科学学习:斯坦福黄金学习法则
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Ⅰ.对比组合的原理

人们通常认为,专家只是比普通人了解更多专业的、抽象的知识。然而,专家在自己的专业领域内还能感知捕获更多的信息细节。举例来说,新手或是外行对周围世界的理解一般停留在基础类别(basic-level categories)这个层面——猫猫,狗狗。但是专家就会进一步、更深入的观察到类别中的细分领域——这只是挪威森林猫,那只是比利时牧羊犬。这一特质适用于各行各业的专家:品酒师可以辨别出西拉葡萄(Syrah)和仙粉黛葡萄(Zinfandel)所酿制的红酒,而大多数人只知道它们都是“红酒”(Solomon,1990);考古学家可以分辨出不同种类的土壤,而新手则可能完全看不出差异(Goodwin, 1994)。对于成年人来说,字母“b”和“d”的区别显而易见,而小孩子却很容易将它们混淆。所以从某种意义上来讲,专不专业就体现在是否具备留意或辨认出重要内容的能力。而相同情况下,新手们则是一扫而过,“不留下一片云彩”。

说来不易,专家这样精准的辨识力,也是通过多年的对比经验修炼而成的。若是通过精心设计的对比组合来练习,学习的时间是可以被有效缩短的。举个例子,凯尔曼等人(Kellman, Massey & Son,2010)设计了一个简短的在线学习练习,来促进数学中的知觉学习知觉学习(perceptual learning):通过经验的积累或不断的练习,个体改变感觉信息的加工方式,提高感知、辨别感觉信息能力的过程。。学生需要在很短的时间内完成120道公式与图像配对的选择题(见图C.3)。请注意,这些题目中函数公式里的系数都是相似的,所以通过系数来判断正确答案基本上没任何帮助,学生们只能通过辨别公式的结构关系来匹配图像,即“看图找公式”。选好之后,学生们只能快速看一眼正确答案,没有其他解释说明。这套练习的目的非常明确,是希望学生可以看到公式中的结构关系,而不须进一步解释。(学生们也会遇到反过来的题目:从三幅函数图像中选出一个匹配公式,即“看公式找图”)。高三年级的学生虽然早就学过代数,但在完成了这个练习后,对应图像与公式的能力几乎提高了3倍。由此可见,对比组合的练习优化了学习专业知识的过程。

图C.3 帮助学生分辨公式结构的对比组合

对比的目的是帮助人们注意到何为重点,理想情况下每组对比应当只突显一个特征。例如图C.4中,左边画了一个典型的房子。通过与汽车的对比,该图展示出了房子的基本特征。现在,请注意右图中更为微妙的差异对比,一步步突显出图C.4中房子的各个细节特点:对比1,门把手在门的左侧,且门稍微高于地面;对比2,屋顶没有屋檐;对比3,烟囱顶低于房顶(这是一个不利于烟尘上升的糟糕设计)。从事物的基本构成到具体的细节、从宏观到微观的对比,通常都需要一定的过程。所以想把每个细节都看透并不是一件容易的事情。

对于学习者来说,利用对比组合的目的就是为了分辨出例子间的重要特征。图C.5下方的文氏图总结了这其中的核心原理,同时再次印证了学习的奥义:利用两个例子学习的效果要优于用一个例子。还记得章节A中介绍的类比组合方法吗?配合着图C.5上方的类比原理图可以看出,在类比中,例子的差异越大越好,这样学习者就可以排除细节,尝试找到其抽象层面的共同点。而对于对比组合而言,例子则是越相似越好,这样就可以突出细节差异,训练学习者的辨别能力。

图C.4 不同的对比组合帮助展现不同的特征。先看看左图中与汽车进行比较的这个房子,接下来再把这个房子与右边每幅图中的房子进行比较。注意三组对比分别凸显了这个房子的哪些不同特征

图C.5 运用多个例子的两种方式