本文介紹法國(guó)科學(xué)院院士 迪昂在其最新認(rèn)知神經(jīng)科學(xué)著作《精準(zhǔn)學(xué)習(xí)》中一書中提出的學(xué)習(xí)的四大支柱：注意、主動(dòng)參與、錯(cuò)誤反饋、鞏固。
前面已經(jīng)寫了4篇文章：
學(xué)習(xí)的四大支柱(1)：注意
(資料圖片)
學(xué)習(xí)的四大支柱(2)：主動(dòng)參與
（主動(dòng)參與之2）“建構(gòu)主義”與“發(fā)現(xiàn)教學(xué)”的失敗
（主動(dòng)參與之3）“好奇心”——有機(jī)體的基本驅(qū)動(dòng)力
本文介紹書中所列舉的第三大支柱“錯(cuò)誤反饋”。
3、錯(cuò)誤反饋
P207 犯錯(cuò)是最自然的學(xué)習(xí)方式
這兩個(gè)術(shù)語實(shí)際上幾乎是同義詞，因?yàn)槊總€(gè)錯(cuò)誤其實(shí)都為我們提供了一個(gè)學(xué)習(xí)的機(jī)會(huì)。
P208
兩位美國(guó)研究者羅伯特 雷斯科拉（Robert Rescorla）和艾倫 瓦格納（Allan Wagner）提出一個(gè)假設(shè)：
人腦只有在感知到它所預(yù)測(cè)的和實(shí)際所接收到的信息之間有差距時(shí)，才會(huì)去學(xué)習(xí)。
沒有感知到錯(cuò)誤的話，學(xué)習(xí)是不可能發(fā)生的：“有機(jī)體只有在事件違反了他們預(yù)期時(shí)才會(huì)去學(xué)習(xí)”。
換句話說，驚訝是學(xué)習(xí)的基本驅(qū)動(dòng)力之一（1、驚訝的本質(zhì)是情感，腦科學(xué)研究認(rèn)為：情感即動(dòng)機(jī)；2、“好奇”是另外一個(gè)基本驅(qū)動(dòng)力，詳見前文——王玨注）
只有當(dāng)大腦選擇了適當(dāng)?shù)母杏X輸入（注意），利用它們來產(chǎn)生預(yù)測(cè)（主動(dòng)參與），并且評(píng)估預(yù)測(cè)的準(zhǔn)確性（錯(cuò)誤反饋）時(shí)，學(xué)習(xí)才會(huì)發(fā)生。（本段話涵蓋的學(xué)習(xí)的前三大支柱——王玨注）
P209 學(xué)習(xí)的目的就是去設(shè)法讓不可能預(yù)測(cè)的事情變得更少。（讓學(xué)生“預(yù)測(cè)”，就是讓學(xué)生主動(dòng)參與——王玨注）
P211 美國(guó)心理學(xué)家麗莎 費(fèi)根森（Lisa Feigenson）做了一系列的實(shí)驗(yàn)，結(jié)果表明：
只要孩子認(rèn)為一個(gè)事件是不可能或不可信時(shí)，學(xué)習(xí)就發(fā)生了。（老師應(yīng)該盡量找到讓學(xué)生“驚奇”的東東?。?/p>
換句話說，他們觀察到的不可預(yù)測(cè)的場(chǎng)景的性質(zhì)，決定了他們后續(xù)如何行動(dòng)去調(diào)整他們的假設(shè)。這正是反向傳播理論所預(yù)言的：每一個(gè)意外事件都會(huì)導(dǎo)致我們對(duì)外部世界所形成的內(nèi)部模型的相應(yīng)調(diào)整。
幾乎所有腦區(qū)都可以傳輸錯(cuò)誤信號(hào)。
比如：想象你聽到一系列相同的音符AAAAA，起初每個(gè)音符都會(huì)引起聽皮層的反應(yīng)，但是隨著不斷地重復(fù)，這些反復(fù)會(huì)逐漸減弱。這一過程被稱為“適應(yīng)”，這是一個(gè)看似簡(jiǎn)單的現(xiàn)象，它表明了腦正在學(xué)習(xí)預(yù)測(cè)下一個(gè)事件。
（“預(yù)測(cè)”是本文的關(guān)鍵詞。在你無知無覺時(shí)，大腦幾乎會(huì)預(yù)測(cè)任何一種事情，從聲音模式、圖像模式、到別人的語言、別人的表情與運(yùn)作，這是大腦的本能。而對(duì)預(yù)測(cè)結(jié)果的正確或錯(cuò)誤，就成為了腦處理它的“動(dòng)機(jī)”！其實(shí)，魔術(shù)、幽默之所以深受喜歡，本質(zhì)上就是利用了我們的“預(yù)測(cè)”、產(chǎn)生了“意料之外”的情況，因此你才有“動(dòng)機(jī)”去解釋它）
突然，音符變成了AAAA#，你的初級(jí)聽皮層立即表現(xiàn)出強(qiáng)烈的驚訝反應(yīng)：不僅適應(yīng)消失了，而且會(huì)有額外的神經(jīng)元開始對(duì)意料之外的聲音做出強(qiáng)有力的回應(yīng)。
任何重復(fù)的聲音都會(huì)在輸入端被壓縮，因?yàn)樗妮斎牖顒?dòng)會(huì)被腦準(zhǔn)確的預(yù)測(cè)所抵消。只要輸入的感覺信號(hào)和腦中產(chǎn)生的預(yù)期相匹配，差值為零，就不會(huì)有錯(cuò)誤信號(hào)傳遞到腦的高級(jí)區(qū)域。
腦的預(yù)期會(huì)把輸入的感官信號(hào)掩蔽，但前提是輸入可預(yù)測(cè)。而任何違背我們腦的預(yù)期的聲音都會(huì)被放大，向腦的高級(jí)皮層區(qū)域傳遞它自己無法解釋的、令人驚訝的、和不可預(yù)測(cè)的信息。
因此，在某個(gè)腦區(qū)無法解釋的輸入信息，都會(huì)傳遞到下一個(gè)更高級(jí)的腦區(qū)深度理解。我們可以把大腦皮層想象成一個(gè)龐大的多層預(yù)測(cè)系統(tǒng)，每個(gè)系統(tǒng)都試圖解釋輸入信息，并且與其它系統(tǒng)交換剩余的錯(cuò)誤信息，以期能做得更好。
像這樣錯(cuò)誤的信號(hào)似乎存在于腦的每個(gè)區(qū)域中。整個(gè)皮層的神經(jīng)元都在適應(yīng)重復(fù)的和可以預(yù)測(cè)的事件，而每當(dāng)令人驚訝的事件發(fā)生時(shí)，神經(jīng)元就會(huì)增加放電反應(yīng)。
在視皮層中，看到一個(gè)意想不到的圖像，會(huì)促進(jìn)神經(jīng)活動(dòng)激增。
在腦的語言區(qū)則會(huì)對(duì)句子中的異常詞作出反應(yīng)，如：I prefer to eat with a fork and a camel（我吃飯用叉子和駱駝），被稱為N400效應(yīng)——這是由與先前情境不相條款的單詞或者圖像所引發(fā)的錯(cuò)誤信號(hào)，這種負(fù)波會(huì)在異常詞出現(xiàn)后的400毫秒內(nèi)產(chǎn)生，出現(xiàn)在對(duì)詞語意義敏感的左顳葉皮層中。
而當(dāng)腦預(yù)測(cè)某一類詞會(huì)出現(xiàn)，卻接收到另外一類詞時(shí)，位于前額葉皮層下部的布羅卡區(qū)就會(huì)對(duì)句法錯(cuò)誤做出反應(yīng)，如：Don"t hesitate to take your whenever medication you seel sick。當(dāng)意料之外的whenever出現(xiàn)后，腦中專門負(fù)責(zé)語法的區(qū)域就產(chǎn)生了負(fù)波，緊隨其后的是P600腦電波，它是大約600毫秒左右出現(xiàn)的正峰值。這個(gè)反應(yīng)表明腦檢測(cè)到了語法錯(cuò)誤，并試圖修正它。
多巴胺回路能對(duì)預(yù)期獎(jiǎng)勵(lì)與實(shí)際獎(jiǎng)勵(lì)之間的差異產(chǎn)生反應(yīng)。如果動(dòng)物在無任何征兆的前提下得到獎(jiǎng)勵(lì)，比如一滴意料之外的糖水，這種驚喜就會(huì)導(dǎo)致多巴胺的投射。
但如果獎(jiǎng)勵(lì)出現(xiàn)之前就有信號(hào)可以預(yù)測(cè)它，那么同樣的糖水就不會(huì)引起任何反應(yīng)?，F(xiàn)在是信號(hào)本身引起多巴胺能神經(jīng)元的活躍：
學(xué)習(xí)使神經(jīng)元反應(yīng)更加接近預(yù)期獎(jiǎng)勵(lì)的信號(hào)。
（1、多巴胺是對(duì)超出“預(yù)測(cè)”的獎(jiǎng)賞。2、對(duì)多巴胺、內(nèi)啡呔等“快樂遞質(zhì)”的渴望，才是腦本身追求的?。?/p>
由于存在這種預(yù)測(cè)學(xué)習(xí)的機(jī)制，任何信號(hào)都可以成為獎(jiǎng)賞的載體，并觸發(fā)人腦的多巴胺反應(yīng)——比如，當(dāng)我們看到錢、或吸毒者看到一支注射器，腦都預(yù)測(cè)了未來的獎(jiǎng)賞。
P 216 錯(cuò)誤反饋不等于懲罰
優(yōu)秀的老師以善意的眼光看待學(xué)生的錯(cuò)誤，會(huì)找到恰當(dāng)?shù)恼Z言來安慰、安撫和重建學(xué)生的自信心，同時(shí)允許他們來修正錯(cuò)誤。老師來教授知識(shí)的，而不是來評(píng)判學(xué)生的。
如果答案是A，而老師告訴他正確的答案是B，就等于告訴他“你錯(cuò)了”。因?yàn)楹⒆硬皇峭昝赖倪壿媽W(xué)家。對(duì)他們來說，可以毫不費(fèi)力地抓住其中的關(guān)鍵信息：我搞砸了。（人的情緒生成，總是先于邏輯與理性！這是腦科學(xué)揭示的腦的基本運(yùn)作機(jī)制1）
事實(shí)上，當(dāng)進(jìn)行這個(gè)實(shí)驗(yàn)時(shí)，成年人成功地從獎(jiǎng)勵(lì)和懲罰中提取了等量的信息，但是學(xué)生卻沒有。他們從成功中學(xué)到的東西，遠(yuǎn)比從失敗中學(xué)到的要多得多。
因此，我們應(yīng)盡可能給他們中性的和豐富的反饋信息。請(qǐng)不要把錯(cuò)誤反饋和懲罰相混淆！
P218 有數(shù)學(xué)焦慮癥的學(xué)生，其腦中的疼痛和恐懼回路會(huì)被激活，包括位于腦深處的杏仁核，它與負(fù)面情緒有關(guān)。這些學(xué)生并不比其他人笨，只是他們?cè)w驗(yàn)到的情緒海嘯摧毀了他們的計(jì)算能力、短期記憶能力、尤其是學(xué)習(xí)能力。
對(duì)人類和動(dòng)物進(jìn)行的大量研究證實(shí)，壓力和焦慮會(huì)極大地阻礙學(xué)習(xí)能力。例如，在小鼠的海馬上，恐懼的條件反向確實(shí)固化了神經(jīng)元的可塑性：當(dāng)小鼠受到隨機(jī)的、不可預(yù)測(cè)的電擊的傷害后，腦神經(jīng)回路處于與發(fā)育的關(guān)鍵期結(jié)束時(shí)類似的狀態(tài)，突然會(huì)被凍結(jié)，纏繞在僵硬的神經(jīng)元周圍。相反，當(dāng)小鼠生活在一個(gè)沒有恐懼的、有豐富刺激的環(huán)境中時(shí)，可以重新打開突然的可塑性，從而釋放神經(jīng)元，使突觸間的聯(lián)系恢復(fù)活力。
（本小節(jié)標(biāo)題雖是“錯(cuò)誤反饋”，主要討論的卻是“情緒/情感導(dǎo)致動(dòng)機(jī)的產(chǎn)生！——無論是”驚訝“、”預(yù)測(cè)“、”意料之外“、”多巴胺獎(jiǎng)賞“、還是”壓力與焦慮“，其核心實(shí)質(zhì)都是情緒與情感?。?/p>
————————————————
如果您對(duì)認(rèn)知神經(jīng)科學(xué)感興趣的話，建議您購(gòu)買法國(guó)科學(xué)院院士 迪昂在其最新著作《精準(zhǔn)學(xué)習(xí)》一書詳細(xì)閱讀。本書文筆流暢，盡量少用專業(yè)術(shù)語，融合了眾多最新研究成果，普通老師閱讀起來亦不費(fèi)勁。
————————————————
本公眾號(hào)提供全面、深度的學(xué)習(xí)科學(xué)研究、微課與PPT研究、以及其它實(shí)用技術(shù)研究文章！到公眾號(hào)首頁(yè)輸入代碼查看更多研究：
wk：微課超級(jí)大全，設(shè)計(jì)制作應(yīng)用一網(wǎng)打盡
ppt：PPT技巧集
xxkx：學(xué)習(xí)科學(xué)研究文章
關(guān)鍵詞：
