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如何擁有好棒棒記憶力?背景知識是關鍵——《學生為什麼不喜歡上學?》

PanSci_96
・2019/02/11 ・3054字 ・閱讀時間約 6 分鐘 ・SR值 519 ・六年級

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編按:《學生為什麼不喜歡上學?》這本書以認知心理學研究成果為根基,歸納出大腦如何學習和記憶,並提供了教師如何應用這些認知原則於教學現場的方法。

記憶力取決於知識量

說到知識,具備越多知識的人,知識增長得也越快。運用同樣的基本方法,許多實驗都確認了背景知識對記憶的好處。

研究者請一些具備專業領域知識的人(比如說橄欖球或舞蹈或電子電路),以及另一些不具備任何專業知識的人來做實驗。所有人都會讀到一則故事或一篇短文,內容很簡單,即使對該領域不擅長的人也能理解,也就是說他們可以告訴你每句話代表的意思。但到了隔天,有背景知識的人比沒有的人記得的內容要多出許多。

圖/pixabay

你可能會認為,這個結果是因為注意力造成的。如果我是籃球迷,我會樂於閱讀籃球相關內容,也會讀得特別仔細;相反地,若我不是球迷,我就會覺得無聊。在其他的研究中,研究者請受試者學習對他們來說新鮮的主題(比方說百老匯音樂劇),一半受試者學很多,一半只學一點點。之後研究者請受試者閱讀其他有關該主題的新事實,然後他們發現「專家群」(也就是之前學很多的人)學習新知學得更快更好,勝過那些「新手」(之前只學一點點的人)。

我知道這個主題,所以我記得更好!

為什麼對主題稍有瞭解後,更容易記住內容?我之前說過,如果你對特定主題知道越多,就越容易理解該主題的新訊息。舉例來說,懂棒球的人比不懂的人更容易理解關於棒球的故事。事情有意義,我們會比較有印象。

下一章會對歸納推論更深入討論,但為了讓你先有概念,請讀以下兩段短文:

運動技能學習是執行熟練動作能力的改變,這些動作能達到環境中的行為目標。神經科學界有個根本且未解的問題,就是有沒有獨立的神經系統來代表習得的連續運動技能反應。用腦成像及其他方法來定義該系統,需要詳細描述為了特定的排序任務要學習的確切內容是什麼。

 

戚風蛋糕將傳統蛋糕所用的奶油換掉,改用植物油。烘焙界有個根本且未解的問題,就是何時烤奶油蛋糕、何時烤戚風蛋糕。以專家品嚐會及其他方法來回答這個問題,必須詳細描述理想中的蛋糕有哪些特色。

第一段落擷取自一篇學術研究論文。7 每個句子都可以理解,如果你花點時間,就能看出句子之間的關聯:第一句提供定義;第二句提出問題;第三句闡述在解決問題前,必須先描述正在研究中的事物(技巧)。

第二段段落是我模擬第一段短文結構所寫的,每一句的結構都是一樣的。

你覺得到了明天再來回想,你會對哪一篇比較有印象?

圖/pixabay

第二段段落較容易理解(因此較易記住),因為你可以將內容和已知的事物連結起來。經驗告訴你,好吃的蛋糕滑順有奶油香,而非植物油的油膩,所以有些蛋糕改用植物油這個事實就足夠引起你的注意了。同樣地,最後一句提到「理想中的蛋糕有哪些特色」,你能想像蛋糕的特色可能是鬆軟、濕潤等等。

請注意,這些結果和理解無關;儘管缺乏背景知識,你也能理解第一段段落,不過少了點廣度和深度。那是因為當你有背景知識時,儘管不自覺,你的大腦也會將你所閱讀的內容,和你對該主題已知的資訊連起來。

大腦會將你所閱讀的內容,和已知的資訊連起來。圖/Andrea Nguyen @flickr

幫助記憶的關鍵就是這些連結;記住東西基本上就是給記憶提示。當我們想起和目前正試著要記起來的事物有關的東西時,就是在記憶裡搜索。因此,當我說:「想想你昨天讀過的短文」,你會對自己說:「嗯,跟蛋糕有關」,然後自動地(也許完全不自覺),關於蛋糕的訊息開始閃過你的腦海——是烤的……有糖霜……生日派對……用麵粉、蛋、奶油做的……突然之間,那個背景知識(蛋糕是用奶油做的)為回想起短文提供了立足點:「啊哈,是關於棄奶油改用植物油來烤的蛋糕。」把短文中的這些句子加入你的背景知識,會讓短文更容易理解,也更好記。但是啊,運動技能的短文卻孤立無援,獨立於任何背景知識之外,所以之後比較難想起。

不只金錢,「知識」也是富者越富

長期記憶中存在事實型知識使得獲取更多事實型知識更容易,這個背景知識的最後效應值得多加思考。你能持有的訊息量多寡,端賴你已經具備的訊息量。所以,如果你具備的訊息量比我多,那你能獲得的就比我更多。

為了讓這個概念更具體(但讓數字清楚可辨),假設你的記憶中有一萬筆事實,但我只有九千筆,我們各自記住一定比例的新事實,比例多少視個人記憶中原本有多少而定。你可記得你聽聞之新訊息的百分之十,但因為我長期記憶中的知識較少,我只能記住百分之九的新訊息。假設我們兩人每個月都接觸五百則新訊息,表 2-1 顯示了十個月之後我們兩人長期記憶中所有的訊息量。

【表 2-1】從表中可見,談到知識,富者越富。圖/《學生為什麼不喜歡上學?》

十個月之後,我們之間的差距從 1000 筆訊息拉大成 1043 筆訊息。因為長期記憶中儲存內容越多的人,學習就越容易,所以差距只會越來越大。我要迎頭趕上別無他法,只能接觸比你更多的事物。就拿求學來說,我得努力趕上,但執行起來很難,因為你以持續增加的速度在拉大我們之間的差距。

前例中的數字當然都是我編的,但基本觀念正確無誤——富者越富。我們都知道豐饒物產哪裡可以找到,如果你想接觸新單字與新觀念,你要從書本與報章雜誌裡找,學生流連忘返的電視、電玩與網路(比如社交網站、音樂網站等等)多半都是沒有幫助的。研究者悉心分析學生閒暇時間會接觸的許多內容,書籍、報紙、雜誌對於學生認識新觀念與新單字格外有幫助。

知識才是比想像力更重要

我在本章一開始引用了愛因斯坦的名言:「想像力比知識更重要。」希望現在你已經相信愛因斯坦是錯的。

知識更重要,因為知識是想像力的先決條件,或至少是引發解決問題、作出決策與創造力之想像力的前提。其他名人也曾發表過知識無用之類的 言論,見表 2-2:

【表 2-2】偉大思想家貶低事實型知識重要性的言論摘錄。(點圖放大)圖/《學生為什麼不喜歡上學?

我不知道為什麼一些偉大的思想家(他們毫無疑問相當博學)那麼喜歡詆毀學校,視學校為只讓學生進行無用知識背誦的工廠。我想我們應該把這些看法視為反諷,或至少是趣談,且我不需要傑出、能力過人的智者告訴我(和我的孩子)得到知識是多愚蠢。

正如我在本章所言,最高階的認知過程——邏輯思考、問題解決等等——都和知識密不可分。確實,沒有能力使用知識,空有知識也是枉然;但同樣地,沒有事實型知識絕對不可能有效運用思考能力。

在此我引用一句西班牙諺語,提出與表 2-2 語錄不同的見解: 「Mas sabe El Diablo por viejo que por Diablo」。大致是說:「魔鬼之所以是魔鬼,並非因為有智慧,而是因為有年紀。」這句話強調經驗很重要,由此推斷知識亦然。

 

 

 

本文摘自《學生為什麼不喜歡上學?:認知心理學家解開大腦學習的運作結構,原來大腦喜歡這樣學》,久石文化,2018  年 12 月出版。

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金魚的記憶才不只 7 秒!記憶力怎麼回事?好想要超大記憶容量
鳥苷三磷酸 (PanSci Promo)_96
・2022/12/01 ・2720字 ・閱讀時間約 5 分鐘

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本文由 美光科技 委託,泛科學企劃執行。

你是不是也有過這樣的經驗?本來想上樓到房間拿個東西,進到房間之後卻忘了上樓的原因,還完全想不起來;到超巿想著要買三四樣東西回家,最後只記得其中兩樣,結果還把重要的一樣給漏了;手機 Line 群組裡發的訊息,看過一轉身回頭做事轉眼就忘了。

發生這種情況,是不是覺得很懊惱:明明才想好要幹嘛,才不過幾秒鐘的時間就全部忘記了?吼呦!我根本是金魚腦袋嘛!記憶力到底是怎麼回事啊?要是能擁有更好的記憶力就好了!

明明才想好要幹嘛,一轉眼卻又都忘記了。 圖/GIPHY

金魚的記憶才不只 7 秒!

忘東忘西,我是金魚腦?!無辜地的金魚躺著也中槍!被網路流傳的「魚只有 7 秒記憶」的說法牽累,老是被拖下水,被貼上「記憶力不好、健忘」的標籤,金魚恐怕要大大地舉「鰭」抗議了!魚的記憶只有 7 秒嗎?

根據研究顯示,魚類的記憶可以保持一到三個月,某些洄游的魚類都還記得小時候住過的地方的氣味,甚至記憶力可以維持到好幾年,相當於他們的一輩子。

還有科學家發現斑馬魚在經過訓練之後,可以很快學會如何走迷宮,根據聲音信號尋找食物。但是當牠們壓力過大時會記不住東西,注意力分散也會降低學習效率,而且記憶力也會隨著衰老而逐漸衰退。如此看來,斑馬魚的記憶特點是不是跟人類有相似之處。

記憶力到底是怎麼回事?

為什麼魚會有記憶?為什麼人會有記憶?記憶力跟腦袋好不好、聰不聰明有關係嗎?這個就要探究記憶歷程的形成源頭了。

依照訊息處理的過程,外界的訊息經由我們的感覺受器(個體感官)接收到此訊息刺激形成神經電位後,被大腦轉譯成可以被前額葉解讀的資訊,最終會在我們的前額葉進行處理,如果前額處理後認為是有意義的內容就有可能被記住。

在問記憶好不好之前,先了解記憶形成的過程。圖/GIPHY

根據英國神經心理學家巴德利 Alan Baddeley 提出的工作記憶模式,前額葉處理資訊的能力稱為「短期工作記憶」,而處理完有意義、能被記住的內容則是「長期記憶」。

你可能會好奇「那記憶能被延長嗎」?只要透過反覆背誦、重覆操作等練習,我們就有機會將短期記憶轉化為長期記憶了。

要是能有超大記憶容量就好了!

比如當我們在接聽客戶電話時,對方報出電話號碼、交辦待辦事項,從接收訊息、形成短暫記憶到資訊篩選方便後續處理,整個大腦記憶組織海馬迴區的運作,如果用電腦儲存區來類比,「短期記憶」就像隨機存取記憶體 RAM,能有效且短暫的儲存資訊,而「長期記憶」就是硬碟等儲存裝置。

從上一段記憶的形成過程,可以得出記憶與認知、注意力有關,甚至可以透過刻意練習、習慣養成和一些利用大腦特性的記憶法來輔助學習,並強化和延長記憶力。

雖然人的記憶可以被延長、認知可以被提高,但當日常生活和工作上,需要被運算處理以及被記憶理解的事物越來越多、越來越複雜,並且需要被快速、大量地提取使用時,那就不只是記憶力的問題,而是與資訊取用速度、條理梳理、記憶容量有關了!

日常生活中需要處理的事務越來越多,那就不只是記憶力的問題,而是有關記憶力容量的問題了……。圖/GIPHY

再加上短期記憶會隨著年齡增加明顯衰減,這時我們更需要借助一些外部「儲存裝置」來幫我們記住、保存更多更複雜的資訊!

美光推出高規格新一代快閃記憶體,滿足以數據為中心的工作負載

4K 影片、高清晰品質照片、大量數據、程式代碼、工作報告……在這個數據量大爆炸的時代,誰能解決消費者最大的儲存困擾,並滿足最快的資料存取速度,就能佔有這塊前景看好的市場!

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美光不久前宣布量產具備業界多層數、高儲存密度、高性能且小尺寸的 232 層 3D NAND Flash,能提供從終端使用者到雲端間大部分數據密集型應用最佳支援。 

美光技術與產品執行副總裁 Scott DeBoer 表示,美光 232 層 3D NAND Flash 快閃記憶體為儲存裝置創新的分水嶺,涵蓋諸多層面創新,像是使用最新六平面技術,讓高達 232 層的 3D NAND 就像立體停車場,能多層垂直堆疊記憶體顆粒,解決 2D NAND 快閃記憶體帶來的限制;如同一個收納達人,能在最小的空間裡,收納最多的東西。

藉由提高密度,縮小封裝尺寸,美光 232 層 3D NAND 只要 1.1 x 1.3 的大小,就能把資料盡收其中。此外,美光 232 層 NAND 存取速度達業界最快的 2.4GB/s,搭配每個平面數條獨立字元線,好比六層樓高的高速公路又擁有多條獨立運行的車道,能緩解雍塞,減少讀寫壽命間的衝突,提高系統服務品質。

結語

等真正能在大腦植入像伊隆‧馬斯克提出的「Neuralink」腦機介面晶片,讓大腦與虛擬世界溝通,屆時世界對資訊讀取、儲存方式可能又會有所不同了。

但在這之前,我們可以更靈活地的運用現有的電腦設備,搭配高密度、高性能、小尺寸的美光 232 層 NAND 來協助、應付日常生活上多功需求和高效能作業。

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參考資料

  1. https://pansci.asia/archives/101764
  2. 短期記憶與機制
  3. 感覺記憶、短期記憶、長期記憶  
  4. 注意力不集中?「利他能」真能提神變聰明嗎?

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PanSci_96
・2022/11/14 ・647字 ・閱讀時間約 1 分鐘

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踏入數位學習時代,讓電腦成為孩子的學習夥伴!
科技大觀園_96
・2022/04/01 ・2553字 ・閱讀時間約 5 分鐘

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數位學習時代已悄然來臨。圖/fatcat11 繪

受到新冠肺炎疫情影響,世界上許多國家開始採取「遠距教學」,越來越多學生坐在自家電腦前上課。雖然我們是在疫情的壓力下,有點「趕鴨子上架」似的不得不改變了教育方式,但也讓教育跳脫了框架,變得更加多元化。「數位學習」的風潮在這樣的氛圍中,逐漸嶄露出優勢,在電腦、網路、人工智慧不斷發展的現代,新冠肺炎對人類帶來的「危機」,會不會正好是推動數位學習普及化的「轉機」呢?  

為了回答這個問題,我們請教數位學習專家——中央大學網路學習科技研究所講座教授陳德懷。他參與了臺灣的數位學習發展歷程,也對教育發展有深入的觀察及見解。

讓人工智慧成為孩子的學習夥伴

陳德懷從 80 年代就開始思考人工智慧與教育能不能結合。那是個網路、電腦都還非常不普及的年代,還在就讀博士班的陳德懷,就開始思考自己研究的主題——機器學習,能否應用在教育上。

「那個時候其中最直觀的想法就是虛擬家教,讓電腦扮演家教來教個別學生」陳德懷回顧著說。然而,他更進一步萌發了一個想法:「既然學生在學習,電腦也在機器學習,那麼是否電腦可以扮演學生的同學,也就是學習同伴的角色呢?」陳德懷認為:「我們自己當學生時,很多學習心得都是和同學討論時獲得的,不一定來自老師。」於是他用人工智慧同時模擬虛擬家教、虛擬同伴,使用者可以和同伴互相討論,或是進行競爭遊戲,如此一來學生在學習時,不會只單方面接受虛擬家教的教導,而是有更全方位的思考角度。 

陳德懷將自身專業應用在教育上,致力於開發「虛擬家教」。圖/Pixabay

「不過,」陳德懷指出:「虛擬學習同伴畢竟還是不如真正的同學來得真實。」後來陳德懷進入中央大學任教,隨著電腦的普及、網路科技的逐漸進步,虛擬同伴的概念也進一步延伸成網路學習系統,同學們可以利用電腦之間的連結,在網路上共同學習。 

將虛擬教育城市和電子書包作為學習輔助 

到了 2000 年,陳德懷更進一步提出了「虛擬教育城市」的概念,「因為有了網路,應該全世界的學生都可以當彼此的同學。」他建立了一個網路學習系統「亞卓市」,就像一個教育資源平台,每個學校、班級、甚至個人,都可以在亞卓市成立網站,放上教學資源,或是開啟課程。

此時電腦越來越普及,價格越來越親民,於是陳德懷提出「電子書包」的概念,簡單說就是讓學生人手一台電腦,做為上課的輔助工具。這樣的想法也促使後來許多電腦廠商陸續推出低價電腦產品,企圖打入教育市場。

陳德懷的數位學習研究歷程,也反映著電腦與網路的發展。如今,網路與電腦已經幾乎成為人類生活的必需品,陳德懷的研究重點,也從數位學習轉為思考教育的核心本質。 

培養「學習」的興趣,讓孩子勇於接受挑戰

他提出「興趣驅動創造者學習理論」,認為學習的過程最重要的,是把「學習」看為一種「興趣」來培養,例如,閱讀、寫作、數學等都可以視為興趣來培養,而「學習」過程視為一種有趣的「創造」過程,在過程中獲得成就感,然後日復一日重複這個過程,養成「習慣」。陳德懷說:「這樣一來,學生就成了『終身興趣驅動創造者』。」 

陳德懷透過數位化學習平台,培養小學生的學習興趣,讓他們認為數學是有趣的科目。圖/Pixabay

「興趣一開始萌發,就像小 baby 一樣,要仔細小心保護。」陳德懷以數學為例指出:「其實很多小孩可能一開始都對數學有興趣、很好奇,但幾次表現不好被質疑、受到挫折、失去信心,學習動力消失,不要說興趣了,甚至懼怕數學,希望以後不要再碰到數學,這現象在臺灣很普遍。」在陳德懷近年的研究計畫中,結合課程地圖與學習歷程檔案的優勢,設計了一款悅趣化數位數學學習平台,名叫「數學島」,讓國小學童利用與電腦之間的互動與即時回饋,自我學習,並且可以控制自己的學習進度,沒有來自老師或同儕的壓力。陳德懷說:「過程中我不問他們學得如何,只問他們還有沒有興趣。」結果,在興趣驅使下,有些學童僅僅二年級,卻已經能理解五年級的數學了。

興趣如果能順利持續下去,就可能發展到「自我追求」的階段,不但不害怕挫折,還會願意接受挑戰,也才能在有興趣的領域上更精進、發光發熱。陳德懷表示:「我們看到的每一個傑出的天才,都是走到了這一步,才被看見。」

在數位學習的浪潮下,老師該扮演什麼角色? 

網路及電腦的普及,雖然對數位學習與教育帶來極大助力,但陳德懷也談及他的憂心:「在網路的世界,我們太透明了,隱私受到很大威脅。」另一方面,陳德懷也認為不論網路再怎麼發達,都無法取代實體學校的角色。在新冠肺炎疫情影響下,數位學習等透過網路學習的方式都會加速發展,但陳德懷特別強調:「學校有無可取代的地位,尤其對中小學生,因為他們需要透過人與人之間的互動來社會化,以及導師的引導,這是網路上的互動所無法取代的。」 

學生在實體學校與人們的互動、交流,是很重要的社會化歷程。圖/Pixabay

至於高等教育的部分,陳德懷認為大學的知識教育有可能會轉為數位學習為主,他舉例:「想像今天傳奇物理學家,也是諾貝爾獎得主費曼(Richard P. Feynman)在普林斯頓大學開了一堂物理課,他那麼會教書,只要將他的課放上網路,最後學生一定都直接透過網路上課。」不過,大學更重要的是「創造知識」,在大學裡,創造知識的人是大學教授,學生想要習得創造知識的能力,「唯一方法就是去當教授的研究生,跟在身邊學習實驗與做研究的方法。」這是大學校園更重要的存在價值。
陳德懷認為,基於這些理由,實體教育場所不會消失,但老師、教授的工作內容會改變,傳授知識不再是他們最重要的工作,「重要的反而是創新知識,以及成為學生的人生導師。」

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