科學人觀點

成智五步:仿、借、存、轉、聯

人類的學習可分為原始和高層次兩種型態,前者的SOP是自動化的,是隱性的,是不費心力的,而後者的SOP是有效但還未變成自動化,是顯性而必須有「用心」和「動腦」的運作能量。

撰文/曾志朗
2015-08

科學人觀點

成智五步:仿、借、存、轉、聯

人類的學習可分為原始和高層次兩種型態,前者的SOP是自動化的,是隱性的,是不費心力的,而後者的SOP是有效但還未變成自動化,是顯性而必須有「用心」和「動腦」的運作能量。

撰文/曾志朗
2015-08

做一位閒不下來的讀書人和科學人,我總是不停找書看,也一直在實驗室為研究某一議題而花盡心思,尋求答案。看書是希望吸收別人的知識和經驗,來為自己灌頂,讓自己的智慧更圓滿;做研究則是發揮自己的專業能量,從實驗室的變項操控中,去模擬和測試人類認知系統的性質,了解它的結構,以及它的功能和極限。這是非常重要的議題,因為千古以來,學者專家所想要破解的謎題,無非就是什麼樣的認知能力使人類得以超越和禽獸之間差異的「幾希」,而擁有了如仙似神的「超人」魔力,不但能點石成金,飛離地球,更能延年益壽,創造跨越時空的文明。

從生物演化的觀點,這個不停往上提升的認知能力,當然來自學習。動物雖然也擁有學習的能力,其力道卻遠不及人類學習所能創造出的境界。舉個例子,在狗頸上繫條繩子,繩子的另一端綁在固定的柱子上,狗的行動受限,但在繩長方圓之處,牠仍能自由跑來跑去。這時候,丟塊牛肉到地上餵牠,牠若拉直繩子是吃得到的;但若在柱子和牛肉之間豎根棍子,把綁狗的繩子纏繞一圈後,再把狗放開,牠仍會向前衝,但因繩長不足,怎麼也搆不著牛肉,只見牠左衝右拉,硬是伸長脖子卻又徒勞無功。把狗換成四歲的小孩,面對同樣的難題,很快的,四歲小孩會回頭看中間的棍子和纏繞的繩子,然後回繞而解套。知難、回顧、檢視、界定問題所在,而後做出解決的行動方案,這種問題解決的標準作業程序(SOP)是人類生活中很微不足道的認知行為。

一般維持生命必要行為的SOP都已經自動化,例如學會說話需要用到許多功能,聽音辨義,看說話者口動的形狀,去結合聽到的語音,辨認和矯正自己的發音,各自都是很複雜的生理SOP,但整合在一起是天生就有的「傾向」,不必刻意去學,就自自然然會做的。但學會認字到閱讀,則必須要有特別的教導,才可能學會的。

從學習說話的自然,和學習認字閱讀的不自然,認知科學家得到了很明顯的結論:經由已經自動化SOP的學習,是演化而來的原始學習型態,而尚無自動化SOP的學習,是後天環境壓力下必須擁有的高層次學習型態。一般應付日常生活需求的學習大都屬於前者,而學校和研究機構的學習就必須擁有高層次的認知結構和功能。

把人類的學習形式分為原始和高層次,從運作機制而言,其實是來自顯而易明的觀察。前者的SOP是自動化的,是隱性的,是不費心力的,而後者的SOP是有效但還未變成自動化,是顯性而必須有「用心」和「動腦」的運作能量。我們說「人之異於禽獸幾希」指的是原始的學習型態,而造成「人獸有別」的文明成果,則源自人類發展出高層次的學習型態。近年來,認知心理學家對這高層次學習型態的性質已逐漸有所掌握了。

我最近在國際心理科學學會所出刊的《當代心理科學趨勢》(Current Directions in Psychological Science)讀了一篇澳洲教授的文章,談的就是如何界定這高層次學習的性質。我很開心的分享作者的看法,因為「英雄所見略同」,但更高興的是文章引用大量美國密蘇里大學吉里(David Geary)教授的研究數據及其發展的認知負荷理論。吉里教授是我35年前在美國加州大學河濱分校的學生,這個有關認知負荷理論的想法其實孕育自當時我們有三位教授合開的夜間學術研討課中。我們三位教授的專長都不一樣,我是研究認知心理學,達利(Martin Daly)是社會生物學家,另一位皮崔諾維奇(Lewis Petrinovich)則是生物演化研究的方法論者。數十年之後,發現當年的學生已經成為研究人類學習機制的領導人物,內心的愉悅非筆墨所能形容!

認知負荷理論強調大腦為解決複雜問題而發展出訊息處理架構,從我的觀點,根據這個認知架構,高層次學習可以劃分為五個步驟。第一,最基本的學習機制,當然就是模仿。但模仿不是複製,而是重建。例如,我們的眼睛不只是錄影和放映的被動裝置,它是一個會主動收集和分析外在環境的視覺資訊,提供有益於生存的資訊,讓腦神經可以調整其生理結構並重新組合,使模仿的機制發生有效的一一對應。最有名的例子是在某一個國家長大的小孩,就會擁有那個地區人群的臉形和表情。