重复提取胜过细化学习（转）
2019-12-18 11:36阅读：
重复提取胜过细化学习*
——卡皮克记忆研究进展及其对教学的启示
源自：中国电化教育
2012．3
赵国庆，郑兰琴(北京师范大学教育学部，
北京100875）
摘要：如何高效学习是教育教学关注的永恒话题。卡皮克等人通过一组实验证明“重复提取”比“细化学习”更能促进学习的发生和记忆的保持，并将最新成果在《科学》杂志上发表。为了深入理解和更好应用卡皮克等人的研究成果，本文采用内容分析法对卡皮克等人的研究进行了梳理，发现卡皮克等人从“提取”对记忆保持度的影响入手，逐步深入到对反馈、提取模式、提取时间间隔、学习者的记忆错觉等要素的研究，并迁移到对意义学习的支持和促进上，其研究成果丰富，借鉴意义较大。在此基础上，本文从“提取”的视角对经典的教学法进行了剖析，认为启发式教学、探究式学习、协作式学习都包含了丰富的“提取”活动，讲授式教学则应用更多注入“提取”的成分，也由于包含更多“提取”活动，填充概念图和修改概念图比简单地画概念图更有效；最后从“提取”的视角对教育教学改革提出了若干建议，认为教育教学改革应该更加注重学习者的“输出”、注重学习者自我测试能力培养、注重设计更高质量的问题、注重促进“意义学习”的生成和注重建设促进学习者“提取”学习系统。
关键词：提取练习；细化学习；记忆；测试；概念图
中图分类号：G434
文献标识码：A
一、引言2008
年，美国普杜大学（Purdue
University）认知与学习实验室（
Cognition and Learning
Laboratory
）的青年学者杰弗里·卡皮克（Jeffrey D.
Karpicke）博士在《科学（Science）》杂志上发表论文《提取（Retrieve）在学习中的关键作用》[1]，通过实验证明重复学习对延迟的回忆（一周后）没有效果，但重复测试（Repeated
Testing）
则能在很大程度上促进回忆，提取是测试中的最为关键的环节，
因此提取对巩固学习具有非常重要的促进作用。这一研究成果一经发表，
就得到了心理学、教育学界以及媒体的高度关注。纽约时报（The New York
Tims）、高等教育年鉴（The Chronicle of Higher
Education）
等都进行了报道，科学观察（Science
Watch）网站[2]对该论文给予了“快速突破论文（Fast
breaking
papers）”的高度评价，美国心理协会更是授予卡皮克博士“明日之星（RisingStar）”称号[3]。2011
年，卡皮克又在《科学》杂志上连续发表论文，宣称提取练习比以概念图为代表的细化学习更能促进学习成果的生成[4]
[5]。这一研究成果遭到了概念图的创始人诺瓦克（Navak）所在团队的质疑，双方在《科学》上展开交锋，讨论到底什么才是促进学习的最有效方式[6]。“反复提取胜过重复学习”也成为最“引人注目（Striking）”的研究成果。
学习能力培养是建设学习型社会的重要基础和保障，如何促进学习也一直是教育学、心理学特别是教育技术学领域关注的热点问题。本文首先介绍卡皮克的相关研究及其成果，
然后基于这些研究对我们所倡导的各种教学方法进行剖析，
最后对教育教学改革提出若干建议。
二、卡皮克记忆研究及其成果
卡皮克博士现为普渡大学心理学系助理教授（Assistant
Professor），2002
年获得印第安纳大学（IndianaUniversity）心理学学士学位，本科毕业后进入华盛顿大学（Washington
University）学习，并在此相继于2004
年获得心理学硕士学位，2007
年获得心理学博士学位。博士毕业后，卡皮克进入普杜大学心理学系任教，并成立认知与学习实验室，从事人类学习与记忆、提取过程在意义学习和理解中的作用、元认知与自组织的学习、认知科学的教育应用、教育技术、计算机辅助教学等方面的研究。其中提取过程是其研究的重中之中。相继在《科学》《心理科学》《记忆与认知》《实验心理学》等重要学术期刊发表论文20
余篇。
2004
年，卡皮克开始从事记忆与学习的相关研究，他使用瞬时记忆的广度来测量隐性学习[7]。2006年开始研究测试对学习的促进作用[8][9]，2007
年进一步将研究聚焦到提取过程对学习的促进上[10][11]。一开始，卡皮克研究的是“外语单词记忆”这种最简单类型的学习，在其假设一个一个被验证后，他开始将其研究成果迁移到通常意义的学习上[12]。下面简要介绍他的这组研究。
(一) 什么是提取
![重复提取胜过细化学习（转）]( "重复提取胜过细化学习（转）")
“编码”（Encoding）与“提取”（Retrieval）是学习的两种重要活动。“编码”是指将信息存入大脑，“提取”则是从记忆中回想信息的过程。“编码”构成了人们通常意义上的学习，但“提取”则一般不被看作是学习的组成部分。在卡皮克看来，当人在进行测试或从事类似的活动时，人的思维就将尝试提取问题的答案或可以被用来生成答案的相关信息。理想的情况是，通过学习，人们已经将这些信息存储在大脑中，从而可以简单地提取并生成问题的答案。为了获得问题的答案，人们必须提取相关的信息，因此测试包含了提取。卡皮克非常关注提取对学习的影响，他认为在真实考试前训练提取技能有助于考出更好的成绩，
他将这种训练称为提取练习（Retrieval
Practice）。图1
展示了卡皮克所指的提取，它非常类似于从一个磁盘里获取信息，与此对应的，将信息存入磁盘则称为编码[13]。
(二)
重复提取对学习具有重要促进作用
之前几乎所有的研究都认为，学习发生于学习者对学习材料进行研读和编码的过程中。因此，额外的研读将产生更好的学习效果，而记忆只被认为是一个测量所学的中性事件，其本身并不会导致学习的发生。卡皮克等人[14]专门设计了实验，重点研究三个方面的问题：（1）在信息可以从大脑中回想后，重复编码（研读模式）和重复提取（测试模式）对长时记忆的影响如何？（2）学生对一周后的记忆效果能否给出准确的预测？（3）学习的速度是否会影响长时记忆的效果？
卡皮克等人[15]选择一组大学生做被试，所有被试开始学习一组共40
个斯瓦希里语-英语（Swahili-English）的词汇对（如Mashua-boat），然后对整组词汇进行测试（如Mashua-?）。在最初的学习和测试阶段，所有条件都是一样的。当有词汇对能被正确回忆后，被试被分为四个组：
标准组ST、只测不学组SNT、只学不测组STN和不学不测组SNTN。ST
组在所有学习和测试阶段学习和测试整组词汇，SNT
组则不再学习已会的单词对而只进行测试，STN组则不再测试已会单词对而只进行学习，SNTN
组则将已会词汇删除，不再测试也不再学习。在每次学习和测试之间，插入一个30
秒的记忆干扰任务。整个学习和测试过程如下表所示。整个学习和测试完成后，要求被试预测他们在一周后的记忆的保持率。一周后，被试被要求回来参加记忆保持测试。
![重复提取胜过细化学习（转）]( "重复提取胜过细化学习（转）")
数据显示：（1）ST
组和SNT
组的记忆保持要显著高于STN组和SNTN组（如图2
所示），从而证明重复提取能够增强长时记忆，而重复学习对增强学习帮助不大。（2）在对记忆保持的预测方面，四组被试的预测都相差不大，都在20%左右。但记忆测试的结果说明被试并没有预测准确，重复测试为他们带来了意想不到的记忆保持。（3）信息的遗忘速度与学习的速度关系不大，主要决定于记忆中采用的手段[17]。
在此之前，卡皮克等人还做了大量类似的实验，结果都一致表明[19][20]：对记忆进行测试不仅能够探查学习者已经知晓什么，还能增强随后的记忆保持，而信息的重复提取对长时记忆具有关键性作用。
(三)
测试中的反馈促进记忆保持
之前的研究一般将反馈看作一种纠正错误回答（Response）的方法，忽视了反馈对正确回答加以促进的可能性。卡皮克等人[21]发现，在学习者对生成的正确回答信心不足时，反馈可以促进这一起初的元认知错误，并增强低信心的正确回答（Correct
Re- sponse with Low Confidence）的保持。
卡皮克等人[22]设计了在两个实验，实验中被试进行一个多项选择测试，然后被要求在每一次回答后做出一个信心判断，并对其中的一半问题给予了反馈，实验最后通过回忆测试来考察记忆的保持度。数据表明，与不参加测试相比，参加测试提高了记忆保持度，反馈则进一步增强了记忆的成绩。与不提供反馈相比，反馈帮助被试纠正了一开始的错误回答，从而促进了记忆的保持。更重要的是，与不提供反馈相比，反馈也增强了对低信心的正确回答的保持。反馈不仅能纠正记忆上的错误，也能纠正元认知上的错误。
(四)
测试形式并不影响记忆效果
卡皮克等人[23]设计了两个实验来检测测试形式对记忆效果的影响，第一个为开卷测试，即学生可以在测试时查看笔记和课本；第二个为闭卷测试，即学生在测试时不能查看笔记或课本。被试首先学习散文短文，然后进行重复学习、开卷测试或闭卷测试。数据显示：（1）与重复学习或无反馈测试相比，在有反馈的情况下，无论进行哪一种类型的测试都能增强长时记忆的保持。（2）开卷测试比闭卷测试能够产生更好的初始成绩，但这种优势没能持久。在延迟的测试中，两种类型的测试在记忆保持上基本相同。（3）被试预计重复学习能让他们记住更多，然而实验证明测试比重复学习更能促进长时记忆的保持。这些实验证明测试效应在开卷和闭卷测试中都存在，而被试没能预计出测试比重复学习更能促进记忆的保持。
(五)
学生在学习中没能有效运用“提取”策略
前面的研究已经证明提取对学习和长时记忆的保持有强大的促进作用。重复测试比重复学习更能促进学习的发生，
而重复学习给学习带来的帮助往往非常有限。但实验室的研究也揭示学习者很少意识到测试有助于学习这一事实，也就是说在真实的教育环境中学生很可能没有进行提取方面的训练以增强学习。
为了研究学生的真实学习行为，卡皮克等人[24]对177
名大学生进行了调查，一是让学生列出他们在学习中用到的学习策略（开放式、自由报告式问题）；二是让学生选择他们在学习课本的一章后是否重读或进行回想（必答题）。两个问题的结果都指向同一个结论：大部分学生重复阅读他们的笔记或课本（尽管这种策略效果有限），只有很少的一部分学生在学习时进行自测或进行提取练习。卡皮克[25]认为很多学生在学习时都经历过记忆错觉，而正是这种错觉明显影响了他们对策略的选择。
学习者是否选择进行提取是受元认知控制的，卡皮克等人[26]通过实验发现，当被试可以自己控制学习，自由选择重复测试、重复学习或删除可回想项目时，大多选择删除可回想项目，而不是进行提取练习，这也导致了较弱的记忆保持。卡皮克等人还发现，在学习过程中加入测试能改进学习，但当学生自由控制学习时，
他们并不能在第一需要的时间尝试提取，尽管那时进行提取可以产生最好的学习效果。
这些实验揭示出一个在自组织学习中常常产生的元认知错觉，那就是学习者一旦可以回想起一个项目，他们就倾向于相信他们已经学会了。这就导致学习者不再继续进行提取练习，而是选择终止练习，正是这个策略选择最大程度上导致了低记忆保持的发生。
(六)
提取的时间间隔与记忆的保持
提取的时间间隔是指在两次提取测试之间的时间间隔。常见的有扩展型提取（Expanding
Retrieval Practice）、等距型提取（Equally Spaced
Retrieval Practice）和收缩型提取（Contracting
Retrieval
Practice）。扩展型提取是指在提取练习中逐步加大重复测试之间的时间间隔，等距型提取则是在提取练习中保持相同的时间间隔，收缩性则是逐步缩短测试之间的时间间隔。
人们普遍倾向认为扩展型提取可以产生最理想的长时记忆保持，但却鲜见有实证研究支持这一论点。卡皮克等人[27]开展了两个实验比较了等距型提取练习和扩展型提取练习的效果。在起初的学习阶段，被试学习简单的文本并进行回想，然后控制重复回想测试之间的时间间隔，并在一周后进行记忆测试。数据显示，重复测试在记忆保持方面远远高于单次测试，带反馈的测试比不带反馈的测试记忆保持更好，
最重要的是扩展型提取练习和等距型提取练习在记忆保持方面没有差别！
也就是说，重复提取增强了长时记忆保持，
但以什么样的时间间隔去重复不会对结果产生影响。
另一个问题是是否存在一个产生最佳学习效果的特定的提取时间间隔表。卡皮克等人[28]继续开展实验，实验中被试学习并对项目进行测试，直到他们能够回想每一个项目。然后他们根据不同的时间间隔进行了三个重复测试。研究发现，增大重复测试之间的时间间隔总和能够产生最强的长时记忆保持；与无间隔的重复测试相比，长间隔的重复提取对长时记忆保持有200%的提高。然而，依然没有证据表明一种特定的间隔（扩展型、等距型、收缩型）比另一种更优越。尽管扩展型提取提供了一种在重复测试中增大提取难度的机制，但这并没有转化为长时记忆的增益。重复的间隔性提取对记忆保持具有强大的效果，但还没有找出重复测试的相对时间表。
(七)
提取模式显著影响记忆效果
卡皮克等人[29]设计了一组共四个实验，分别考察了生成式练习（Generation）和提取性练习对随后记忆保持的影响。“生成练习组”的被试被告知将第一个进入脑海的单词碎片填充完整，“回想练习组”则被告知使用这些碎片作为提取的线索，去回忆在实验第一阶段里出现的单词。研究者通过指令控制被试的提取模式，“回想练习组”
采用有意识的提取模式，“生成练习组”则采用随机提取的模式。数据显示，在随后的自由回想测试中，“回想”比“生成”带来了更好的记忆保持。“生成”和“提取”都破坏了对顺序信息的保持，但“提取”比“生成”更大程度上增强了对特定项目信息的保持。“提取”和“生成”是两种不同的提取模式，效果明显不同。这说明有意识提取比随机性提取能产生更多的记忆保持。
(八)
理解是元认知判断的基础
卡皮克等人[30]通过实验研究了被试在有无理解线索的情况下对模棱两可的句子进行自由回想和元认知判断的情形。这些句子分为无线索、有嵌入的意义丰富的线索、有10
秒延迟的线索三类。在呈现这些句子后，被试做出理解判断或学习判断。数据显示，在接收提示线索前困惑几秒钟比无线索以及有嵌入的丰富线索时更能促进回想。但这种优势并没有在被试的理解判断和学习判断中体现。事实是，被试对相对容易理解的句子给出了较高的学习判断，而与实验条件无关。尽管这种意义理解上的努力（Efforts
after
Meaning）增强了记忆，但从被试的判断上看，他们并没有意识到这一点。研究发现学生往往忽视那些对学习有实际促进作用的因素，这些因素对教育无疑非常重要。因此需要将学习情境设计得更具挑战性，让学生有更多的认知参与，从而导致增强的记忆保持。
(九)
提取练习比基于概念图的细化学习生成更多的学习
教师往往比较信赖那些支持细化学习的学习活动，但对那些需要学生练习提取和对知识进行重构的活动兴致不高。卡皮克等人[31]通过实验证明，提取练习比基于概念构图的细化学习更能促进意义学习的生成。提取练习的优势不仅体现在单一文本的学习，对科学教育里的一般学习也同样适用。卡皮克等人[32]通过一组评价理解的问题和一组需要学生推理的问题考察了提取练习的优越性，即使与包含概念构图活动进行对照测试，这种优势也依然存在。卡皮克等人的发现支持了提取练习促进学习的理论，认为特定的提取机制比细化的学习过程更为有效。因此，提取练习还是一种有效的促进科学概念学习的工具。
三、对经典教学法的反思：
基于提取的视角认知科学家和教育专家认为卡皮克的研究结果非常令人震惊，但“提取”为什么有效目前还不得而知。Marcia
Linn 认为，“提取”之所以有效，可能是由于“提取”能够帮助学习者“意识到大脑
