本文介紹法國科學院院士 迪昂在其最新認知神經科學著作《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。

(資料圖片僅供參考)

前面已經寫了4篇文章：

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）“建構主義”與“發現教學”的失敗

（主動參與之3）“好奇心”——有機體的基本驅動力

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：

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動力之一（1、驚訝的本質是情感，腦科學研究認為：情感即動機；2、“好奇”是另外一個基本驅動力，詳見前文——王玨注）

只有當大腦選擇了適當的感覺輸入（注意），利用它們來產生預測（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，決定了他們后續如何行動去調整他們的假設。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部模型的相應調整。

幾乎所有腦區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象，它表明了腦正在學習預測下一個事件。

（“預測”是本文的關鍵詞。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。而對預測結果的正確或錯誤，就成為了腦處理它的“動機”！其實，魔術、幽默之所以深受喜歡，本質上就是利用了我們的“預測”、產生了“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出強烈的驚訝反應：不僅適應消失了，而且會有額外的神經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，在某個腦區無法解釋的輸入信息，都會傳遞到下一個更高級的腦區深度理解。我們可以把大腦皮層想象成一個龐大的多層預測系統，每個系統都試圖解釋輸入信息，并且與其它系統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域中。整個皮層的神經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生時，神經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，會促進神經活動激增。

在腦的語言區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的錯誤信號，這種負波會在異常詞出現后的400毫秒內產生，出現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，卻接收到另外一類詞時，位于前額葉皮層下部的布羅卡區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出現后，腦中專門負責語法的區域就產生了負波，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。現在是信號本身引起多巴胺能神經元的活躍：

學習使神經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、內啡呔等“快樂遞質”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

優秀的老師以善意的眼光看待學生的錯誤，會找到恰當的語言來安慰、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。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，腦神經回路處于與發育的關鍵期結束時類似的狀態，突然會被凍結，纏繞在僵硬的神經元周圍。相反，當小鼠生活在一個沒有恐懼的、有豐富刺激的環境中時，可以重新打開突然的可塑性，從而釋放神經元，使突觸間的聯系恢復活力。

（本小節標題雖是“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“，其核心實質都是情緒與情感！）

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如果您對認知神經科學感興趣的話，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，盡量少用專業術語，融合了眾多最新研究成果，普通老師閱讀起來亦不費勁。

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