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從失敗中學習的科學

本文由民視《科學再發現》贊助,泛科學獨立製作

source:WIRED


編譯 / 高至輝東京大學醫學系研究所神經生理學教室博士生

中文說「失敗為成功之母」,西方物理學家Niels Bohr也曾將專家定義為「在狹窄的領域中犯盡一切可能錯誤的人」。究竟對失敗的看法對學習會有什麼樣的影響?WIRED的這篇"Why Do Some People Learn Faster?“(作者為JONAH LEHRER,見附註)所提及的兩個實驗或許可以提供一些線索。

文中提到,史丹佛大學的心理學家Carol Dweck認為,人們對於知識的心理認知(mindset)分為「覺得智能是固定無法改變」的固定型認知(Fixed midset),和「所有能力都可以透過投入時間和精力得到成長」獨成長型心理認知(Growth mindset)兩類。前者在面對失敗的時候會傾向認為失敗是一種否定,而後者傾向把錯誤當成獲取知識的過程而產生更高的動機。

順著這個邏輯,在Dweck著名的實驗裡,他和Claudia Mueller曾以紐約12所小學的400名5年級生為對象,以無關語言能力的問題組(nonverbal puzzles)作為測試內容進行研究。一系列的實驗先從簡單的問題組開始,在學生得到正解後,研究者會讚美實驗參與者,但讚美分為:讚美天份,像是「你很有天份(You must be smart at this.)」,或是讚美努力,例如「你一定很用心的完成他吧(You must have worked really hard.)」。

第一階段測試後,參與實驗的學童可以自由從兩組不同難度的問題中選出一個來作答,其中一組的難度和第一輪問題難度相當,而另一組則較為困難。結果被誇讚努力的學童約90%選擇挑戰較高難度的試題組;相對地,被誇讚天份的孩子卻大多選擇較簡單的試題組作答。

差別還不只如此,接下來如果研究團隊故意提供一個相當困難的試題(用8年級生程度的問題來測試5年級生),被誇讚有天份的學童大多很快就會感到挫折而放棄,但是被誇讚努力的學童卻可以保持較高的動機去嘗試回答超過自己程度的問題。更妙的是,如果成績發表之後,他們可以選擇去看表現比自己好或是差的同儕的考卷時,被誇讚有天份的孩子幾乎都選擇去看成績比自己差的試卷;被誇讚努力的學童則有比較高的比例去選擇看成績比自己好的試卷。

檢討完畢後再給他們挑戰一次困難的試題(但內容不同),誇讚努力組表現出了30%的進步,而誇讚天份組卻表現20%的退步。

受到這個實驗結果的啟發,密西根大學的Jason Moser進一步利用腦波儀(electroenchephalography, EEG)來觀察兩種不同的心理認知者(固定型或成長型)。

過去相關的實驗已經指出,人在遭遇到錯誤時可以被偵測出兩種特殊的腦波信號,一種是發生在錯誤之後50毫秒的錯誤相關負波(error-related negativity, ERN),此信號被認為源自大腦前扣帶皮質(Anterior cingulate cortex),是大腦「發現到」事情出錯了的一個腦部活動表徵。另一種腦波信號發生在100-500毫秒的錯誤正波(error positivity, Pe),這信號被認為是顯示出我們「意識到」錯誤的發生。陸續的研究發現,在錯誤學習中表現較好的人表現出較大的錯誤相關負波,顯示他們的大腦對於錯誤有較強的反應;此外,錯誤正波較穩定,顯示出他們能夠正確地「意識」到錯誤的存在。

Moser團隊最近的研究中,研究團隊注意到成長型的參與者在遭遇到錯誤之後,正確率反而得到大幅度的上升,同時腦波儀也顯示出成長型的參與者較固定型受試者高出許多的錯誤正波訊號。從數字來看,固定型的錯誤正波訊號強度大約為5,而成長型則顯示15的訊號強度。更重要的是,錯誤正波強度的上升與錯誤之後的表現提升相關,顯示出這個訊號可能與「該怎麼把事情做對」的傾向有所關連。

這些現象不僅支持許多我們應該在失敗之中學習的論點,更點出我們長期看待失敗的方式可能會造成對失敗經驗產生不同的解讀,進而影響我們在失敗當中學習成長的可能性。與其一味地讚美成功,學習怎麼「適切的失敗」或許才是我們在學習和教育的過程當中不應忽視的重點。

[附註] 本篇文章為改寫(非逐字翻譯),原文發表於WIRED網站,亦有被WIRED.JP翻譯成日文的版本。

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關於作者

高 至輝

至輝

東京大學醫學系研究科特任研究員。大學主修化學,從碩士轉攻結蛋白質構生物學,其後飛往日本攻讀神經生理學,畢業後留在日本繼續探索有關神經迴路形成的機制。私底下屬有跡可循的雜食性,對於理解各種人文或科學概念的發展進程充滿興趣。