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芥末翻Summary|人类学习潜力上的个体差异

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01-14 11:29
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【芥末翻】是芥末堆全新推出的一档学术栏目,由芥末堆海外翻译社群的小伙伴们助力完成。我们致力于将全球经典或是前沿的教育理念、教育技术、学习理论、实践案例等文献翻译成中文,并希望能够通过引进这类优质教育研究成果,在全球教育科学的推动下,让更好的教育来得更快!

图片来源:谷歌图片

本文译自Individual differences in the learning potential of human beings,作者:Elsbeth Stern.译者:王新佳. 归纳整理:允菡、冯娜.

一、人类是如何进行学习?---工作记忆功能与模块化核心知识

人类具有两项独特的学习能力资源。第一项是工作记忆功能,它是一种通用的资源,可以为下一步的活动同步协调多个心理表征。第二项是人类天生拥有的模块化核心知识,包括对空间、数量、物质世界和社会世界的认知。如果采用适当的学习方法,工作记忆可以将核心知识与语言、数字和其他符号系统联系起来,为学术领域的推理和知识获取提供基础。这两项资源都是人类与生俱来的,但同时也是个体存在差异的原因。

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1.那么工作记忆功能是如何进行呢?

第一步:人类从视觉、听觉和其他感觉器官不断接收大量信息,这些信息被称为感觉记忆。

第二步:在感觉记忆中,仅有一部分被引起了关注或对行为有导向作用,这些被选中的信息将输入到工作记忆中,由它负责暂时维护和处理这些信息。(工作记忆充当筛选的作用,它可以控制人的注意力,有目的的筛选信息。工作记忆为长时记忆把关,并且具有无限储存功能,但储存的内容并不是一成不变的)

第三部:储存为长时记忆,通过经验和学习获得的信息以不同的模式存储,如借助符号系统存储(如语言、文字、数学符号系统、图画、乐谱)。长时记忆用一个自我组织网络模型来表示,它将语言词汇、图像或过程表示为联想强度不同但相互关联的节点。

每一步不是孤立存在的线性模式,他们之间相互作用工作记忆作就像是一个纽带,负责管理感觉记忆和长时记忆之间的联系。虽然,一个强的输入刺激(例如,巨大的声响或刺眼的强光)如果预示着危险,工作记忆活动就可能会终止。然而在大多数情况下,工作记忆过滤掉不相关的干扰信息,确保在不受干扰的状态下实现必要的目标。工作记忆对输入的信息不断地进行筛选,将其与从长时记忆中获取的知识相对照,并为满足实现环境或自身目标的需要做出适当的反应。这些工作记忆活动通过增加新的节点和改变节点间联系的强度永久地改变了长时记忆中的知识。来自于感觉记忆和长时记忆中不恰当和不合适的信息会被抑制,而这两个来源中的恰当和合适的信息则会得到更新。一个人对目标的强烈程度会影响到对无关信息的抗干扰程度。在有意识学习的状态下,工作记忆比走神更能防止不相关信息的干扰。如果对干扰信息的抑制控制较少也就是对目标达成的愿望不是很强了,计划外和无意识学习就会成为可能(即附带学习,比如你在工作的时候打开了一瓶酒品尝了起来,这时你对这瓶酒的气味、口味的认知会比之前有所提升)。

2.记忆的工作原理大致如此,那么学习在其中的存在感如何体现呢?

认知心理学认为,学习会影响认知的变化,而这会使工作记忆资源得到更好的利用。

2.1过程性知识的学习:

过程性知识(例如加减乘除运算)是基于一套生成规则系统引发一定的行为。当经验不断重复时(例如背乘法表),一些规则之间的联系会被彼此加强,因此仅需要调用最少的甚至不调用工作记忆资源,就可以完成一系列彼此关联并相互触发的行为(熟练了乘法表之后,在计算的过程中速度就会提升)。这个学习过程不仅可以更有效地提取特定的过程性知识,也可以在完全不占用工作记忆资源的情况下并行处理额外的信息。

2.2陈述性知识的学习:

通过学习可以对陈述性知识(解释“是什么”的问题,主要通过记忆)进行重组。例如,将一些无关的知识片段组合成几个有意义的信息单元。例如,让一个人记住一串数字“91119893101990”显然超出了工作记忆的能力。但如果你发现这里面包括德国历史的两个重要日期:1989年11月9日柏林墙倒塌日,和1990年10月3日两德合并日,就有可能记住这串数字。

此外,还可以运用概念结构和推理过程对陈述性知识加以扩展:把“动物、生产、牛奶”这三个概念联系起来,就构成了奶牛的基本概念。通常情况下,概念有从属关系中的上级(如如动物)和下级(如牛,袋熊)的顺序,这为运用推理生成有意义的知识提供了基础。如果一个人对袋熊的唯一了解就是它是一种动物,那么他仍然可以推断出它需要食物和氧气。由于每个人学习的历史不同,他们对事物的概念可能有很大的差异。农民或兽医对奶牛的概念会关联到比“动物、生产、牛奶”更多的概念,他们会将它与一个更大的动物网络联系在一起。在大多数农民的长期记忆中,“牛”可能与“猪”有很强的联系;而兽医则认为它应该与其他反刍动物关系更为密切。

2.3利用学校教育完成过程性知识和陈述性知识:

一个人如何选择和表达所输入的信息,主要取决于他的概念网络,而概念网络也决定了他掌握知识的专业程度。

我们可以将儿童视为普遍的新手;他们的日常概念主要基于事物的表征,而受过教育的成年人通常考虑的是事物的定义特征。以“岛屿”这个词为例,对于年幼的孩子来说,它主要是指一个温暖的地方,人们可以在那里度过自己的假期。相比之下,成年人对岛屿的概念是指一片完全被水包围但不足以被视为大陆的陆地。

课堂教学是使学生们获得了所学科目的过程性知识和陈述性知识。过程是可以反复出现的,但领先科学中的高等概念,却往往不那么直观。为了更好地学习这种概念,教育学研究已经将认知学习研究的观点纳入进来,并逐渐将其应用于教学实践。目前已开发和评估了多种教学方法,带动学生们重组和重新定义他们的知识,从而促进他们对高等概念的理解。这些方法包括自我解释、对照案例、元认知问题等。此外,认知研究也为“学习对象分类”工具的发展提供了支持。“学习对象分类”方法已广泛应用于课程开发和教师培训计划,对学习目标定位、教学手段和教学评价提供支持。

2.模块化核心知识

人类来到这个世界时并不是头脑空空一片,而是具有所谓的核心知识。

核心知识是通过很少的努力就可以获得的特殊学习和行为能力的一类知识,并且因为它,人类才具备了独特的符号交流和推理能力,尤其语言学习能力。例如,人类生来就具有语言学习能力,包括对语言的语音、语法和社会方面的意识。

核心知识可以作为获取文化知识的起点,例如在数字和数学推理领域。婴儿就具有大致表达数字大小的能力,他们可以通过数量的多少区分数字的大小。

人们的核心知识中有一些是与图形向导相关的,它帮助人们识别很多学科都涉及到的几何图形。文字的发明是人类文化发展的基石,它使语言以字母或其他符号的形式表现出来。文字是人类在大约五千年前发明的,而人类的基因却在五万年以前就出现了。显然,与口头语言不同,人类不是先天就适合从事写作和阅读活动的。但现在,大多数6岁的孩子在第一年开始识字学习时,通常就不会遇到太大的困难。这是因为,人类拥有很多对掌握读写能力有帮助的能力,其中最主要能力的就是语言、听觉、视觉和绘图。当最初人类发明文字的时候,这些能力是相对独立的。但是,现在的学校教学就是在综合调用这些能力让孩子们学会读和写。

二、人类在学习能力上的差异---心理测量的研究焦点之个体差异

20世纪初,随着对个体学习潜力预测需求的出现,这个领域的标准化测试开始发展。现已证明,智力测试成绩是一种客观、可靠和有效的指标,可将其用于预测学习效果和生活是否成功。世界各地建立了大量的智力测试数据集,这有助于更好地理解人类认知能力的基本结构。

智力测试中个体差异背后的原因有两个方面:遗传与环境。通过对同卵双胞胎和异卵双胞胎的研究,我们知道遗传差异在很大程度上影响了智商的差异。与此同时环境对基因的表达同样具有调节作用。

在实验研究过程中,遗传与环境的作为两个因素通常是一体的。关于双胞胎和收养的研究表明,50-80%的IQ变化是由遗传差异引起的。之所以存在这么大的比例,是因为研究对象的遗传力,特别是基因的反应规则影响了智力的发育。一般而言,与基因相关的智力测试得分差异越大,表明越多的社会成员获得了学校教育、医疗和充足的营养。有强有力的证据表明,社会经济地位较低的家庭的智力遗传力会下降。例如,处于较低社会经济状况的异卵双胞胎比较高社会经济状况的异卵双胞胎在智力上更为相互接近,这表明社会经济环境对他们的影响更强。换句话说,由于较低社会经济状况的家庭所接触的环境刺激少,与智力发展相关的基因的表达可能会受到阻碍。

尽管难以想象,但智力的高遗传力比率的确是社会经济和教育公平的一项重要指标。此外,一个国家如果可以提供良好的营养、医疗和全员高质量教育,国民的智力可以得到更好地发展, 社会经济状况和遗传力之间相互作用的大量分析研究已对这一点实现了证实。

END

在本文的第一部分中,我们探索了人类的学习能力,对认知过程进行了讨论。原则上因为它才使人类能够创造出如今的世界。在第二部分中,介绍了人类学习能力测试以及背后的影响因素,智力测试成绩已被证明是预测学术和职业成功的有效指标,而智商的差异来源于遗传因素并受到环境的影响。

几十年来,对以上两部分的研究(认知过程和心理测试智力)在很大程度上是相互独立的,但随着研究的进行,它们越来越趋向于一致。例如,关于工作记忆,有大量的研究表明,各类工作记忆功能与智商之间存在着实质性的关系。心理测量学研究也表明,除一般因素外,个体之间在一个具体的学习能力层面上存在差异,其中在数字、语言和空间能力方面的差异较为明显。

最后,在现代社会中,学校课程会帮助人们获得过程性和陈述性知识。在此过程中,正是人类的基因的存在,人类才可以利用工作记忆功能中核心知识,利用教育环境进行学习,并为尚未可知的未来做好准备。教育的在其中重要性的不言而明。同时基因威力也同样告诉我们,教育带来的效果不可能实现完全公平,更多的是成就个体的先天能力。

本文涉及专业词汇:

Learning potential:学习潜力 cognitive potential:认知潜能

psychometric intelligence research: 心理测量智力研究 core knowledge:核心知识

working memory:工作记忆 sensory memory:感觉记忆

longterm memory:长期记忆(长时记忆)

procedural knowledge:过程性知识(程序性知识) conceptual knowledge:概念性知识

intelligence tests:智力测试 intelligence quotient(IQ):智商

原文链接:https://www.nature.com/articles/s41539-016-0003-0

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本翻译仅作了解之用,并非用于学术研究或商业决策。芥末堆海外翻译社群的小伙伴们力求将关键理念与思想更广泛地传播至中文区域,故部分表达可能与原文有所差异。如需使用,请查证原文。

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