本文介紹法國科學院院士 迪昂在其最新認知神經(jīng)科學著作《精準學習》中一書中提出的學習的四大支柱：注意、主動參與、錯誤反饋、鞏固。

前面已經(jīng)寫了4篇文章：

(資料圖片僅供參考)

學習的四大支柱(1)：注意

學習的四大支柱(2)：主動參與

（主動參與之2）“建構(gòu)主義”與“發(fā)現(xiàn)教學”的失敗

（主動參與之3）“好奇心”——有機體的基本驅(qū)動力

本文介紹書中所列舉的第三大支柱“錯誤反饋”。

3、錯誤反饋

P207 犯錯是最自然的學習方式

這兩個術(shù)語實際上幾乎是同義詞，因為每個錯誤其實都為我們提供了一個學習的機會。

P208

兩位美國研究者羅伯特 雷斯科拉（Robert Rescorla）和艾倫 瓦格納（Allan Wagner）提出一個假設(shè)：

人腦只有在感知到它所預測的和實際所接收到的信息之間有差距時，才會去學習。

沒有感知到錯誤的話，學習是不可能發(fā)生的：“有機體只有在事件違反了他們預期時才會去學習”。

換句話說，驚訝是學習的基本驅(qū)動力之一（1、驚訝的本質(zhì)是情感，腦科學研究認為：情感即動機；2、“好奇”是另外一個基本驅(qū)動力，詳見前文——王玨注）

只有當大腦選擇了適當?shù)母杏X輸入（注意），利用它們來產(chǎn)生預測（主動參與），并且評估預測的準確性（錯誤反饋）時，學習才會發(fā)生。（本段話涵蓋的學習的前三大支柱——王玨注）

P209 學習的目的就是去設(shè)法讓不可能預測的事情變得更少。（讓學生“預測”，就是讓學生主動參與——王玨注）

P211 美國心理學家麗莎 費根森（Lisa Feigenson）做了一系列的實驗，結(jié)果表明：

只要孩子認為一個事件是不可能或不可信時，學習就發(fā)生了。（老師應該盡量找到讓學生“驚奇”的東東！）

換句話說，他們觀察到的不可預測的場景的性質(zhì)，決定了他們后續(xù)如何行動去調(diào)整他們的假設(shè)。這正是反向傳播理論所預言的：每一個意外事件都會導致我們對外部世界所形成的內(nèi)部模型的相應調(diào)整。

幾乎所有腦區(qū)都可以傳輸錯誤信號。

比如：想象你聽到一系列相同的音符AAAAA，起初每個音符都會引起聽皮層的反應，但是隨著不斷地重復，這些反復會逐漸減弱。這一過程被稱為“適應”，這是一個看似簡單的現(xiàn)象，它表明了腦正在學習預測下一個事件。

（“預測”是本文的關(guān)鍵詞。在你無知無覺時，大腦幾乎會預測任何一種事情，從聲音模式、圖像模式、到別人的語言、別人的表情與運作，這是大腦的本能。而對預測結(jié)果的正確或錯誤，就成為了腦處理它的“動機”！其實，魔術(shù)、幽默之所以深受喜歡，本質(zhì)上就是利用了我們的“預測”、產(chǎn)生了“意料之外”的情況，因此你才有“動機”去解釋它）

突然，音符變成了AAAA#，你的初級聽皮層立即表現(xiàn)出強烈的驚訝反應：不僅適應消失了，而且會有額外的神經(jīng)元開始對意料之外的聲音做出強有力的回應。

任何重復的聲音都會在輸入端被壓縮，因為它的輸入活動會被腦準確的預測所抵消。只要輸入的感覺信號和腦中產(chǎn)生的預期相匹配，差值為零，就不會有錯誤信號傳遞到腦的高級區(qū)域。

腦的預期會把輸入的感官信號掩蔽，但前提是輸入可預測。而任何違背我們腦的預期的聲音都會被放大，向腦的高級皮層區(qū)域傳遞它自己無法解釋的、令人驚訝的、和不可預測的信息。

因此，在某個腦區(qū)無法解釋的輸入信息，都會傳遞到下一個更高級的腦區(qū)深度理解。我們可以把大腦皮層想象成一個龐大的多層預測系統(tǒng)，每個系統(tǒng)都試圖解釋輸入信息，并且與其它系統(tǒng)交換剩余的錯誤信息，以期能做得更好。

像這樣錯誤的信號似乎存在于腦的每個區(qū)域中。整個皮層的神經(jīng)元都在適應重復的和可以預測的事件，而每當令人驚訝的事件發(fā)生時，神經(jīng)元就會增加放電反應。

在視皮層中，看到一個意想不到的圖像，會促進神經(jīng)活動激增。

在腦的語言區(qū)則會對句子中的異常詞作出反應，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——這是由與先前情境不相條款的單詞或者圖像所引發(fā)的錯誤信號，這種負波會在異常詞出現(xiàn)后的400毫秒內(nèi)產(chǎn)生，出現(xiàn)在對詞語意義敏感的左顳葉皮層中。

而當腦預測某一類詞會出現(xiàn)，卻接收到另外一類詞時，位于前額葉皮層下部的布羅卡區(qū)就會對句法錯誤做出反應，如：Don"t hesitate to take your whenever medication you seel sick。當意料之外的whenever出現(xiàn)后，腦中專門負責語法的區(qū)域就產(chǎn)生了負波，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。這個反應表明腦檢測到了語法錯誤，并試圖修正它。

多巴胺回路能對預期獎勵與實際獎勵之間的差異產(chǎn)生反應。如果動物在無任何征兆的前提下得到獎勵，比如一滴意料之外的糖水，這種驚喜就會導致多巴胺的投射。

但如果獎勵出現(xiàn)之前就有信號可以預測它，那么同樣的糖水就不會引起任何反應。現(xiàn)在是信號本身引起多巴胺能神經(jīng)元的活躍：

學習使神經(jīng)元反應更加接近預期獎勵的信號。

（1、多巴胺是對超出“預測”的獎賞。2、對多巴胺、內(nèi)啡呔等“快樂遞質(zhì)”的渴望，才是腦本身追求的！）

由于存在這種預測學習的機制，任何信號都可以成為獎賞的載體，并觸發(fā)人腦的多巴胺反應——比如，當我們看到錢、或吸毒者看到一支注射器，腦都預測了未來的獎賞。

P 216 錯誤反饋不等于懲罰

優(yōu)秀的老師以善意的眼光看待學生的錯誤，會找到恰當?shù)恼Z言來安慰、安撫和重建學生的自信心，同時允許他們來修正錯誤。老師來教授知識的，而不是來評判學生的。

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“你錯了”。因為孩子不是完美的邏輯學家。對他們來說，可以毫不費力地抓住其中的關(guān)鍵信息：我搞砸了。（人的情緒生成，總是先于邏輯與理性！這是腦科學揭示的腦的基本運作機制1）

事實上，當進行這個實驗時，成年人成功地從獎勵和懲罰中提取了等量的信息，但是學生卻沒有。他們從成功中學到的東西，遠比從失敗中學到的要多得多。

因此，我們應盡可能給他們中性的和豐富的反饋信息。請不要把錯誤反饋和懲罰相混淆！

P218 有數(shù)學焦慮癥的學生，其腦中的疼痛和恐懼回路會被激活，包括位于腦深處的杏仁核，它與負面情緒有關(guān)。這些學生并不比其他人笨，只是他們曾體驗到的情緒海嘯摧毀了他們的計算能力、短期記憶能力、尤其是學習能力。

對人類和動物進行的大量研究證實，壓力和焦慮會極大地阻礙學習能力。例如，在小鼠的海馬上，恐懼的條件反向確實固化了神經(jīng)元的可塑性：當小鼠受到隨機的、不可預測的電擊的傷害后，腦神經(jīng)回路處于與發(fā)育的關(guān)鍵期結(jié)束時類似的狀態(tài)，突然會被凍結(jié)，纏繞在僵硬的神經(jīng)元周圍。相反，當小鼠生活在一個沒有恐懼的、有豐富刺激的環(huán)境中時，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)系恢復活力。

（本小節(jié)標題雖是“錯誤反饋”，主要討論的卻是“情緒/情感導致動機的產(chǎn)生！——無論是”驚訝“、”預測“、”意料之外“、”多巴胺獎賞“、還是”壓力與焦慮“，其核心實質(zhì)都是情緒與情感！）

————————————————

如果您對認知神經(jīng)科學感興趣的話，建議您購買法國科學院院士 迪昂在其最新著作《精準學習》一書詳細閱讀。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勁。

————————————————

本公眾號提供全面、深度的學習科學研究、微課與PPT研究、以及其它實用技術(shù)研究文章！到公眾號首頁輸入代碼查看更多研究：

wk：微課超級大全，設(shè)計制作應用一網(wǎng)打盡

ppt：PPT技巧集

xxkx：學習科學研究文章