大家好,我是香南。
今天,我继续分享这本《考试脑科学》。
昨天,我分享了睡眠对学习的作用,今天我们继续分享狗学习实验的思考。
模糊大脑的记忆本质
如果要追溯人脑的起源,可以说其原型存在于更为原始的动物的脑中,即人脑的“本质”就存在于动物的脑中。达尔文认为,微生物、昆虫、人类等所有生物都有着相同的起源。脑最开始也是出现在虫子般微小的动物身上,之后其机能逐渐复杂、体积逐渐增大,最终进化成人脑。
那么现在的动物的记忆能力如何?动物是如何记住信息的呢?作者在这章中详细介绍了狗学习复杂指令的实验。首先,把狗带到电视机前让狗观察屏幕,同时在电视机下方设置一个按钮。如果电视屏幕中突然出现一个圆形,那么在此时按下按钮就能获得美食。

起初,狗偶然按下了按钮,美味的食物出现了,这纯属偶然。但是,当发生过几次这样的偶然后,狗就会注意到“按下按钮”与“获得食物”间的关系。到这里,就是狗学习的第一阶段。 这种学习可以说就是掌握事物关联性的过程,学习的本质就是把之前各自独立的信息在脑中关联起来。
虽然在以上实验中关联起来的是按钮和食物间的关系,但是在我们正常学习场景中,也是相同的,比如:像“go=去”这样,把英语和母语关联起来的过程就是学习。
狗在成功通过学习的第一阶段后,一旦发现按钮和食物间的关系,狗就会在“想要获得食物”这一动力的驱使下不停地按下按钮,但并不是每次按下按钮都可以得到食物。如果电视屏幕未出现圆形,那么即使按下按钮也不会有食物出现。在经过多次失败后,狗会突然意识到这一点。 当狗终于明白屏幕中出现圆形和按钮间的关系后,这个实验课题才算圆满完成。
在此之前,狗进行了数十次乃至数百次的反复试错,狗才能注意到二者间的关系。我们也是需要经历多次失败才能获得一次成功,不经过反复的失败就难以形成正确的记忆。学习也是如此,重复是非常重要的。
同时,经历“失败”也很重要,比如答错题、因疏忽大意而出错等等。每次经历失败后,我们都应该思考下一次要怎么做才能成功。失败的次数越多,就越能形成准确牢固的记忆。把失败当作一件好事而非坏事,失败后最重要的是带着疑问找出失败原因,并想出解决方案,去确立下一步的解决方案,利用排除法进行自我修正——这也是脑的机制。因此,对于学习来说,“善于反省”和“保持乐观”也很重要。
人脑和计算机的差异
通过狗的学习实验,我们能发现人脑的性质与计算机的性质有很大的不同。计算机只要按一下“保存”键,就能完整地保存各种内容,而且不会出错。实验中狗所面临的难题,计算机程序只要给机器人下达“在屏幕出现圆形时按下按钮”的指令后,机器人马上就可以完成任务,而不需要像狗那样反复摸索尝试。

而且,这也是人的脑神经回路和计算机电路间的差异,人脑不仅健忘,而且很难做出准确的判断,因此经常会得出错误的答案。但与计算机相同,在人脑的神经回路中传递的也是电信号,只不过计算机通过电流传递信号,而人脑神经则是通过离子(钠离子)来传递信号的。二者都传递数字信号,所以在传递过程中,从信号源发出的信息不会发生任何变化,在这一点上二者是相同的。
二者的不同之处在于,人类的神经元通过神经纤维形成回路,但各个神经纤维之间并没有物理性接触。与电路不同,神经回路并不是一个紧密相连的整体,纤维和纤维之间存在着微小的间隙。因此,在纤维上传递的电信号必须通过“换乘”才能传递到下一个神经元。
在神经回路中,这个换乘站就是“突触”(synapse)。虽然突触与突触间的间隙很小,只有头发粗细的五千分之一,但这样微小的间隙还是会导致电信号无法传递下去。电信号在这个间隙中通过乙酰胆碱或谷氨酸等化学物质进行转换(电信号—化学信号—电信号),从而完成信息的交接。交接之后,如果电信号比较弱,那么就意味着在电信号的“翻译”转换过程中,化学物质的释放量很少。也就是说,突触传递模拟信号而非数字信号。
因此,人脑之所以与计算机不同,正在于它能够对传递信号的强度进行微妙调整。人脑神经回路中的信息传递不会像接力跑运动员那样,在接到接力棒后只是单纯地把接力棒传递下去,而是可以自由地调整所传递的信息量。这就是“思考”的源泉。
人脑使用模拟信号意味着信息可能发生变化,也就是会变得模糊。 正因为人脑具有这样的性质,所以要想得到正确答案,我们就必须反复摸索尝试。失败之后思考失败的原因,并思考下一次的应对策略,然后再次失败……要如此循环往复多次,所以比起一次性记住全部信息的方式,人脑更擅长使用“排除法”,即人脑采用的是排除错误、最终留下正确答案的方法。
在自然环境下,动物永远无法预测接下来等待它们的是什么。面对未知复杂的环境,动物采用模拟式的排除法再合理不过了。人类的学习也同理,因此,学习有三要素,它们分别是:1. 不畏失败的毅力;2. 解决问题的能力;3. 乐观的性格。
客观评估自己的学习实力
学习就是把之前各自独立的信息关联在一起,而狗的学习实验相当于同时进行两种关联性学习。同时让狗记住两件事当然很困难。为了让狗能更高效地记忆,我们可以把学习过程分解为两步,然后逐步地、认真地引导狗进行学习。

我们可以先将装置简化,无论电视屏幕是否出现圆形,只要按下按钮就能得到食物。在此种模式下,让狗在电视机前观察、尝试,直到狗能完全记住两者间的关系。之后再把装置设置成只有在亮起的屏幕中出现圆形时按下按钮才会出现食物,然后让狗再次慢慢地记住两者的关系。这样一来,狗的学习速度就可以大幅度地提高了。
同理,我们也可以把这种方法应用到学校的学习中。不要一开始就挑战高难度的问题,而应该先夯实基础,然后再逐渐提高难度——这样才能尽快掌握学习内容。 我们将这种分步骤记忆的方法称为“循序渐进法”。 步骤分解得越详细,学习效率就越高。在狗的学习实验中,我们只是把学习过程分解成两步,就得到了比之前好十倍的效果。
英国历史学家卡莱尔曾经这样说道:“最重要的就是不要去看远方模糊的目标,而是要做手边最具体的事情。”我们不仅要设立宏大的目标,还应该设置一些容易实现的小目标,慢慢进步。对于人脑来说,这才是高效的学习方法。无论做什么事都应该一步一步地脚踏实地。
今天,我分享了部分狗学习实验的思考,明天我们继续分享其余狗学习实验的思考,大家在育儿过程中有什么经验心得,写评论告诉我吧。感谢你的阅读,我们明天见!
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