叙拉古之惑

何以学神

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大脑的“记忆高速路”

“床前明月光,疑是地上霜”,这首诗几乎每一个孩童和成年人都会背诵。当时,你是如何背下这首诗的呢?

很常见的一种方式是反复背诵,直到能够倒背如流。我们文化中有时很推崇这样的学习方式,所谓读书千遍其义自见。但同时,这样“死记硬背”的学习方式会遭受抨击。那么反复的记忆和背诵到底是低效的学习,还是有更大的价值呢?

想要理解不同学习方式的效果和质量,还是要先回到学习过程中,大脑神经元的生长和链接的基本原理中。

大脑的基本单元,神经元之间,会通过特殊的结构,神经突触进行信息传递。当我们学习新知识时,实际上就是在大脑中建立新的神经连接,或者加强已有的神经连接。当你接收到一个信息,你可以想象大脑中一个神经元被激活,它会产生一个电信号。这个信号沿着轴突传递,到达轴突末端时,它会触发神经递质(一种化学信号)的释放。这些神经递质会通过突触间隙传递到下一个神经元的树突,继续传递信号。这个过程被称为神经传递。通俗地说,这些神经元就像一群孩子在接力,每次交接棒就是一次信息传递,直到信息被传递到了终点。重复学习,就好比在两条神经元之间反复传递信号,最终会加强突触连接,提高信息传递的效率与稳定性。类似于参加接力赛的四个孩子每天反复练习交接棒,他们的交接棒过程就会变得更加快速和顺利。这就是为什么重复能够加深记忆的原因。

在神经学中,这个现象被称为长时程增强(Long-TermPotentiation,LTP)。LTP是指神经元之间的突触连接随着重复活动而增强的过程。简单来说,可以将LTP理解为神经元之间连接的“强化训练”。当两个神经元反复地,以特定模式激活时,它们之间的连接就会得到加强,就像我们经常锻炼身体,肌肉就会变得更加强壮一样。

当你反复练习骑自行车时,大脑中和骑车相关神经元会一再被激活,这些神经元之间的连接就会变得更强。类似于这些神经元之间有一条高速公路,随着不断练习,这些高速路被拓宽、铺平,信息行驶的速度就可以更快,而你也就不容易忘记它。这种增强的突触连接使得未来的信息传递更加高效,从而有助于信息在大脑中的存储和回忆。

这个过程体现了大脑神经元影响人类学习和记忆最重要的规律之一,即神经突触可塑性(Synaptic Plasticity)。死记硬背,正是利用了大脑的这种“可塑性”。通过反复机械地重复信息,我们迫使大脑不断激活相同的神经回路,最终使得这些回路的连接强度增加,形成更加稳固的记忆痕迹。

突触可塑性指的是神经突触连接强度的可调节性。突触可塑性使得神经元之间的连接不断调整和强化。就像你每天练习弹钢琴,手指的动作会越来越熟练,大脑中的突触连接也在不断强化,这种调整和强化的过程是大脑学习和记忆的基础。但你如果很长时间不弹琴,大脑中相关神经突触间的联系就逐渐消失。当你再弹琴时,就会不熟练,表现变差。高效的学习,是用最短的时间,最大程度加强神经元之间的联系,也就是利用突触可塑性,来增强我们大脑的能力。

然而,死记硬背建立的记忆痕迹及其背后的神经网络连接,往往是孤立、脆弱的。这种学习方式缺乏对信息意义的理解和加工,仅仅是将信息以原始的形式存储在大脑皮层的浅层区域,而没有与其他知识建立联系,形成更加深刻、牢固的知识网络。我们的大脑就像一张巨大的蜘蛛网,每个节点代表一个知识点。如果我们只是孤立地记忆一个个零散知识点,就好像在这张网上随机添加一些节点,而没有用蛛丝将它们连接起来。这样的网络结构松散,任何一点风吹草动就会导致节点脱落,也就是我们常说的容易遗忘。从这一点来说,死记硬背,就显得时间成本过高和低效了。

大量研究表明,分散复习相较于集中复习,在知识的长期记忆和提取方面具有显著优势。集中学习,也称为“临时抱佛脚”,虽然可以在短期内提高记忆效果,但由于缺乏间隔时间和反复强化,学习内容在大脑中留下的痕迹较为浅显,容易遗忘,并且难以应用于实际情境。分散学习的优势体现在其对“重复间隔效应”的有效利用。重复间隔效应是指,将学习内容分散在多个时间段内学习,并留出合理的间隔时间进行复习,能够有效提高记忆的持久性和提取的准确性。

以学习100个英文单词为例,采用集中学习的方式,学习者可能会选择在几天内集中背诵,力求短期内记住所有单词。然而,这种方式获得的记忆往往是短暂且孤立的。学习者虽然可能在几天后的考试中表现良好,但随着时间的推移,遗忘速度会非常快,难以将这些词汇灵活运用于实际的语言环境中。相比之下,间隔学习则更加注重学习过程的持续性和复习的规律性。例如,将100个单词分成5组,每三天学习一组,并在每组学习之间留出一定的时间间隔进行复习。这种方式能够使学习内容在大脑中得到多次编码和巩固。每次复习都会在不同的时间点激活相应的神经网络,加强神经元之间的连接强度。此外,每次学习时,学习者所处的环境、心情、思维方式都会有所不同,这让大脑对同一信息的编码方式略有差异,从而形成更加丰富、多样的记忆痕迹,有助于提高记忆的提取效率和灵活性。

间隔学习,正是利用了大脑记忆的遗忘曲线和提取练习的原理。大脑遗忘的进程并非匀速的,而是先快后慢。也就是说,我们在学习新知识后,如果不及时复习,很快就会遗忘大部分内容。而间隔学习,通过在遗忘发生之前进行复习,能够有效地对抗遗忘曲线,将知识从短期记忆转化为长期记忆。

记忆并非简单地“存储”在大脑中,而是一个动态的过程。当我们学习新知识时,相关的神经元会被激活,形成一个神经元网络。而间隔复习的过程,就是对这些神经元网络的再次激活,每次激活都会强化神经元之间的连接,并使记忆痕迹更加深刻。间隔学习并非简单地对知识进行重复记忆,更重要的是促进大脑对知识的深度加工和理解。每次间隔复习,大脑都会对已有的知识网络进行整合和重塑,将新知识与旧知识建立联系,形成更加系统、灵活的知识体系,从而提高知识的迁移能力。因此,对于需要长期记忆和应用的学习内容,例如备考、学习新的语言或技能,采用分散学习以及多种学习策略的方式,并留出充足的时间间隔进行复习,才能获得最佳的学习效果。

所以,“死记硬背”确实有一定的作用,但更重要的是在反复的记忆和背诵中,我们是否采取了多样的学习方法,编码策略,以及间隔复习,形成稳固的知识网络,以便未来应用中可以快速灵活地提取所学的知识。

选自《学神的习惯》p42—p46,注释略,上海三联书店2025年12月出版。

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【内容简介】

本书挑战了传统应试教育中的“学神”迷思,重新定义了卓越学习者的内涵——他们不是遥不可及的天才,而是不断探索、反思,并致力于终身学习的个体。通过科学的学习方式,每个学生都可以激发潜能,全面发展人格、学业与情感。不同于应试指南,本书注重学习的本质,情感健康与内在动机,旨在帮助读者理解学习的真正价值,使学习成为探索与成长的过程。

【作者简介】

方士心,博士,复旦大学高等教育研究所教师,上海市高等教育学会副秘书长。本科毕业于美国罗彻斯特大学,获心理学、经济学双主修学士;在美国哈佛大学教育学院取得人类发展与心理学硕士学位,在美国福德汉姆大学(Fordham University)取用发展心理学硕士及博士位。早年从事儿童发展心理学,家庭教育学及中美教育比较研究。现关注拔尖创新人才认知发展、考试命题与课程教学改革等议题。在国际SSCI期刊、中文核心期刊发表多篇论文。屡获人大复印资料全文转载。

【目录】

前言

第一部分 学习的基石:认知机制与学习策略

专注力:专心致志的规律和代价

专注力的顾此失彼特性

不专心是因为之前太专心?

不要“盯着”专注力

创造专注力绿洲

记忆力:记得快还要记得牢

记忆存储:理解、编码与知识网络

大脑的“记忆高速路”

知识储备到灵活运用:记忆提取

标准化考试偏爱记忆“自动驾驶”

元认知:建言献策的价值

教会别人,成就自己

从“知道”到“做到”

创造力:玩耍是正经事

大脑需要“摸鱼”

小创造变成大价值

兴趣爱好使人更有创造力

总结

第二部分 学习的动力:目标导向与内在驱动

自我决定:在学习中的话语权

自主支持、能力指引、关系参与

你无法命令一个孩子热爱学习

学习动机:用学习奖励学习

当奖励变成了惩罚

奖励会让大脑变“笨”?

自我决定,激励加倍

自我挑战:学习中的“冒险”精神

不只是赢了才快乐

自我挑战的神经学基础

冒险是人类文明的推进器

“摆烂”真的是一种选择吗

价值探索:到底为何而学

比成绩更远的地方

我与世界之间

试错:学习的本质是“教训”

错误是行为的最佳反馈

错误塑造我们的大脑

试错而不是纠错

总结

第三部分 学习的保障:身心健康与环境塑造

情绪管理:先回应情绪再解决学习

情绪与认知的博弈

“爱”的神经密码

爱没有前提条件

爱和规则并行

耐挫力:苦难教育的误读

吃苦会让大脑变笨

“被爱”才能耐挫

“韧性”的双刃剑

言传身教:学习中的有样学样

从打娃娃到读书香

观察学习:镜像神经元的角色

榜样必须可“复制”

睡眠:在睡眠中深度学习

睡眠改造大脑

睡不够的青春期

运动:强身才能健脑

运动比补习班更有用

大脑也需要“健身”

学霸全靠偷偷运动

总结