《学会如何学习》从脑科学研究大脑学习原理,掌握7个高效学习技巧

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学会如何学习

知识经济和人工智能到来的时代,老的岗位被淘汰,新的技术不断涌现。每个人都在焦虑中不断学习成长,希望跟上社会前进的步伐。

于是很多人开启了求知之路,听书、购买专栏课程、参加线上训练营等,贪婪的学习着新知识,让自己每天都过得非常充实。学习的重要性不言而喻,但大部分似乎只是把学习当成一个动作,更关注的是学习的内容是什么,有什么用。

而忘记了学习本身,也是一种技能,更是一种能力。从小到大,我们学习过各种知识和技能,但对于学习本身,却少有思考,人类是如何学习的?大脑学习的原理是什么?怎么学习可以更加高效?在我们去学习任何东西之前,难道不应该先掌握如何学习吗?

因此,学会如何学习,才是首先需要学习的,掌握了学习的原理,才能事半功倍。

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大脑是如何学习的

先来看下,大脑学习的路径是怎样的,我们通过视觉和听觉,把接触的信息传递到大脑的神经细胞,神经细胞之间通过它的轴突和树突建立链接,传递信息,形成一张庞大的神经网络,就构成了大脑记忆和思维。

这个神经网络有多大呢,神经细胞大约有140亿个,相当于银河系的所有星星,所以《圣斗士星矢》中常说的“爆发你的小宇宙”确实存在,大脑这个神经网络就是一个小宇宙。

了解了这个信息传递的路径,我们在深入探索下学习中最重要的几个环节,形成记忆、储存记忆、提取记忆以及大脑的思考模式。

神经元细胞

1.记忆的形成

本尼迪克特·凯里的《如何学习》中提到,大脑中跟学习相关的有三个部位:内嗅皮层、海马体和新皮层。

内嗅皮层是信息传递的一道闸门,信息通过这个闸门才会形成记忆。海马体负责组合信息,把跟这些信息相关的神经细胞,通过神经突触进行链接,构建新的记忆;新皮层则负责储存记忆。

当你的神经细胞产生的突触越多,细胞之间的连接就越紧密,记忆就被加深。所以想要自己的记忆力更好,你需要不断刺激这些神经细胞的连接,让这张记忆的网络形成更加坚固的模型。

举个例子,当你学习了一个概念,它只跟你原来知识体系中的一个概念建立连接,那么形成的链接就是一条线,如果你把它跟5-10个概念交织建立连接形成一个网络,这个网络中,每个神经细胞的突触都相互连接着,这个概念就很难被遗忘。一根线和一张蜘蛛网,哪个节点连接更容易断开,可想而知。

所以,把新知识融入到原有知识体系中,建立更多的链接,能够让你的记忆更加牢固。

2.记忆的储存和提取

了解了记忆的形成,我们再来看记忆是如何存储的,UCSD(美国加州大学圣地亚哥分校)在 Coursera上开设了一门课程 《Learning How to Learn》,这门课程主要基于神经科学和认知心理学的一些研究成果讲述如何高效学习,它将大脑的记忆分为工作记忆和长期记忆。

工作记忆

在大脑中对正在处理的信息进行瞬时以及有意识加工的这部分记忆,叫作工作记忆。大脑通过专注思考模式,让这些记忆保持活跃;否则,身体就会把能量输送到别处,然后你就会忘记自己之前获取的信息。

工作记忆的容量非常小,只能容纳4个信息组块。所谓组块,从神经科学的角度说,就是大脑通过对信息进行有逻辑的组合,把零碎的信息连接在一起。

例如你接触信息之后,首先进入大脑是如上图右侧的零碎拼图,如果你不对信息进行整合梳理,那么4个拼图碎片,就会把你的工作记忆塞满,这就是为什么有些人讲话没有逻辑的时候,超过4句话,你就无法记住他后面在讲什么,因为你的工作记忆的4个储存容量被塞满了。

那么为什么有些人可以记住更多?因为他在听的时候,就及时把这些碎片进行拼接组合,在他的大脑中重新组合,形成一块完整的拼图,这样他就可以容纳4块完整的拼图。同时他还可以不断的把这块完整的拼图跟自己的原有知识发生链接,这样就把这块拼图存放到了长期记忆中。这样就不断的有工作记忆容量腾出,继续接收新的信息,这就是为什么有些人记忆力强,而有些人就是记不住的的根本原因。

长期记忆

长期记忆可以看作仓库,东西一旦存进去,它们通常就一直待在那儿了。这间仓库幽深广阔,可以容纳数十亿件物品,而且包裹很容易因为埋得太深,而难寻踪迹。

长期记忆在平时都处于休眠状态,当你需要提取的时候,短时工作记忆会唤醒长期记忆,长期记忆变成一个新的记忆信息被使用,使用后,再次转为长期记忆进入休眠模式。

记忆不是固定的,它有生命,而且一直在变化,当你把记忆提取后再储存时,记忆会变化更新,这个过程称为再巩固。在记忆巩固的过程中,如果添加新的想象信息进入,就会改变记忆信息,让你以为想象的信息是真实存在。

比如:你的记忆原来是周一晚上看了一本书A,当你第二天回忆昨天晚上看了什么书,你想起来A之后,在存入记忆的时候,不小心又联想了一下周末看的一本书B。过一段时间,当你想要再次回忆周一晚上看了什么书,你的记忆会告诉你,你看了B,或者A,或者A+B,这样就导致了你记忆混乱。

因此为了让长期记忆不会出错和消失,需要不断提取和存储记忆。

【小结】工作记忆和长期记忆的工作原理有点像电脑的内存和硬盘的关系,短期记忆像内存,是用来储存临时的信息,当你没有保存或者重启电脑,内存会被释放清空。长期记忆像硬盘,保存之后,关机了信息也不会丢失,但需要你经常使用,防止忘记它的位置。

3.大脑的思考模式

了解了记忆的形成、储存和提取之后,我们还需要再了解大脑的思考原理。从21世纪初以来,神经学家已经对大脑的两种思维模式研究上有了很大进步,这两种模式分别是:专注模式和发散模式。

专注模式,即注意力高度集中的状态,它主要使用的场景是解决你经历过的问题,这时候,大脑会在长期记忆库中,快速找到跟这个问题相关的区域的记忆组块来思考。比如你已经掌握了数学的加减乘除口诀表,当你要用这个知识去计算加减乘除的时候,大脑就就会进入专注模式,直接提取加减乘除的口诀表使用。

发散模式,即大脑处于放松的休息状态。它主要使用的场景是学习新知识或者解决陌生领域的问题。比如当你要学习人工智能,你的长期记忆中并不存在熟悉或相关的记忆组块,这时候,大脑就进入发散状态,在长期记忆库中随便瞎逛,来尝试找到能够帮助你理解人工智能的知识点。

在我们的日常活动中,大脑会频繁地在两种模式之间不停切换。虽然两种模式无法同时工作,但当你先通过一段时间专注模式后,你去散步或者运营的时候,发散模式就会悄悄启动,继续帮你寻找解决办法,有时候突然有了灵感,就是发散模式工作的结果。

据说托马斯·爱迪生就经常使用这种方式来帮助思考,他经常常坐在椅子上休息的时候,手里拿着一颗滚珠,然后慢慢放松自己,不在约束自己的思考,随意思考之前的工作内容,当他想着想着要睡着时,滚珠从手中掉落的声音,会把他吵醒,然后他开始继续工作,大脑中就会有一些新的点子出来。

说到这,大脑的学习原理就基本了解差不多了。在这一部分,我们重点了解了:工作记忆和长期记忆,记忆的储存跟记忆组块有很大关系,你的组块搭建的越有结构,记忆更容易储存和提取。长期记忆需要不断被提取使用,才能不断强化记忆。大脑有两种思考模式,学会模式的切换,可以提高大脑的工作效率。

思考

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如何科学的高效学习

【这里加一句,表明你接下去的方法都是顺应上述大脑学习的原理进行的,有针对性的)

通过知其然知其所以然,我们就可以更好更科学的使用大脑,接下来,我们就讲述几个非常重要的原理实践方法。

1.通过空间和视觉进行记忆

《Learning How to Learn》提到,大脑有很强的视觉和空间记忆能力,简单来说就是记忆更加关心东西在哪,外观如何。比如当我们要记住一个人的时候,看到这个人的外貌和穿着更有利于我们记住他,如果只是给一张名片,就很难记住。

这也是为什么在学校的时候,数学比语文更难学习的原因,因为语文中的很多知识,可以在现实中找到对照物,而数学只是符号,是一种抽象的概念。

了解这个原理之后,我们在日常学习新知识的时候,可以加强视觉和空间效果,比如看书,可以用颜色笔划重点,写笔记画思维导图等方式强化视觉记忆。一来加深新知识的视觉记忆,另一方面可以建立新知识之间的逻辑关系,压缩组块,提高短期记忆工作效率。

视觉

2.建立知识之间的链接

《Learning How to Learn》中提到记忆组块有两个作用:

1、将新的组块和原有记忆组块结合起来,形成创新性思维。

2、帮助理解新概念,在理解新概念的时候,组块会和相似的组块快速链接,通过类比的方式帮助你理解。

我们掌握的知识,在大脑里面是以组块的形式存在的,比如你学习了三角函数,会形成一个三角函数的组块,你又继续学习了方程式,同样的也增加了一个组块。这些数学相关的组块放在一起,就是数学组块库。

当你大脑中的组块非常多,而且相互之间有一定的结构逻辑组合时,你就是这个领域的专家,你的专注模式思考的效率就比别人高,解决问题能力自然就更强。

因此当我们学习新知识的时候,可以通过以下4步,帮助形成组块。

  • 集中注意力,分心会严重影响组块的形成;

  • 建立新知识的最核心概念关键词;

  • 知道什么场景下使用;

  • 跟原有的知识体系建立连接;

这里需要注意,学习新知识时必须保持专注,不能带有情绪。在你生气、紧张、害怕的时候,信息不会被传递到工作记忆中,此时大脑是不能正常工作的,这也是为什么在吵架的时候,根本听不进别人话的原因。

知识链接

3.切换思考模式

第二部分,我们讲到了大脑的两种思考模式,当你在一种模式太久时,建议切换另一个模式。在学习和工作中,但你陷入毫无头绪时,停下工作,换个事情做做,有可能给你更好的创造力。

《三体》的作者刘慈欣也曾提到过这种方法,当他遇到瓶颈时,就会主动放下手上的工作,然后走上好几个小时。他认为灵感就像种子,当你种下之后,自然而然的有一天会突然发芽。

著名的蔡格尼克记忆效应也证实了这一点,它是指人们对于尚未处理完的事情,比已处理完成的事情印象更加深刻,内心会产生强烈的渴望去完成这个未完成的工作。因此当你停下工作之后,大脑的发散模式会默默启动,继续解决这个问题。

4.交替练习

跟切换思考模式一样,交替的练习,同样对学习有促进作用。交替学习是一个认知科学的术语,意思是把既相关也不相同的题材混合到一起来学习。在学校的时候,我们的课表安排也是按照这个原则进行的,比如上午学习语文、数学、英文,下午在学习数学、体育,而不是把两门数学都放到上午连着一起学习。

《如何学习》中提到一个案例,2007年,南佛罗里达大学的罗勒和泰勒教授做了一个实验。他们找来了24个小学生,辅导他们根据棱数来推导棱柱体有多少边、面和顶点。其中一半学生先学习从棱的数量推导,再学习从角的数量推导。而另一组学生混着学习。

第二天所有人参加一场考试,结果显示,交替学习组的正确率是77%,是集中学习组的38%的两倍多。可见,交替学习对提高数学解题能力格外有效。

作者的观点是交替的练习,让你的大脑一直处于应对不同场景挑战的准备中,让你的应变能力得到更好的训练。《Learning How to Learn》也有类似的观点,认为交替学习可以让大脑更有灵活性和创造性。

5.回顾学习

很多人喜欢的学习方式是反复阅读,脑科学研究表明,对已经掌握的概念,不断反复学习强化,并不能加强长期记忆的联系。心理学家Jeffrey Karpicke也证明,这种方法的成效远不及另一种简单技巧:回顾。

所谓回顾,就是阅读材料后,移开视线,看看你能回忆起多少内容。

Karpicke发表在《科学》杂志上的研究,运用以下这些方法提供了可靠证据,先让学生们学一篇科技文本,然后通过回忆其中信息来巩固练习。接着,让他们重读并再次回想,也就是再一次努力记住核心思想。

结果是,相同时间内,仅用回顾法练习的学生,较使用其他学习方法的学生而言,对材料的掌握更为全面深入。其他学习方法包括反复阅读资料,或者绘制据说可以加强学习材料之间联系的思维导图。学生通过正式考试或非正式自测,都证明了回顾法有助于学习。

这个实验告诉我们,回顾知识不是机械的复述,而是通过回顾这个过程加深理解。这个过程相当于不断把工作记忆存入长期记忆,又提取出来再次存放。通过第二部分的学习,我们知道这个过程可以强化神经突触,加强记忆。

回顾

6.睡觉

一场疫情,让全国人民觉得在家睡觉就是对国家做贡献。这不是错觉,睡觉在脑科学领域有一个主流共识,睡眠可以帮助大脑巩固记忆,还可以把一些分散的、看起没有关联的信息给联接起来,另辟蹊径地解决某个难题。

研究表明,非睡眠时会让大脑产生有毒的物质,这些有毒物质会让你思维混乱。长时间的睡眠不足,更会产生各种不好的副作用,比如头痛、抑郁症、心脏疾病、糖尿病或缩短寿命。

那么睡眠能带来什么好处?

  1. 清醒时产生的毒素,在睡眠的时候会被清除。

  2. 大脑会将你学习和思考过的想法以及概念进行整理,删除不太重要的部分。

  3. 增强你需要或想要记住的区域的记忆。

  4. 针对你工作中的困难难题,大脑在你睡着后,会主动跟其他部位沟通、结合,汇集所有神经系统一起解决。当然前提是你在睡觉前正一直思考这个难题。

如果你在睡觉前,不但思考,还一直暗示自己想要梦到这些内容,梦见的概率会大大提升,这就是所谓的日有所思夜有所梦。所以当你累了、碰到苦难了,不妨睡一觉,也许会有意外的收获。

7.运动

最新脑科学研究表明,海马体每天都会有新的神经元产生。这些新的神经元能帮助我们学习新事物。但是如果我们不用,它们就会死亡,新的学习经历能帮助它们存活下来。更有意思的是,运动可以帮助新神经元存活。

很多人帮尽各种办法提升记忆力,殊不知,当你学习完,可以通过运动来帮助神经元存活,这就是最好的记忆强化。

04

总结

《论语·卫灵公》:子贡,问为仁。子曰:“工欲善其事,必先利其器。”

我们每个人从一出生就在学习,学习是我们必不可少的能力,也是使用频率最高的能力。但是却少有人系统的学习如何学习,希望通过本文,可以让你开始对大脑学习的原理有所了解,并通过掌握这些原理,更好的使用大脑,让我们科学的高效的学习。

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