心理学视域下小学生工作记忆特点及训练

慕德芳

摘要：工作记忆是在不同的加工和储存任务中能够灵活地分配能量的记忆系统，在认知活动中具有重要的作用。小学阶段是工作记忆发展的关键阶段，算术、视空间工作记忆都迅速发展。教学中的工作记忆训练以工作记忆测量结果为基础，通过选择有效方法、设计游戏形式的训练、合理设计工作记忆训练的强度及时间等来提高小学生的工作记忆水平。

关键词：工作记忆；训练；小学生

中图分类号：G442 文献标志码：A 文章编号：1673-9094（2014）08-0025-03

一、工作记忆的概念

工作记忆（working memory）是20世纪70年代以来认知心理学研究的一个重要领域。所谓工作记忆，是指人们在认知加工的过程中将信息暂时储存的系统。工作记忆是人类的认知中枢， 是当前认知心理学、发展心理学及教育心理学中最活跃的研究领域之一。心理学的很多研究表明，工作记忆在个体的认知活动中具有不可替代的作用。

Baddeley认为工作记忆是对信息进行暂时性加工和储存的资源有限的记忆系统，在言语理解、推理等复杂认知加工中具有非常重要的作用。[1]工作记忆容量好比计算机的内存，代表个体对心理工作空间所拥有的全部认知资源，可以用来测量个体在心理加工时保持信息的能力。工作记忆过程是一个在不同的加工和储存任务中能够灵活地分配能量的过程，并受到个体注意力控制的限制。例如，系列数字：1、3、5、7、11、13、17、19、23、29、31、37，这些数字从表面看，没有规律，短时记忆不容易都记住，但用工作记忆的方式，这些数字是我们学习过的数学知识里的质数，那就很容易记住。

二、小学生工作记忆的特点及功能

（一）小学阶段是工作记忆的重要发展时期

心理学中关于工作记忆的发展研究结果表明，从4岁到16岁，工作记忆增加了大约2-3倍，尤其是8岁以后增长速度加快，视空间和言语工作记忆容量发展到11岁，工作记忆加工能力的顶峰大约到20岁。[2]工作记忆有两个发展的转折期，分别为8岁和12岁，8岁之后儿童从依赖于视觉工作记忆到更多地使用语音工作记忆。

我们采用视空间和言语工作记忆任务考察小学二、四、六年级学生的工作记忆特点，研究结果发现，对于视空间工作记忆，11岁组好于7岁组，7岁组和9岁组没有显著差异；算术工作记忆成绩随着年龄增长而显著提高。这表明，在小学阶段算术工作记忆快速提高，视空间工作记忆在二年级到四年级之间加速提高，但到四年级之后放缓。

（二）工作记忆对完成复杂认知任务起着重要作用

工作记忆的发展会影响认知发展的其他方面。近年来很多研究表明：工作记忆本质上不是什么记忆问题，它涉及的是认知行动的控制与调整。[3]Engle提出的“控制性注意观”认为，工作记忆容量本质上并不是储存和记忆的问题，它代表的是一般性的、不依赖于特定领域，用于执行控制性加工或在面对干扰（分心刺激）时维持注意的能力。[4]在认知活动中，个体需要记住有用信息，需要控制注意维持有效的认知活动，所以工作记忆容量具有重要作用。

工作记忆是学习、推理、问题解决和智力活动的重要成分，对言语理解、学习和推理具有重要的影响。工作记忆可以被理解为一个临时的心理“工作平台”，在这个工作平台上，我们对信息进行操作处理和重新组合，以进行决策、解决问题。工作记忆也可以理解为对必要成分的短时的、特殊的聚焦。在学习和生活中，当处理多个任务时，比如心算两位数的乘法，协调多个任务的完成，一般都需要多个心理加工和步骤，这就需要工作记忆的参与。

（三）工作记忆可以为特殊儿童的教育辅导提供有效帮助

近年来，科学家通过大量的研究和跟踪验证表明：改善提高大脑工作记忆功能，效果明显，使用简单。在教学领域，工作记忆训练可以为学习困难学生、注意缺陷多动障碍儿童扩充工作记忆容量，提高抑制控制能力，特别是能够有效促进注意缺陷障碍儿童的抑制能力。在临床领域，工作记忆的训练可以为工作记忆缺陷个体的临床干预和治疗提供有效的途径，对学习困难及注意缺陷多动障碍儿童具有重要的实践意义。

三、教学中的工作记忆训练

大量的研究表明工作记忆容量可以通过训练得以提高。在小学阶段的教学中可以采用工作记忆训练来提高工作记忆容量、改善工作记忆功能，从而提高学生的抑制与学习能力，这对于小学生的认知能力及学习发展具有重大实践意义。

（一）依据工作记忆测量结果，客观评价学生的工作记忆水平

对工作记忆的测量，一般考虑以工作记忆容量为指标，采用双重任务范式，该范式包括储存任务和加工任务。常用的测验有计算广度（computation span）、阅读广度（reading span）和操作广度（operation span）任务，以及视空间广度任务等。这些任务都要求被试在对刺激内容存储的过程中还要对其进行加工。

在计算广度任务中，实验材料是加法或减法的算式，要求学生记忆每个算式的得数并在呈现一系列算式后按顺序回忆结果。操作广度中，向学生呈现一系列的算式和单词，每一系列材料包含2-6个算式和单词。要求学生大声读出呈现的算式并判断算式是否正确，同时大声读出并记住算式后面的单词，最后要求学生按顺序回忆并写出算式后面的单词。

阅读广度测验中要求学生阅读一个句子，要求判断句子的正误，同时要记忆句子最后一个单词，一系列句子呈现后（每组包含的句子数从2个逐渐增至6个），要求学生按顺序回忆这些单词。

测量视空间广度的任务一般多用Corsi模板任务和点矩阵任务。Corsi模板任务的原始材料是由9个相同的木块（3×3×3cm）不规则地排列在一个木板上（23×28cm），实验者以每秒一个木块的速度指点这些木块。然后要求学生按相同或相反的顺序指出同样的木块。木块的数目一直增加直到学生不能正确指出其顺序为止。点矩阵任务是向学生呈现一系列的矩阵方程和内含一个圆点的5×5的网格对。矩阵方程符合加法或减法规则，要求学生判断呈现的矩阵方程是否正确并记住网格中圆点的位置，在一系列的矩阵呈现完后按顺序回忆。回忆结果作为个体的工作记忆容量。

根据这些测验可以科学、准确地测量学生的工作记忆容量大小，客观评价学生的工作记忆水平，并在此基础之上设计任务的难度、数量及时间，从而进行工作记忆训练。

（二）采用与工作记忆测量匹配的学习策略，选择有效方法

工作记忆对学生改善学习、提高成绩等方面具有重要的实用价值。以往凭感觉的教育方法、标准化的学习策略大都与学习者的学习认知特点相冲突，是导致学业水平难以发挥的根本原因。通过工作记忆数字广度、视空间广度、刷新、转换功能等测试，可以客观有效地评测学生的工作记忆水平、特点。此外，提高计算广度、阅读广度以及视空间记忆的策略有所不同，比如，复述策略可以提高学生的阅读能力，珠心算训练可以很好地提高学生的计算广度，音乐训练可以很好地提高学生的阅读广度和视空间记忆广度。教师可以根据测试结果针对工作记忆的不同方面采取相应有效的策略。

（三）设计游戏形式的训练，增加趣味性

根据小学生的工作记忆特点，我们可以设计灵活的游戏吸引学生参与，提高学生的工作记忆容量，比如Mastermind任务。Mastermind任务于上个世纪70年代开始出现并流行，是涉及推理能力的一种游戏，被广泛用于心理学和教育学的研究中。该任务是两个人的游戏，一个人是“密码设定者”，比如，从5种颜色中选择3种颜色作为密码，即正确答案，另一个人是“密码打破者”，任务是必须找出密码中具有哪些颜色，以及颜色的排列顺序。密码打破者必须在规定的尝试次数内发现“密码”，每一次尝试后，密码设定者都指出他所选择的颜色中有几个正确，有几个处在正确的位置上。这种任务可以通过设计让学生在游戏过程中必须记住前面的选择和结果，并进行推理加工。[5]在这个过程中，学生需要记住前面的选择、反馈结果并进行判断、推理，这些都需要工作记忆的参与，学生在参与的同时，也锻炼了工作记忆能力。另外，工作记忆训练也可以采用灵活多变的方式，比如，让学生每天练习记忆一些数字和字母40分钟，但是每天都是全新的刺激组合，也可以加上游戏的外衣并使用记分系统，让学生和自己竞赛并尝试打破自己创下的记录。

（四）设计工作记忆训练的强度及时间，保证效果

对工作记忆的训练不是进行几天或者一个星期，做些测试、练习后，工作记忆容量就能得到提高的。心理学及认知科学的研究表明，工作记忆容量的提高建立在一定强度和时间的基础上。我们可用肌肉作比喻来说明工作记忆的训练原理。二头肌是一块位于上臂前方的肌肉，当我们拿起一张纸，抬起手臂敲键盘，或者吃东西时都会用到它。然而，二头肌不会在诸如拿起一张纸这样的行动中得到强化。如果我们要让它变得更有力，需要使用更重一点的东西，比如，使用一轮只能举起10次的负重器械进行练习，这样的练习要每天30次，每周做3次，我们还必须系统性地锻炼上好几周才能看到效果。对工作记忆的训练也是如此，必须建立在一定的强度基础上。每天训练的次数及训练的总天数都要足够充分，任务要有足够的难度，比如，每天最少练习20分钟，持续一个星期才会有效。如果发现学生的工作记忆水平提高了，任务的难度就要相应提高。

参考文献：

[1]Baddeley， A. D.， & Hitch， G. J. Working memory[C]. In Bower， G. H. （Ed.）， Recent advances in learning and motivation， vol. 8. New York： Academic Press， 1974.

[2]Siegel， L. S. Working memory and reading： A life-span perspective[J]. International Journal of Behavioral Development， 1994， 17： 109-124.

[3] Miyake， A.， Friedman， N. P.， Emerson， M. J.， Witzki， A. H.， & Howerter， A. The unity and diversity of executive functions and their contributions to complex “frontal lobe” tasks： A latent variable analysis[J]. Cognitive Psychology， 2000， 41： 49-100.

[4] Engle， R. D.， Kane， M. J.， & Tuholski， S. W. Individual differences in working memory capacity and what they tell us about controlled attention， general fluid intelligence and function of the prefrontal cortex[M]. In Miyake， A.， & Shah， P. （Eds.）， Models of working memory. Cambridge： Cambridge University Press，1999.

[5]Saldana，D. Dynamic master mind interactive use of a game for testing metacognition[J].School Psychology International， 2004， 25（4）： 422-438.

责任编辑：丁伟红