帮助学生从学习中取得最大的收获

学习科学的应用-教师的准备：帮助学生从学习中取得最大的收获

帮助学生从学习中取得最大的收获

Helping Students to Get the Most Out of Studying

作者：Stephen L. Chew（Samford University）

翻译：张铁光教授、剑桥博士

本章探讨教师如何帮助学生成为更有效的学习者。我首先概述学生在深入理解概念方面遇到的障碍和挑战，如误解（misconceptions）、多任务（multi-tasking）和无效的学习策略（ineffective study strategies）。然后，我讨论如何帮助学生克服这些障碍的研究，如深处理（deep processing）和形成性评估（formative assessments）。教师可以对学生在课程内容和学习技能方面的学习效果产生重大影响。我认为有效的教师能解决这两个问题。

学生要成为批判性思考者（critical thinkers），首先必须是要成为批判性学习者（critical learners），他们必须具备有效学习信息的技能。有效的学习意味着学生必须能够从他们的时间学习中获得最佳的学习量。有效的学习意味着很多事情。首先，他们必须能够从不太重要和不相关的信息中辨别出关键的概念（critical concepts）。

第二，他们必须发展对，主题的图式理解（schematic understanding）。这意味着学生不仅要学习概念，而且还需要建立概念之间联系的框架；他们需要知道思想是如何联系在一起的，以及是什么使它们相似或不同。

第三，他们必须能够适当地检索（retrieve）和应用（apply）信息。他们必须认识到信息何时与新的情况相关，并且能够利用这些信息在这种情况下进行推理，做出决策或解决问题。最后，他们的图式理解必须是生成的，它必须为进一步、更复杂的学习奠定基础。

教师应该关心学生的学习能力吗？这个问题的答案取决于教师对教学首要目标的信念。如果一个人认为教学的首要目标是呈现信息，而学习信息是学生的唯一责任，那么学生是否在学习与教师无关。对于这些教师来说，他们的主要职责是以清晰、有趣和组织良好的方式提供准确的信息。然而，如果教师认为教学的目的是培养学生的理解力，那么学生是否学习以及如何学习是一个主要的问题。衡量教学成功与否的标准是学生的学习，而不是教学报告的内容。对于这些教师来说，学习是教师和学生共同的责任。无论演讲多么精彩，如果学生学不好，那么教学就不成功。

教育研究清楚地表明，教师可以通过教育学的设计（design of the pedagogy）、学习活动（learning activities）和评估方法（assessment methods）对学生学习的效率和有效性产生巨大影响（Hattie，2008；Ambrose、Bridges、DiPietro、Lovett、Norman，2010）。研究还表明，学习是许多因素的复杂交互作用（Chew等人，2009），任何一个因素的问题都可能对学生的学习和理解造成潜在的障碍。因此，教师在帮助学生诊断和纠正学习困难方面起着重要的作用。以下是一些可能会影响学习的潜在问题的领域。

学生的心理状态（Student Mental Mindset）

高效和有效的学习始于正确的学生心态。有几项研究表明，学生对学习的信念可以对学习产生积极或消极的影响（例如，Dweck，2002年）。教师必须意识到学生对学习的误解，并试图纠正这些误解。它们包括：

l 快速的学习

l 知识由孤立的事实组成

l 擅长一门学科是与生俱来的天赋问题，而不是努力工作

l 我非常擅长多任务处理（multi-tasking），尤其是在课堂或学习期间

Schommer Aikins（如Schommer Aikins和Easter，2006）已经确定了一些与学生表现不佳相关的信念。首先，学生们相信学习比实际发生的要快得多，他们可能不明白略读一章和仔细阅读一章的区别。他们可能认为一次阅读就足以理解，因此，他们可以规划好学习计划，在考试前一次读完所有材料，没有时间复习。由于他们错误的判断力，学生们开始做作业或准备考试的时间太晚，做不到足够的功课。他们赶在最后一分钟完成论文，在考试前“临时抱佛脚”。学生必须学会阅读理解（reading for comprehension）是没有捷径的。

他们必须意识到，他们在复习已经阅读过的材料时，比第一次阅读时学到了更多的东西。他们必须学会设定学习目标，其中包括现实的最后期限，以防工作时间超过他们的预期。教师可以提供一个完成某些作业步骤的期望时间表。例如，学生应该在期末报告截止前三天完成论文的草稿，或者他们应该在考试前一周读完考试的所有章节，这样他们就可以用最后一周的时间复习。理想情况下，提供的结构将足以让学生受益，教师无需对学生进行监控或评分，以实现这些中间步骤。

第二个有害于学习的学生信念是，知识是由孤立的事实组成的（Schommer Aikins和Easter，2006），有这种信念的学生会独立于其他概念来记忆关键定义。笔记卡（note cards）的使用导致了这种普遍的糟糕的学习策略，因为使用笔记卡最简单的方法是写下并记住定义。学生永远不会发展出一种相互关联的理解，也不会发展出如何推理和应用概念的能力。如果学生试图将一张卡片上的信息与其他概念联系起来，他们可以使用笔记卡来完成深层次的理解，但也有其他方法可以加强知识的联系，例如概念图（concept maps）（Berry和Chew，2008年）。

Dweck和他的同事们（例如，Dweck ，2002；Blackwell、Trzesniewski和Dweck，2007）展示了学生对智力本质的看法如何对他们学习以及应对挫折产生强大的影响。Dweck区分了智力是固定的和天生的信念，及与其相对立的智力是可塑的和随着实践和学习而增长的信念。相信智力与生俱来（inborn）的人，相信人天生擅长或不擅长某一学科。像“我不擅长科学”或“我擅长数学”这样的说法说明了这种心态。一门学科对一个人来说要么容易，要么有困难，再多的实践也改变不了这一点。一种成长心态（growth mindset）反映在这样一句话中：“我必须努力学习科学”，“我花了很多时间在数学上，所以数学对我来说很容易。”

思维定势（fixed mindset）的学生倾向于回避挑战，因为失败会威胁到他们的自我概念（self-concept）。他们在自己认为应该轻松的科目上投入较少的精力，如果任务变得太难，他们很容易放弃，他们很难应付失败。具有成长心态（growth mindset）的学生努力掌握，更容易接受批评，更容易在挑战和挫折中坚持下来。我们通过反馈来促进成长或固定的心态。教师必须意识到这些信念，并通过指导和反馈来鼓励成长心态。

多任务处理（multitasking）是连接数字世界的诅咒。我们被科技的海妖之歌包围着，随时准备转移我们的注意力。学生可能不明白多任务处理对他们学习的效率和效果有多有害。注意力，即集中注意力的能力，是制约认知系统的主要因素。证据很清楚：一次尝试执行多个任务，实际上从来没有一次完成一个任务那么有效（Sanbonmatsu、Strayer和Medeiros-Ward，Watson，2013）。这有几个原因。注意力分散是指注意力在不同的任务之间被分散。即使人们试图忽略分散注意力的事情，分散注意力也会降低表现。当那些本应在笔记本电脑或平板电脑上做笔记的学生，选择通过购物或查看社交媒体来分散自己的注意力时，他们不仅分散了自己的注意力，也分散了周围的人的注意力，减少了每个人的学习（Sana、Weston和Cepeda，2013）。

多任务的第二个问题是注意力不集中的盲视（inattentional blindness）（Beanland和Pammer，2012；Bredemeier和Simons，2012）。关注场景中的一个对象会降低感知场景中其他对象的能力。换句话说，我们无法探测到环境中的所有物体。

注意力使我们能够选择我们将要感知的东西，但它也常常阻止我们感知更多的东西。正如Simmons和他的同事所展示的那样，当注意力被转移到其他地方时，观察者会错过场景中的大型突出物体，但他们感觉到自己已经看到了整个场景（例如Bredemier和Simons，2012）。不知道我们错过了什么的问题是我们相信我们没有错过任何东西。当学生让自己分心时，注意力不集中的盲视与它们有关。他们一定会错过他们没有注意到的东西，也不知道他们错过了。

多任务处理的第三个问题是瞬间注意缺失（attentional blink）（Beanland和Pammer，2012）。瞬间注意缺失是指转换注意力是费时费力的事实。当我们让自己分心于我们应该学习的东西时，需要几分钟的时间来重新关注这些材料并全神贯注于它。根本没有短暂的分心这回事。

认知负荷与心智努力（Cognitive Load and Mental Effort）

注意力可以让我们从无关信息中选择相关信息，但它也有第二个同样重要的功能，它使我们能够集中精力研究相关信息。根据认知负荷理论（如van Gog、Paas，和Sweller，2010），注意力（concentration）或心智努力（mental effort）可能是学生学习的另一个障碍。认知负荷（cognitive load ）指的是一项任务所需的注意力集中程度。

有些任务，比如涂鸦，认知负荷很低；其他任务，比如期末考试，认知负荷很大，需要大量的心智努力。心智上的努力是人们能够集中精力的程度。心智上的努力总是一种有限的资源；一个人只有可以用来完成任务的有限的注意力。关键是，一个人试图完成的所有任务的总认知负荷，不能超过可用的心智努力。如果超过了，所有任务的性能都会受到影响。高认知负荷的任务，如学习概念上困难的材料，需要所有可用的心智努力，任何分散注意力的行为都会带来一定的认知负荷，会从专注于学习的心智努力中抽离，导致学习减退。

此外，如果向学生提出困难的概念，或要求他们完成超出其可用心智努力的复杂活动时，那么他们将不堪重负，并无法学习。教师必须意识到不同概念、不同学习活动的认知负荷。学习是艰苦的工作，但并非所有的艰苦工作都能导致学习。

元认知与自我调节（Metacognition and Self-Regulation）

与学生学习相关的两个概念是元认知（metacognition）和自我调节（self-regulation）。元认知，也称为自我意识，是指一个人对自己的思维过程的意识。就学习而言，它是指学生对自己对一个概念理解水平的认识。元认知良好的学生知道他们什么时候掌握了足够的材料，才能在考试中表现良好。元认知差的学生往往过于自信（Dunning、Heath和Suls，2004；Askell Williams、Lawson和Skrzypiec，2012，另见Ehrlinger和Shain，本卷）。当他们的知识是肤浅的和充满了差距时，他们却相信自己有很好的理解。他们在真正掌握材料之前就停止学习。在考试中，他们没有意识到他们错过了题目，因为他们的知识太肤浅，没有意识到他们错过了细微的差别。因此，他们通常会在考试结束时自信满满地认为自己考得很好，但考得不好时又会感到震惊。

自我调节学习是Pintrich（如Pintrich，2004）开发的一种模式，在这种模式中，学生计划学习、实施学习策略并监控其进度，最后根据他们的目标评估他们所学的内容。有效的学习需要学习策略、动机和情感的调节。良好的自我调节意味着学生有多种策略，可以在特定的环境中学习，自我调节学习与学生学习密切相关（Clark，2012）。

无效的学习策略（Ineffective Study Strategies）

学生们通常最喜欢那些效果最差的学习策略（Rohrer和Pashler，2010；Arnott和Dust，2012）。例如，Arnott及Dust（2012）发现，考试前的集中复习活动对学生考试成绩的影响，明显低于每章后的间隔复习活动，但学生绝大多数倾向于集中复习。

不管学习策略是否有效，学生往往更喜欢直观的或容易做到的学习策略。例如，“学习风格（learning styles）”的概念，即每个人都能以一种方式（如视觉或听觉）进行最佳学习，尽管缺乏任何证据证明这种极端立场是有效的（Pashler、McDaniel、Rohrer和Bjork，2008年），但这一概念仍然很流行。

认知心理学家和教育心理学家已经确定了许多学习策略的有效性（如Dunlosky、Rawson、Marsh、Nathan和Willingham，2013），至少在短期的受控研究中是这样；但这些策略通常是困难的和违反直觉的。Hyde和Jenkins （1969）认为，与肤浅、毫无意义的模考（rehearsal）相比，无论学生是否打算学习，深度而有意义的模考都能更好地回忆单词表。他们还建立了定向任务（orienting task）的概念，定向任务是一种诱导参与者在浅层（例如检查拼写中的某个字母）或深层（例如评定单词的愉快程度）练习信息的任务。深层次的定向任务比浅层任务更容易引起回忆。这项工作为处理框架的层次（levels of processing framework）铺平了道路（Craik，2002），该框架假定编码或排练的方法是以后回忆的关键要素。从水平研究中得到的教训很清楚：坏的学习策略胜过好的意图。

误解（Misconceptions）

学生不是空白的黑板，但拥有直觉（intuitive）或流行的心理学信念，其中很多甚至大部分都是简单或不完整的，或者是完全错误的（例如Lilienfeld、Lynn、Ruscio和Beyerstein，2009）。事实证明，这些信念很难通过教育学来改变（例如，Chew，2005）。其中一些是由媒体传播的流行的错误观念，比如通过敲击头部来发展总体逆行性失忆症（total retrograde amnesia），以及超自然力量（paranormal powers）的存在，比如超感官知觉（ESP），很多都是直觉性的，比如盲人发展出非凡的听力来弥补视力的丧失。另一些则是非常容易混淆或难以理解的，例如消极强化（negative reinforcement）和惩罚（punishment）之间的区别。这种错误观念普遍存在，很难纠正。

学生的恐惧和不信任（Student Fear and Mistrust）

Cox（2011）记录了学生的恐惧和误解是如何破坏学习的。学生的目标往往不同于教师的目标，即使学生和教师都是善意的，也可能导致冲突和误解。学生可能无法理解作业的目标，并将其视为“繁忙的工作”或是为了获得及格分数而不得不跳过的障碍。他们可能认为教师是他们获得学位目标的障碍，而不是学习的促进者。他们可能认为重要的反馈不是反思和改进的机会，而是对自己能力的人身攻击。学生很容易从学习心态转变为只想做一切必要的事情来通过课程，给教师们想要的东西，学习变得无关紧要。为了达到最佳的学习效果，学生必须信任教师，他们必须相信教师希望他们学习，所有的作业和活动都是为了帮助他们学习而设计的。学生们为了他们信任的教师会更加努力，更加坚持不懈。

学习的迁移（Transfer of Learning）

教育学的目标是让学生适当地迁移他们的学习。传统上，这意味着学生将适当地将他们从课程中学习到的知识，类推到相关的情境中，并正确地运用这些信息帮助他们理解或推理。尽管这一目标在教育领域几乎是普遍的，但有证据表明，这一目标很少能实现（例如Bransford和Schwartz，1999；Bransford、Brown和Cocking，2000），新的学习是高度依赖情景的。

学生在特定的情境中学习概念，无论是在主题方面还是在课堂上，他们都是在这个情境中思考的（例如，Thomas和McDaniel，2007）。它们不会自动将信息归纳到其他情景中。因此，学习很容易变得惰性，因为学生无法将其类推到适用的情况（Bransford等人，2000）。信息的教与学必须以促进适当迁移到相关情况的方式进行。

如何帮助学生成为更好的学习者（How to Help Students Become Better Learners ）

支持学生学习的有效教学是一个复杂的过程（Chew等，2009），然而，教师可以做很多事情来帮助学生更有效地学习。我已经讨论过如何纠正学生思维中的一些误解。在课堂和学习中全神贯注的重要性怎么强调也不过分。教师可以在课堂上制定有关不适当使用电子设备的政策，可以鼓励学生在学习期间关闭设备或将其放在接触不到的地方。

教师可以开发活动和作业，促进深度加工，从而提高学习。作业和活动基本上是以任务为导向，让学生以某种方式思考材料。如果作业需要反思和有意义的分析，那么作业将有助于学习。如果作业只允许学生以浅薄的方式完成，那么它实际上可能会破坏学习和理解。虽然深加工是学习的理想方式，但也是非常容易的（highly effortful）。教师在设计教学法、活动和作业时必须意识到认知负荷，以防止其压垮学生（Clark、Nguyen和Suwler，2006）。

发展专业知识多年的教师，很容易低估理解某些概念或完成某些活动所需的认知负荷。人们很容易忘记，第一次学习一个概念是多么具有挑战性。教师必须注意不要压倒学生，他们可以调整呈现的信息量、某些活动所允许的时间，或者为某些作业提供支架。此外，教师必须小心设计他们的讲演，特别是多媒体演讲，以尽量减少分心和减少无关的认知负荷。Mayer（2009）阐述了有效多媒体学习的理论（另见Mayer，本卷），他演示了多媒体演示的设计如何帮助或阻碍学生的学习。

研究人员从两个方面探讨了开发导致深加工的活动的问题。学习科学家已经记录了能够指导有效教学法发展的认知原则（如Ambrose等人，2011年；Dunlosky等人，2013年；McDaniel和Wooldridge，2012年）。其中包括间隔学习与集中学习的对比（spacing learning out versus massed learning）、交错主题（interleaving topics）和测试效果（testing effects）（另见Carpenter，本卷；Pyc、Agarwal和Roediger III，本卷）。第二种方法是教学学术（scholarship of teaching and learning），它记录和评估有效的教学实践。这可以包括有效的学习策略（如Berry和Chew，2008）或有效的教师实践（如Bain，2004；Cox，2011）。这两种方法都有助于提高教师的工作效率。

帮助学生的另一个方法，是明确地指导他们有效的学习策略（Chew，2010）。当学生被明确地教授了一个有效学习的认知基础的概念框架，包括元认知、自我调节和深度学习策略等概念时，他们的学习就会提高。（Arnott和Dust，2012年；Askell Williams、Lawson和Skrzypiec，2012年）。我制作了一组五个简短的视频，帮助学生了解有效学习的认知基础。它们可以在下面网址上找到：http://www./how-to-study/。

形成性评估（formative assessments）是促进良好学习习惯和学习的有力手段。形成性评估可以是任何低风险的评估活动，它可以给教师和学生关于学生理解水平的反馈（Clark，2012）。它们有多种形式，如思维配对共享项目（think-pair-share items）、概念（如Chew，2005）或课堂评估活动（如Angelo和Cross，1993），但它们的目标是相同的，提供反馈，教师和学生都可以利用这些反馈来提高学生的学习和理解。如果实施得当，它们是提高学生学习的一种非常有效的手段（Clark，2012）。形成性评估可以用来促进元认知的提高、深度学习以及适当的检索和应用。它们可以用来发现和纠正学生的错误观念（Chew，2005），它们强迫学生练习回忆，从而促进学习，它们可以示范概念到新领域的适当转移。此外，他们可以促进学生的信任和与教师的关系。他们表示教师想帮助学生学习。他们模仿教师在高风险考试前所期望的那种思考和理解。有各种各样的形成性评估，几乎可以适应任何情况（例如Hammer和Giordano，2012）。

教学效果应该从学生学习的角度来衡量，因为无论好坏，教师都会对其产生巨大的影响。糟糕的教学实际上会阻碍学习。真正有效的教学使学生学习几乎不可避免。有一个重要的区别，教学使学生容易学习，教学使学生容易取得好成绩。好教师注重前者。他们通过设计有效的教学法教学生成为有效的学习者来做到这一点。

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