基于认知科学证据的自我管理学习策略

张俐娟 张锦坤

（福建师范大学心理学院，福州 350100）

1 引言

知识的几何级涌现速度和互联网技术的迅速发展，促使个体自我管理学习的需求和机会不断增长。翻转课堂、混合学习、智慧课堂、慕课等多种学习形式的出现，使得不论对于中小学生、大学生，还是各种形式的成人学习者，知道如何自我管理学习以提高学习效率都变得非常重要，甚至在一定意义上已成为非常重要的生存工具。多年的学校、家庭教育或其他途径的学习所积累的经验使得每位学习者都逐渐形成了一套自己所熟悉惯用的学习方式，而且在大多数学习者看来，采用这些学习方式似乎也能帮助他们进行有效的自我管理学习。然而，认知科学研究表明，学习者通常对于“如何才能长期保持所学内容”这样的问题存在错误的信念和心理模型。当个体拥有自我管理学习的时间和机会时，关于学习的错误的心理模型将导致学习者难以实现高效学习（Bjork， Dunlosky， ＆ Kornell， 2013）。

Karpicke，Blunt，Smith 和 Karpicke（2014） 的 研究发现，学生低效的自我管理学习确实与其对如何学习存在的错误元认知有关。例如，他们认为选择重复学习或集中学习等学习策略能有效提高学习与记忆，而未能认识到自我测试或分散学习等学习策略在促进学习和记忆长期保持上的作用。因为基于个体直接学习经验的认知告诉他们，使用诸如自我测试、分散学习等学习方式通常会使其体验到一定的困难与挑战，且在学习过程中未能感受到学习的“高效”。然而，根据Bjork（2017）的观点，恰恰是这些可能延缓了学习进程，让学习者感到不那么“流畅”甚至有难度的学习方式，才是最终能够有效管理学习、促进记忆长期保持并促使所学知识产生迁移的真正法宝。

下文首先探讨了学习者对如何自我管理学习存在的错误认知，如学习者对学习策略和时间管理存在认知偏差，从而导致了错误的元认知判断和学习决策，其次探讨了影响元认知判断的主客观因素，接着对如何有效管理学习提出基于认知科学的参考意见，学习者只有对如何有效管理学习有正确的元认知，才能在学习判断和决策时避免受主客观因素的影响，作出正确的学习判断和决策，有效提高学习效率。成为一名有效的自我管理学习者并不容易，不仅需要学习者积极参与，了解增强记忆存储和提取的方法与技巧，有效的监控学习等，还要避免受当前的表现和经验影响，克服对学习起消极作用的各种认知。

2 学习者对于如何学习的认知

学习者对如何学习的认知主要包括他们对学习策略和时间管理的认知。学习者认为什么样的学习策略有效？应该怎样安排学习？他们对这些问题的回答，影响其做出怎样的学习决策，最终影响学习效果。

2.1 学生对学习策略使用的认知

有关认知与学习的科学研究对学习者如何看待学习策略这一问题很感兴趣，因为这直接影响到其策略的选择及偏好：如果学习者认为反复阅读材料是帮助其理解识记的简单而高效的学习策略，或认为在学习阶段穿插不同内容会干扰学习，那么在学习过程中他们就会选择倾向或避免该策略。

2.1.1 关于提取练习与重复学习的认知

提取练习效应也称测试效应（testing effect），即在相等的时间内学习某一内容，对该内容进行测试比重复学习该内容能更好地提高后来对它的记忆保持水平，即便在测试无反馈时也是如此（Roediger＆Karpicke，2006）。研究表明，提取练习或自我测试是促进学生学习的有效方式 （Kornell，2014，2015）。 Roedige 和 Karpicke（2006）在实验中让学生分别采用重复学习或提取练习的学习方式学习词汇，如连续学习 4遍材料（SSSS，S代表 study），或学习两遍后进行测试（SSTT，T代表test）。一周后的测试结果表明：提取练习组的成绩比重复学习组的成绩高出50%。然而，学习者是否都能意识到这一差别呢？

Kornell和Bjork（2007）关于学习策略的选择研究发现76%的学生选择重复阅读，约90%的学生选择以某种方式进行自我测试。当研究者继续询问学生为什么使用自我测试时，只有18%的学生回答因为使用自我测试比重复阅读能学到更多；约70%的学生表示只是使用自我测试来了解所学知识的掌握程度。Karpicke（2009）关于学习策略的调查研究也发现只有11%的大学生表示会使用自我测试策略。

这些研究表明大多数学生认为重复阅读比自我测试更有效，且认为测试主要是为了自我评估，并未正确地认识到提取练习是促进学习的有效方式。学生关于自我测试的不正确认知导致他们未能充分利用这一学习工具。

2.1.2 关于分散与集中、交错与批量学习的认知

分散学习（spaced learning）指在较长的一段时间内进行间隔式的多次学习，而不是一次性的集中学习（Rohrer＆ Taylor，2006）。研究表明将某一给定的学习时间拆分或间隔为多个学习阶段的学习效果（以延时测试成绩为衡量标准）好于集中学习，这就是分散练习效应 （Cepeda， Pashler， Vul，Wixted，＆ Rohrer，2006）。然而，学习者往往难以充分认识到分散学习的好处。

大量研究表明学生更倾向于选择集中学习。如Kornell （2009） 让学生学习词对（effulgent—brilliant），一组学生进行集中学习，另一组学生进行四天的分散学习。最终测试表明，分散学习组超过90%的学生比集中学习组的成绩更高。然而，在实验开始时，72%的学生认为集中学习比分散学习更有效。此外，Kornell和Bjork（2007）的一项研究要求学生掌握12位画家的艺术风格，对其中6位艺术家的作品进行集中学习，对另6位艺术家的作品进行分散学习。结果发现，虽然大多数被试在分散学习条件下成绩更好，但学生却仍然倾向于认为集中学习是更好的学习方式。

交错学习（interleave learning）是分散学习的另一种具体方法 （Cepeda et al.，2006；Rohrer＆Pashler，2010），即将相关类型的材料进行混合练习，例如，学生学习计算球体的体积，接着计算锥体体积，然后计算正方体体积。Cepeda等人（2006）的研究结果基本上支持交错学习效果好于批量学习（blocked learning）。然而，学生并不能很好地认识到交错学习的好处。 如 Tauber，Dunlosky，Rawson，Wahlheim 和 Jacoby（2013）发现多数学生（75%）倾向于选择批量（或集中）学习不同类别的鸟，而不是交错（或分散）学习；同时，学生对交错练习的未来成绩预测低于对批量学习的未来成绩预测。这表明学生并未正确认识到交错学习的好处，从而未能正确使用有效的学习策略。

2.2 学生对学习时间分配的认知

要求学生完成学习任务并观察他们如何对材料进行自我管理学习是研究者调查学生关于如何学习信念的另一种方式（Bjork et al.，2013）。研究者观察了学生选择哪些项目进行重复学习、每个项目学习的时间，以及对所选项目以怎样的顺序进行重复学习。关于自我管理学习的时间分配实验大致得到以下结论：

首先，当学生选择重新学习的项目时，他们花更多的时间学习更难而不是更容易的项目，直到达到他们认为掌握的标准，这样的学习策略与差异减少模型 （discrepancy reduction，DR）是一致的（Metcalfe＆ Kornell，2005）。但花费太多时间在困难的项目上可能会不利于学习，导致事倍功半。

其次，学习者为了最大化地完成任务，他们选择重新学习最简单的几个项目，构成学习者的最近学习区（region of proximal learning， RPL）。 只有在容易的项目被学习之后才转向学习困难的项目（Metcalfe，2009）。虽然在有限的时间内可以优化成绩，但学习完后把认为已掌握的知识堆放一边，过早地停止进一步学习，并不利于记忆的长期保持。

最后，学生并不总是有效地管理学习。他们的学习有时是偏向习惯性的，这与基于议程调节模型（agenda-based regulaton，ABR 模型） 一致（Ariel，Dunlosky， ＆ Bailey， 2009），即学习受目标、奖励、习惯等因素的影响。Bjork等人（2013）认为这些习惯不利于学习时间的有效分配。例如，学生只是在考试前一天时打开教科书阅读内容，没有任何有效的复习计划。这种被动阅读比主动处理（如自我解释或自我测试）的效果要差得多。

总之，学生对学习策略与学习时间管理存在认知偏差，因为学生倾向于认为更容易的学习过程意味着对知识更好的加工（Alter＆ Oppenheimer，2009），从而导致元认知判断错误。元认知判断与学习判断有密切的联系，又是什么影响了学生的学习判断呢？

3 影响学习者学习判断的因素

学习判断（judgmet of learning， JOL）是个体对已学习的项目在随后测试中表现的预见性判断，受学习者抱有的学习信念和学习经验的影响（Jacoby＆ kelley，1987）。JOL的准确性对学习决策发挥重要作用 （Kornell＆ Metcalfe，2006；Nelson ＆Narens，1990），做出正确的学习决策是成为有效的管理者不可缺少的条件。因此，学习者要避免受这些因素的影响。

3.1 基于信念的判断

基于信念（基于理论或知识的线索）的元认知判断指学习者有意识的对记忆的信念，例如“我能否通过学习来习得”（Bjork， Dunlosky， ＆ Kornell，2013），主要受记忆的稳定性偏差（stability bias in memory）和遗忘的稳定性偏差（stability bias in forgetting）影响。

记忆的稳定性偏差在个体的学习与记忆过程中较常见，例如，我们可能无法预测未来的学习是否会影响当前的知识或记忆量 （Kornell＆ Bjork，2009），即认为个体的记忆量在未来不会发生变化（Kornell， Rhodes， Castel， ＆ Tauber， 2011）。 如Kornell和 Bjork（2009）发现，要求学生学习词对列表1次，然后在0-3次额外的学习后预测他们的最终测试成绩，发现学生对未来的习得能力感到不自信，即他们不认为1-3次的额外学习能提高记忆。这表明了记忆的稳定性偏差，学生不相信未来的学习能提高记忆导致他们未能有效学习。

遗忘的稳定性偏差（Koriat，Bjork，Sheffer，＆Bar，2004）指学生对未来测试成绩的预测不受他们立即进行测试、一周或一年后进行测试的影响，即他们认为记忆不会随着时间发生遗忘。Bjork等人（2013）认为当被试有着信念上的遗忘理论时，学生对时间间隔敏感，知道记忆会随着时间发生遗忘；当没有这样的遗忘提示时，他们对遗忘的判断不敏感且高度不准确，产生极大的过度自信，如果他们今天掌握某些知识，则认为在下周或下个月仍然能够原封不动地记住这些知识，从而过早地停止学习。总之，学习者在学习判断中易受信念偏差的影响，产生错误的元认知，从而未能做出正确的学习判断和决策。

3.2 基于经验的判断

以经验为线索的判断指学习者对直接体验到的内容的判断，如对字体大小（Bjork et al.， 2013）、提取流畅度等的判断，主要表现为当前能否回忆一些相关信息或过程（即提取）。

研究结果表明，检验个体是否已掌握信息最好的办法是对其进行测试 （Dunlosky，Rawson，Marsh， Nathan， ＆ Willingham， 2013）， 从而产生提取练习效应。因此，学习者能否回忆相关信息对学习判断影响很大。如答题的速度对JOL有着重要的基于经验的影响，人们往往认为更强的记忆提取更快（Benjamin， Bjork， ＆ Schwartz， 1998）。Benjamin等人（1998）的实验结果令人惊讶：学习者对最终测试越有信心回想起的内容，最终回想起的可能性越小；而在初始测试时思索很久的答案在最终自由回忆时更容易想起。这表明学习者对自己的记忆有不完整的心理模型，学生倾向于基于当前的经验（所学知识）来判断未来的记忆。

基于感知信息过程中处理信息的难易性的感觉（即主观流畅度）判断也是基于经验线索的判断。主观流畅度涉及处理信息或提取信息方面，对元认知判断有巨大影响（Bjork et al.，2013）。学生认为处理信息越流畅，越有助于学习，而事实却是越难提取或处理的信息，越有助于记忆的长期保持，这种误解易导致错误的学习决策。

总之，学习者应谨慎管理学习，避免受主客观因素的影响，做出正确的学习判断与决策。当然，做出正确的学习决策也需懂得有效的学习策略，以免在学习决策时被低效学习策略的表象“欺骗”。

4 基于认知科学证据的自我管理学习策略

已有的认知科学研究表明，有效的自我管理学习需要学习者积极参与，促进新信息的存储和提取。学习者需要知道有效提高学习的四个方面：积极主动地处理材料，使用提取练习方式，进行分散或交错学习，同时懂得使用元记忆有效监测学习（Schwartz，Son，Kornell，＆ Finn，2011），从而做出正确的学习判断和决策，有效提高学习效率。

4.1 积极主动地处理材料

积极地处理材料强调积极和精细化的处理。例如，在Hyde和Jenkins（1973）的经典研究中，两组学生采用不同的方式记词汇，一组学习词汇时对词汇做出愉悦度评价，另一组只判断词汇包含的字母数，结果发现前者的记忆测试成绩优于后者。研究者认为这是由于评价组对每个单词的愉悦度进行评价时需考虑其含义，进行有意义的加工。研究表明，与给学习者提供已组织好的材料相比，要求学习者自己组织材料能使其记住更多内容（Mannes＆ Kintsch，1987）。因此，学习者平时需要积极地根据自己喜好建立自我组织，对材料进行有意义地处理，如莎士比亚的四大悲剧作品 《哈姆雷特》《奥赛罗》《李尔王》《麦克白》可组织为“哈罗李白”。

有关“解释性询问（explanatory questioning）”的研究表明，对自我进行详细的提问或自我解释，如问自己“为什么”的问题，同时根据自己的理解解释新材料，有利于增强学习（Iii＆ Pyc，2012）。学习者在学习过程中也可通过划线、记笔记等方式主动地处理材料，进行有意义的学习 （Peverly，Brobst，Graham，＆ Shaw，2003）。记笔记与划重点一样，是否有助于学习取决于笔记的质量。Mueller和Oppenheimer（2014）发现总结性的笔记更有益，因为这要求学生对材料进行积极地处理，思考材料的意义，找出重点内容，并用自己的话进行总结概括。

4.2 使用分散与交错学习

分散学习优于集中学习，在运动、语言、数学学习上和其他教育环境中都已被证明（Cepeda et al.，2006； Kornell ＆ Bjork， 2009）。Gluckman，Vlach 和Sandhofer等人（2014）的研究发现分散学习有利于提高小学生的记忆和学习迁移能力。因此，延长学习间隔能显著增强学习。如Carpenter等人（2008）的研究比较了学生初次学习历史内容后1周或16周后再次学习的效果，9个月后的最终测试表明，再次学习延长16周的学生比延长1周的学生显著表现出更好的成绩（相比延长1周几乎增加100%）。研究表明，最理想的学习间隔（两次学习的间隔）取决于保持间隔的长度 （最后一次学习与最终测试的时间距离），即最佳学习间隔通常为保持间隔的5%-40%（Cepeda， Vul， Rohrer， Wixted， ＆ Pashler，2008）。例如，一天的学习间隔有利于保持1周，一个月的学习间隔有利于保持1年。即使学习间隔时间超过最佳间隔时间，学习效果也好于学习间隔非常短的学习或集中学习。

同样，交错学习也好于批量学习。如交错学习使击球手在随后的击球测试中比批量学习表现更好（Rohrer＆ Pashler，2010）。新近研究表明，交错学习对认知技能的学习同样也有促进作用，如Kornell和Bjork（2008）发现交错学习提高了学生鉴别不同画家作品的认知能力。因为交错学习迫使学生决定解决每个问题的适当策略，需要更多思考，从而产生更多的学习。交错学习也有助于数学学习，如Rohrer和Taylor（2006）的研究让被试进行交错学习或批量学习如何判断不规则立方体的面积，证明了交错学习对于数学分辨能力的作用。

4.3 基于“提取”的学习

提取学习比重复学习更能增强学习，每一次的提取或测试都能改变记忆并重构知识，有利记忆的长期保持（Roediger＆ Karpicke，2006）和学习迁移能力的提高。Ariel和Karpicke（2018）的研究中通过指导学生在每次学习期间至少三次正确回忆信息来最大限度地提高提取性能（Karpicke，2009），结果发现这不仅能增强学生的学习能力，1周后学生还能自发使用提取练习学习新材料。进行多次的测验还能增强学生对自己学习的认知，提高JOL判断的准确性 （Dunlosky＆ Nelson，1992），减少考试焦虑。Agarwal等人（2014）让学生在课堂学习中至少使用一次提取学习，结果发现进行单元测试时72%的学生表示不焦虑。

因此，我们可以使用多种方式对所学知识进行提取，如课堂前的提问、小测，下课前对所学内容提问，课后的家庭作业，期中或期末考试等形式，都有利于增强记忆的保持和学习。研究表明只要给予反馈，即使尝试提取信息失败或提取错误也能促进学习（Kornell，2014），所以学生可以大胆地尝试提取。学生更应在学习新内容后及时对该内容进行提取以增强学习，如回忆重点、做课后习题、单元小测等。值得注意的是，低风险的、不作分数评价的测试或自我测试才有效果，学生在犯错时才能感觉压力较小，不用担心成绩的负面影响，减少焦虑，把重点放在提取练习上，从而增强学习。

4.4 有效的监测与控制

Nelson和Narens（1990）提出元认知监控在获取、保持和提取信息方面扮演着重要角色。对记忆的信念和判断被称为监测，基于监测做出的决策被称为控制（Metcalfe，2009）。因此，有效的学习需要能够准确地评估学习状态（监测判断），而且能根据监测来控制自己的学习过程和活动（控制决策），如根据评估的掌握情况决定接下来要学习什么、怎样学习等，元监测与元控制的交互起重要作用。

学习判断在学习决策中发挥重要作用，但JOL常受过度自信的影响（Son＆ Kornell，2010），导致错误的学习决策。产生过度自信常常是因为学习者忽视记忆的一个基本方面：人们的记忆会随着时间产生遗忘，过度自信往往导致过早地停止学习。幸运的是，测试是诊断自身记忆的有效方式，延迟测试（学生学习（记忆）某一内容的一段时间后再进行测试）能大大提高JOL的准确性（Dunlosky＆ Nelson，1992）。 然而，学习者判断准确只是提高学习效率的第一步，做出有效的学习决策是一个额外的挑战，学习者应该根据实际情况合理分配学习时间，选择有效的学习策略。总之，元记忆在自我调节学习中起重要作用。

5 总结与展望

成为有效的自我管理学习者需要对学习有正确的元认知，避免受不适当的学习信念与经验影响，懂得自我管理学习的有效策略，做出正确的学习判断和决策，才能有效地提高学习效率。当前认知科学的研究为个体如何实现有效的自我管理学习提供了实证证据，但要使其在实践中真正发挥作用，仍需对诸多问题作出进一步的回答。

5.1 学习策略的内在机制问题

现有的研究只停留于有效管理学习策略的基本层面，却未深入地研究其内在机制是怎样起作用的。因此，未来可进一步研究学习策略的内在作用机制。如，Bjork（1992）等用必要难度理论解释提取练习效应和分散学习效应，认为提取难度较高的项目比提取难度较低的项目需付出更多的提取努力和更深层次的加工处理水平，有更好的提取练习效果，但它无法解释提取难度的“提取深度”问题，即越难提取越有利于学习还是提取层次越深越有利于学习？越难的学习材料是否因提取层次越深而有更好的提取练习效应？未来的研究可结合认知神经科学进一步进行探讨和验证。

5.2 学习策略的最优化问题

当前研究关注于有效学习的策略，却未进一步探讨如何使学习策略最优化。相关研究表明，重复提取练习可以有效促进学习，且对所学内容进行至少三次提取能使知识的掌握更加牢固 （Ariel＆Karpicke，2018）。然而重复提取产生的益处很大程度上取决于这些提取之间的间隔 （Vaughn＆Rawson，2012），如分散提取的学习效果好于集中提取（Balota et al.，2006），但目前关于何种分散提取方式才是最优化的问题尚有争议，是扩展式提取（1-5-9，数字代表学习某一词对A-B后进行测试之前插入提取的次数）还是等间隔式（5-5-5）提取？等间隔式提取由于初次提取的间隔较长导致随后提取的难度越大，将产生更好的记忆保持，这与Bjork（1992）的必要难度理论一致；而扩展式提取可能因为早期的提取发生在学习后不久，而后面重复的提取由于间隔的增加而变得越来越困难，产生更好的提取练习效应。但二者何为最优化的提取方式呢？未来可对学习策略的最优化做进一步探讨，将提取练习效应与分散练习结合研究以达到最大化的学习效果。

5.3 学习策略的实践化问题

当研究者提出提取练习、分散学习等有效的学习策略时，大多数只限于在实验室条件下，还未普遍运用于课堂学习或自我学习中，未来应进一步对如何将高效学习策略普遍应用于实际学习中，提高其生态效度进行探讨。例如，目前有关提取练习效应的研究多是在美国教育文化背景下开展，而在中国家庭与学校都重视学生学习成绩的文化教育背景下，在真实的课堂教学中是否也能大部分实施低风险的提取练习策略并达到良好的预期效果？虽然大量的研究已证明分散学习效应的存在，但目前还未普遍运用到中国的教科书与教学课堂中，若将分散学习与提取练习都运用到教学课堂中是否能有效提高学习效率？这是非常值得探讨的问题。