觉,可以叫做动觉。在涉及到身体运动的技能学习中,动觉扮演了一个非常关键的角色。这是因为,其他的感觉都是一种输入,而动觉,可以用来输出,我们在记忆了某个运动的动觉之后,可以将这个动觉输出为实际的身体运动。

在大多数情况下,心理模型是一种由多种感觉材料所构成的复合体。

在学习游泳的时候,心理模型主要包括身体姿态的本体感,身体运动的动觉,肌肉的紧张与松弛,皮肤所感受到的水流(触觉),还有位于内耳的平衡器官所感受到的平衡感,等等。当你认真回忆你的游泳过程时,这些感觉会重现在你的大脑中,这就是你体会到的,游泳技能的心理模型,它的构成材料,就是你在真实的游泳过程中体会到的那些感觉。

2. 建立模型的工具-注意力

当我们实际地去完成某个技能的时候,会有很多感觉从外界传入我们的大脑。这里面可能包括视觉,触觉,还可能包括嗅觉,味觉,最重要的,在涉及到身体运动的时候,我们还会感受到身体的姿态和运动,也就是本体感和动觉。

如果这个过程不断重复,这些相关的感觉会被我们的大脑记住,并形成一个由这些感觉组成的心理模型。然而,这个过程不是一帆风顺的,为了让这个心理模型能够更快地建立,让这个心理模型的质量更高,我们需要了解建模的原理。

我们用三维扫描仪的原理图来帮助我们理解这个建模过程。

三维扫描仪会发射出激光,对物体表面进行扫描,将每个扫描点的位置和颜色记录到电脑中,最终还原出物体的三维模型。

在建立心理模型的时候,我们所依赖的,是注意力,当我们实际地进行某种运动时候,把注意力集中到某种感觉上,就能够让这个感觉更快地进入我们的大脑,形成大脑中的投影。注意力越集中,这个过程就会越快,所形成的心理模型的质量也会更好。

在学习游泳的时候,如果你没有将你的注意力放在这些感觉上,那么你在事后,会很难回忆出这些感觉,也就是说,很难形成心理模型。如果你在一次打水,一次呼吸的时候,都非常地关注此刻的相关感觉,比如呼吸时的感觉,身体的运动感觉,水流作用于身体的感觉,并且在这种感觉还未消退的时候,认真地回忆以加深印象,就会更快更好地形成心理模型,学习的效率就会大幅度提高。

反馈与修改

1. 学习中的反馈

当心理模型刚开始建立的时候,它不一定适合实际的需要,按照这个心理模型去行动,未必能通过实践的检验。接下来我们要做的事情,就是在实践中检验这个心理模型,当心理模型不符合要求的时候,进行调整与修改。

反馈是学习中非常重要的要素,没有反馈,我们就没法知道动作是否达到了要求,完成的质量怎么样?首先,反馈要及时,一旦完成某个动作,就要能够立即知道完成得如何,这样可以马上就行调整。其次,反馈要尽可能地精确,这样调整起来就更有目的性。

在学习游泳的时候,每个基本动作,最好由有经验的教练进行反馈,这样能马上知道动作做得怎么样,随后立即进行调整,直到达到教练的要求,而不是等到以后实际地游起来才知道调整。在没有教练指导的情况下,可以用辅助录像的方式帮助自己对比和标准动作的差别。有时候我们没有这些条件,也完全可以靠自身感觉的反馈,留意自己的姿势是否达到了基本要求。

2. 调整与修改

反馈是为了对心理模型进行调整与修改,我们用来调整与修改的心理工具,一样是注意力。

我们注意到,当心理模型开始建立时,它位于我们大脑的慢系统中。这时候,心理模型的运行,是需要注意力去控制的。换一句话来说,我们的注意力,集中在了这个心理模型的运行控制上。有了这样的条件,我们就可以使用注意力这个心理工具,对心理模型进行调整和修改。

在学习游泳的时候,如果要对基本动作进行调整,我们会留意到之前的感觉,也会留意到调整之后的感觉,我们可以用注意力,有意识地改变运动方式。比如打水时腿部弯曲程度,划水的方向和力度,呼吸的深度和节奏,在这个阶段,我们都是可以用注意力进行有意的控制和调整的。

从生疏到熟练

当心理模型在大脑的慢系统中运行时,我们叫做控制过程,这时候,需要集中注意力来控制心理模型的运转,否则就没法完成。技能学习的目标,就是让心理模型转化为在大脑的快系统中运行,这时候,耗费的注意力很少,心理模型可以自动运行,动作熟练且稳定。

在这个过程中,注意力依然起到了很重要的作用。

首先,如果没有将注意力集中在所要转化的动作上,你的动作可能会走形变样,如果你一直漫不经心地重复做这些走形了的动作,这些动作也会逐渐转化,但最后在快系统中运行的心理模型,就未必正确了。

其次,实践证明,注意力越集中,这个转化的速度会越快。有人做一个月也不熟练的动作,另一些人可以在一天之内熟练掌握,这就是注意力的加速作用。

当我们的技能达到熟练的程度之后,我们会觉得,此时不再需要高度的注意力控制,就能够很好,很稳定地完成这个动作。这是因为,这个心理模型,之前在大脑的慢系统中运行,现在已经基本转化为了在快系统中运行,就像一台自动机械,只要按下按钮启动,剩下的工作就可以自动完成了。

在学习游泳的时候,一旦我们通过教练或其他的帮助纠正了动作,依然需要把注意力集中在所完成的动作上,努力保持动作不要走形,然后重复练习。这里我们推荐一个叫做“体验-想象-运用”的练习模式,体验就是努力地捕捉各种感觉,想象就是在脑子里重复这个感觉,运用就是按照这个感觉来指导下一次的动作。有了这样明确的练习模式,我们可以更好地完成练习。

进入新一轮技能提升

如果你熟练地掌握了一种技能,一种基本动作,这意味着你的技能达到了某个水平。如果你对这个水平仍然不满意,那就需要进入新一轮的技能提升。按照我们以往的经验,新一轮技能提升是一件很困难的事情,甚至比学会一种技能更加困难。这是为什么呢?

在游泳学习中,当我们学会了游泳,达到了熟练程度之后,如果再想显著提高技能水平,似乎变得越来越难。我们即使投入大量的时间重复练习,水平似乎也只有微微的上升。达到游泳高手那个级别,似乎成了可望而不可及的奢望。

1. 技能曲线的平台区

我们在技能曲线上,会看到,在技能不断提高之后,会进入一个平台区。平台区的出现,是因为心理模型从建立,发展到稳定,转化为无需意识控制的自动化运行状态,在大脑的快系统中运行。

从好的方面讲,这表示技能已经学成,心理模型的运行无需过多的意识控制,动作也很成熟稳定。从不好的方面讲,技能水平也固化下来了。在这个阶段,由于大量的操作已经可以无意识自动运行,即使一遍又一遍地重复,也很难再进行修改和调整了。

在游泳学习中,当我们达到平台区之后,由于无需过多的注意力去关注具体的动作,就可以开始享受游泳所带来的快乐,自由地在水中嬉戏了。与此同时,你的游泳水平也就基本停留在这里,很难再继续提高了。做为业余爱好者,我们完全可以满足于当前的水平,不再寻求进一步的提高。

2. 成熟技能的活化

我们已经了解,技能的固化,是因为这个心理模型的运行已经自动化了,失去了调整和修改的可能。我们如果重新让注意力回到这个心理模型上,让心理模型重新回到慢系统中运行,就可以像之前一样,对这个心理模型进行调整和修改了。这就叫做成熟技能的活化。

在成熟技能的活化过程中,有一个值得关注的现象,那就是,在技能重新活化之后,由于需要高度的注意力去控制一些细节,摸索更好地完成技能的方式,这个期间的运动水平可能会出现下降。如果不知道这个原理,在下降之后很可能又会回到之前的固化状态,没法提高。这个短暂下降,是良性的正常现象,无需过多地担忧。

在游泳学习中,在达到了熟练之后,如果我们不满足于当前的水平,就需要重新让游泳变得“不熟练”,重新让注意力去关注动作的细节。这样才能进行调整和修改。当然,这时候的调整和修改,需要有更高水平的教练指导,或者更加精细地按照教学手册上的要求去做,让心理模型达到更高的质量。

3. 走向更高的平台

让注意力重新回到动作的执行过程,让心理模型重新回到慢系统中运行,进行注意力控制下的调整和修改。在这之后,随着不断的练习,这个更好的心理模型,也会逐渐转化为在快系统中运行,技能水平向着更高的平台稳步前进。

复杂技能学习

学习上的困难

对于复杂技能的学习,我们常常有望而生畏的感觉,眼前的目标高高在上,不知道如何才能到达。这种学习上的困难,是真实存在的,主要的原因,在于以下两个方面。

1. 注意力资源

注意力是一种非常宝贵的资源,日常经验告诉我们,注意力不能集中到过多的感觉上,也很难持续很长时间。

在进行复杂技能的学习时,相关的感觉非常多,要执行的动作也很复杂,这时候,我们很难把注意力集中在这么多目标上,造成了建模的困难。

对于游泳的初学者来说,如果没有人帮助,在入水之后,很难同时进行上肢下肢躯干的正确运动,同时保持呼吸节奏,又能让自己漂浮在水面上,这种动作配合,对于初学者来说,需要让注意力同时高度关注很多感觉,是一个几乎不可能完成的任务,即使勉强能做,动作的质量也会非常低,常常处于顾此失彼的状态。

2. 多参数优化

在心理模型建立起来之后,我们要不断地优化这个模型。方法是通过练习,在实践中不断地预测,检验,如果和预期不同,那就进行参数的调整。

对于复杂的心理模型,需要调整的参数非常多,在预期和事实不符的时候,很难确定要调整哪些参数。而对于最简心理模型来说,这个参数往往就只有一个到两个,很容易进行调整和修正。

在学习游泳的过程中,如果出现了问题需要纠正,比如要提高游泳的速度,你不知道到底是呼吸节奏的问题,还是上肢动作的问题,还是下肢动作的问题,还是纯粹因为体力问题。在练习中盲目地尝试改变这么多参数,很难找到更好的解决方案。

心理模型的分解

一种技能,通常是综合性的,对应着一个包含了多种感觉材料在内的复杂心理模型。由于上文所述的学习上的困难,我们很难直接按照最简技能的学习方法来学习。这时候,我们采取的方法是,把它分解为最简技能的组合,这对应着心理模型的分解。

这种分解,有时候是技能学习者在自学过程中自己进行的,比如一套广播体操,由一系列连续的身体运动构成,学习者会分成一个一个动作学习。这种序列动作的分解比较简单。

有时候,这种分解看起来很难,比如游泳,需要上肢下肢躯干以及呼吸的配合,这几个动作是同时进行的,分解就有一定的难度。

还有的时候,我们很难意识到一种技能是由哪些基本要素所构成,比如语言的学习。

在分解学习有困难的时候,我们会借助于他人总结的经验,有时候是一个学习课程,有时候是有经验的教练。

在游泳练习中,我们可以求助于有经验的教练或者教学手册,按照某个教学体系进行训练。这些教学体系,都提供了很丰富的分解技能练习,相当于把复杂心理模型,分解为了相对简单很多的子模型。这些分解技能练习包括呼吸、划水、打水等各个方面。

心理模型的组合

分解之后的最简心理模型,在练习之初,位于大脑的慢系统,在进行了修改优化之后,通过大量的重复练习,让这个最简心理模型的运行,从意识关注下的控制过程,逐渐转化为无需意识控制的自动化过程,最后能够在大脑的快系统中自动运行。

在几个有关的最简心理模型都转化为自动化运行模式之后,我们就可以开始将其组合为更复杂的心理模型。这时候,由于最简心理模型的自动运行,不会过多占用注意力资源,我们就可以把宝贵的注意力资源腾出来,放在心理模型的组合上。

在游泳练习中,我们可以分开练习呼吸,上肢的划水,下肢的打水,在这几项都能够熟练完成之后,再尝试将这几个技能组合在一起。在实际的练习过程中,我们最容易犯的错误就是冒进,有时候,在熟练度不够的时候强行组合,往往会导致动作变形或失败,这是由于我们的注意力资源还没有充分释放出来用于组合。

反馈与修改

对于组合而成的复杂心理模型,我们依然要在实践中进行检验和测试,并且进行修改和优化。如果心理模型的预期和实际不一致,或者没有达到相应的指标,我们就要进行诊断和调试了。

这时候,一样要寻找专业的教练或者教学手册的帮助,在这些教学体系中,会把复杂的心理模型,分解为多个子模型,每个子模型都有明确的指标,可以通过反馈单独优化和调整。在这些子模型达到了优化状态之后,再组合为复杂的心理模型,这样才能避免前面所说的多参数优化的问题,让整体的心理模型达到更优。

在游泳练习中,为了提高水平,我们就要在专业教练或者教学手册的帮助下,认真地练习各种分解技能,比如打水,划水,呼吸,看看这些分解技能有没有问题,然后再将这些分解技能逐渐组合起来,看看组合有没有问题。只有这样分解诊断,调试,才能让游泳水平更上一层楼。

总结

在日常的工作和生活中,我们无时无刻不在使用各种各样的技能。如果我们能够腾出一点点注意力,来观察我们的技能增长过程,有意识地运用本文所提到的方法,就能一点点地改善我们的工作和生活质量,享受这个改进的过程,走向更美好的未来,而不是束缚在无能为力的现实中。

学而时习之,不亦乐乎?

学习科学系列:

  1. 科学哲学与人类学习
  2. 大脑编程指南
  3. 高效学习之道

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