从新手到专家|如何完成自我升级

how to find a poem in these books

一次,清华大学的一位学生,为考证一个冷僻的唐诗典故,遍寻图书馆未获,于是前去请教钱钟书。钱先生笑着说:「你到那一个架子的那一层,那一本书中便可查出。」他照此做,果然找到了。

听完这个故事之后,你想说点什么?

你可能会双击666,你可以会深表佩服,觉得大师就是大师,人家潜心治学,知识渊博;你还可能会认为这不过再次证明了大师都是有天赋的人,钱先生之所以有那么伟大的成就是因为人家记忆力过人啊。

认知科学家从这样的故事中看到的是新手与专家的区别,以及这个区别背后的「心理表征」。

什么是心理表征?你姑且可以称之为「内功」吧!

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什么是专家?

所谓专家就是指在特定领域中具有专业知识的人,他们能够有效地思考该领域的问题。

特定领域,就是导弹专家不要去搞气功,也不要去论证亩产万斤是不是可能。

专业知识,就是能使人们洞察思维和问题解决本质的知识。这些知识会影响他们所关注的事物,影响到他们在环境中如何组织、再现和理解信息。反过来,又会影响到他们记忆、推理和解决问题的能力。简单说,我是一名中学英语教师,如果我说我有发射卫星的知识,你还是当个笑话听吧。

有效地思考。什么样子的思考才算有效呢?解决了问题的思考。而且需要持续稳定地解决一类问题。

什么是新手?

新手就是对某一事务、领域毫无所知或知之甚少的人,典型代表就是那些刚刚接触某一学科的学生。没经验是其最鲜明的特征。

新手也包括那些虽然掌握了一些学科、领域的知识,但这些知识大多数是事实性知识,且理解停留于知识表面,知识之间孤立存在的人。

我不要成为专家?

可能你会说,「我只想学点知识,并不想成为专家呀」,可是知识在哪里呢?知识就在专家那里。知识不是在书本上么?书本哪来的?还是专家编写的。而且我们学知识是为了解决问题,要解决问题就需要具备专家的知识。所以必须搞清楚在专家大脑里的知识是什么样子的。

作为教育工作者,我们希望让学生「像数学家一样学数学,像历史学家一样学历史」。这并不是让学生成为这些领域的专家,而是想通过对专业知识的研究,弄清成功的学习结果会是怎么样的。

那这专业知识到底长什么样?

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在《人是如何学习》一书中,对有关专家知识给出了6条原则。

原则1:专家能识别新手注意不到的信息特征和有意义的信息模式。
原则2:专家获得大量的内容知识,这些知识的组织方式反映专家对学科的理解深度。
原则3:专家的知识不能简化为一些孤立的事实或命题,而应反映应用的情境,也就是说,这些知识受一系列环境的制约。
原则4:专家能够毫不费力地从自己的知识中灵活地提取重要内容。
原则5:尽管专家谙熟自己的学科,但这不能保证他们会教导他人。
原则6:专家应付新情景的方法灵活多样。

但是,6条原则有点多,一只手都数不过来。如果可以将这6条原则合成一个词来表示,对,就一个词,那它是什么?

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这个词是「知识组织结构」

当我们谈论知识组织的方式时,并不关注特定的知识点,而是关注这些零散知识在人们头脑中如何组织并建立起联系。由于人们的经验、知识的性质以及知识在生活中所扮演的角色都有所不同,人们的组织方式也会各不相同。可能存在的知识组织结构有以下几种:

\color{red}{结构分析}

知识结构A和B,就是新手知识组织的典型形式。它们的共性是这些知识点之间联系较少。在结构A中,各知识点较为分散,这表明学生还没有认知到它们之间的关联。在学习某门课,学生在每堂课上都要获得各种知识。如果他们不能把每堂课上所学的知识联系起来,或者围绕某些主题把课程内容组织起来,可能就会形成这种知识组织。

结构B中知识点之间似乎有了联系,但这种联系呈线性排列,构成链条状。这种结构可以让我们按序提取信息(可能有利于记忆某首诗歌的章节或者某个程序的步骤),但是如果链条中的某段联系被破坏(设想背诵诗歌时突然遗忘某一句,后面的也似乎想不起来了),或需要调整其中的某一特定顺序(如改变了计算的先后顺序),就会产生信息提取困难。此外, 当更多节点按照这种简单的链状顺序连接在一起时,我们想要利用某知识点,总体上看,会花费更长的时间,提取速度也会降低。比如,不熟悉乘法口诀的学生会在每次运用时从「一一得一」开始背起直至提取到所需的组合。

与之相反,结构C和D对应的知识结构,往往是专家所具有的。结构C为层级性的,它表明各种知识点构成了一个复杂的结构。专家对其研究领域内的理论流派、流派内的代表性学者以及每个学者的代表性专著,专著内的重要文章进行划分就是构建了这种结构。然而并不是所有的信息都能被纳入到条理清楚、层级分明的结构中。它们可能是非层级的,知识点之间交叉关联,联系更为紧密,如结构D所呈现的那样。

\color{red}{知识组织的影响}

从上面的图示来看,我们可以发现知识组织结构不同,分析问题、解决问题的能力也就不同。

首先,新手缺乏一个联系紧密的知识网络,他们提取知识时速度更慢,难度更大,而专家往往体现出的是顺畅提取。如果把提取比作顺藤摸瓜的话,网络状的组织结构显然分布的「藤」(链接)更多,摸瓜的速度就会更快。如果只是一个「瓜」(知识点)孤零零地躺在瓜地里,那要找到就太困难了。

其次,单独存在的知识点总会被大脑以某种方式接受且默认合理,尤其是某些观察到的现象,但可能事实并非如此。只有在知识点之间建立起必要的联系,它与别的知识点之间的矛盾之处才会呈现出来。专家所具有的知识结构总能迅速将信息纳入网络中,排除不可能情况,显现出快速准确的决策。

此外,从知识组织结构覆盖的知识点来看,结构A中一个单元覆盖了3或4个知识点,结构D则是10个知识点。这一方面,假设解决问题需要10个知识点支撑的话,结构A需要占用大脑的3条通道,结构D则只需占用1条通道。在结构D的支持下,大脑大大减少了其工作记忆的负荷,提升了运算能力。另一方面,如果同样使用3个组块,结构A可以覆盖10个知识点,而结构D可以覆盖多达30个知识点,这也就是许多记忆达人展现出超级记忆力的秘诀所在

回顾此前钱老的例子,清大学生对于古诗典故无法检索,而钱老则明确指出具体位置,这并不完全因为钱老的记忆力超群,更可能是因为钱老的知识组织结构是一个复杂的、交叉关联的网络,因而提取更加顺畅,看着就是毫不费力、举重若轻。

哦,对了,知识组织结构就是心理表征。

\color{red}{关联的本质}

我们可以看出,在知识组织方面,专家和新手之间有一个重要区别:他们所掌握的概念、事实和技能之间的联系密度或数量不同。那这里所说的联系究竟如何是什么呢?

再来看一个经典实验。

谁是另类?

如果你认为图3是另类,实在抱歉,咱们是新手实锤了。这说明我们是将所有涉及滑轮的问题分为一类,将涉及斜面的问题归于另一类。这种根据表面特征进行分类的方式,没有反映出问题间的结构性关系,因此对成功解答问题没有帮助。

那专家会如何选呢?图1。专家对问题进行分类时,依据的则是更为深层和更有意义的特征,如根据解题时所运用的物理定律来分类。

由此看来,专家的知识以一系列深层策略为基础的,围绕领域的核心概念(如物理定律)来组织的。此外,当谈到分类依据时,专家回答道,在对这些问题进行分类的过程中,会很自然的激活头脑中解决此类问题的模板。因此,专家的知识是与情境深度关联的,一旦将问题分类而进入特定情境,专家的相关知识会自动得到激活。

那如何建立专业知识组织结构呢?

neural-map

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从新手到专家,一路打怪升级,磨砺无数,唯刻意练习合乎其道。

刻意练习这个概念是佛罗里达大学心理学家安德斯埃里克森提出的,此后不同研究者和作者对刻意练习的具体内容有各种解读,这里我采用万维钢老师的总结。

在万维钢老师看来,刻意练习包含四个关键内容:

一、只在学习区练习,
二、把训练内容分成有针对性的小块,对每一小会进行重复练习,
三、在整个练习过程中,随时能获得有效的反馈,
四、练习时注意力必须高度集中

除了刻意练习,我们还需要另外一点——背景知识。
专家会将分散的信息片段拼在一起,形成组块,这是专家知识组织结构中最重要的一步。但是,合并需要“意义”,“意义”来自背景知识。“C""B""S"只有在你知道它表示什么之后你才会将它们组合CBS。所谓新手和专家思考问题的方式不同,只不过是背景知识丰富程度所导致的信息组合不同。

实际上,背景知识用“意义”形成组块,刻意练习将行动成为下意识行为,都是为了摆脱工作记忆的局限,提高长时记忆,最终让大脑进行更高层次的思考。

deliberate practice

结语

初涉领域,丛林密布,歧路杂乱,专家吟啸且徐行,吾辈只闻穿林打叶声。

当你觉得专家高深莫测、举重若轻,而自己太过平庸,不值一提时,你要想到,专家当初也像初学者一样,而且他们达到如今的专业水平也都经过了一番“寒彻骨”。爱默生总结得好:「每一个艺术家都是从学徒做起的」。

精感石没羽,岂云惮险艰。所以呢?

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