记忆:阶段论
阶段论包含三大结构﹕感知系统、短期记忆系统与长期记忆系统。
感知、短期记忆与长期记忆
感知系统
感知系统(或称感官记忆)属于人类处理信息的第一个系统,通过视觉、听觉、味觉、嗅觉与触觉接收信息,将信息保存一段时间,以便在下一阶段处理。“模式识别系统”是感知系统的一例,当我们接收到新信息时,大脑会从已经储存的长期记忆中提取相关信息,以便识别新信息。感知系统的记忆时间非常短暂,当刺激五官的信息消失后,记忆效果也随之减退。强化的方式就是再现感官信息,例如再看一次或再听一次。通过不断地注意刺激来源,感知系统的信息会进入短期记忆系统。
短期记忆系统
德国心理学家赫尔曼·艾宾浩斯(Hermann Ebbinghaus)在1880年左右的研究中发现了记忆的两个原则﹕
◎有些记忆只能存在几分钟,有些却可以存在几天、几个月,甚至更久;
◎重复练习可以使记忆维持得更长久。
后来,美国的心理学家威廉·詹姆斯(William James)将艾宾浩斯的研究结果更清楚地定义为短期记忆和长期记忆。
赫尔曼·艾宾浩斯的实验证明,通过学习,人们接触到的信息会成为短期记忆,如果不及时复习,很快就会遗忘这些记忆内容,首先是快速、大量地遗忘,然后是缓缓地遗忘。因此,他发明了著名的“艾宾浩斯遗忘曲线”。我们刚结束学习时,可以记住100%的内容。但是,20分钟之后,我们记住的内容会立刻降到58.2%,一天之后降到33.7%,一个月之后只剩下21.1%。详细时间间隔与记忆量如下表。
详细时间间隔与记忆量表
赫尔曼·艾宾浩斯发现,只要有规律地进行复习,一天之后,我们可以保持98%的记忆,一周后可保留86%的记忆。这也说明,复习可以将短期记忆延长为长期记忆,这也证明了孔子在《论语》中揭示的方法——学而时习之。
短期记忆可细分为“瞬时记忆”(immediate memory)和“工作记忆”(working memory)。瞬时记忆指的是外界刺激以极短的时间一次呈现后大脑对于自己处理过的信息的短暂保留,类似于感知系统。美国教育心理学教授艾伦·D.盖聂(Ellen D. Gagné)等人在《教学心理学﹕学习的认知基础》(The Cognitive Psychology of School Learning)一书中引用赫伯特·H.西蒙(Herbert H. Simon)的研究指出,大脑运作处理一个单位的新信息大约要花10秒钟,也就是说,大脑一分钟大约只能储存6个新知识单位,若在接收信息的过程中还主动去思考、论述新知识的话,会让每分钟储存的新知识数量降到更少。哈佛大学心理学家乔治·A.米勒(George A. Miller)也指出,人的瞬时记忆的容量非常有限,大约只能维持7个项目或7个串节,因此提出“神奇的数字﹕7±2法则”。除非一直不断反复背诵,否则,我们可能不到30秒就会忘记刚刚记住的内容。很多人都有这样的经验﹕从客厅走到卧室的短短时间里,竟然已经忘记去卧室要干什么了。
瞬时记忆通过信息的重复刺激及主动反复背诵等过程,可以延长人们记忆的时间。著名心理学家阿兰·巴德利(Alan Baddeley)将此定义为“工作记忆”(working memory),因为在这个记忆阶段是强调信息正在“工作中”。换句话说,工作记忆是一种有意识的心理活动,通过整合信息的方式来完成任务。
进一步的研究发现,大脑是非常巧妙的,信息并非完全独立,可以是一组或成块。通过富有创造力的“组块”心智技能,我们可以把较多信息储存到较小的空间。为了突破短期记忆的局限,有效的策略是将组块“分段”或“分类”,把要记住的内容分成几个有意义的部分去记忆,然后将它们凝聚成一个有意义的大单位。例如,以下这个由45个字母组成的英文单词﹕
Pneumonoultramicroscopicsilicovolcanoconiosis(火山矽肺尘症)可以分成八个部分来记忆。
换句话说,短期记忆通过编码过程,可将信息转化为长期记忆。但是,如果一次性出现大量数据,例如,上课、听演讲时,仅靠分段法立刻记住所有的内容,最终的记忆效果还是很有限的。这时就需要借助其他方法,例如,运用拼图游戏,或者组织大量信息并将信息具体化的思维导图法,在接收信息时即时处理信息,将信息转化成长期记忆。
长期记忆系统
长期记忆储存了我们过去所有的经历,可用来解释新的经验或处理新接收的信息,然后将其储存到记忆系统中。
要了解长期记忆是如何建立的,首先必须知道灵长类动物视觉处理的神经回路。视觉皮质的神经回路投射到大脑皮质许多区域,包括额叶与颞叶内侧。最早(1938年)提出人类记忆可能储存在边缘系统的颞叶的人是加拿大神经外科医生怀尔德·彭菲尔德(Wilder Penfield)。
大脑皮质可分为四大区域﹕
一、额叶(frontal lobe)﹕四个区域中扩展、成长最快,所占面积最大的一部分,前半部是前额叶,负责解决大部分抽象问题,包括思考、策划、行政管理与决策。人类前额叶的大脑皮质在所有生物中所占比例最高。额叶后半部是运动皮质层(Primary Motor Cortex),负责指挥身体各种动作。额叶左边有一个重要区块叫作布罗卡氏区(Broca's area),它负责将我们想要表达的句子意义传到运动皮质层。
二、顶叶(parietal lobe)﹕前半部是感觉运动区,主要接收来自身体各部位传来的信息。后半部的顶叶继续分析、整合接收到的信息,让我们可以知道所处环境的空间距离。
三、枕叶(occipital lobe)﹕掌控视觉中心,位于大脑皮质后方,当视丘把视觉信息送到枕叶之后,会在枕叶分辨、整合。大脑会比较现在所接收的新信息与储存在脑内的既有数据,让人能明确看到的是什么东西。
四、颞叶(temporal lobe)﹕控制记忆力、听觉,尤其是语言的长期记忆,在颞叶左后边有个维尼基区域(Wernicke's area),它主要负责解析听到的语言,并将其转换成有意义的句子,让我们明白别人说话的内容。
最新的图像处理技术证明,每一次记忆、思考都需要大脑皮质几个不同区域的通力合作才能完成。如果我们要将视觉信息和瞬时记忆转换为长期记忆,颞叶内侧与边缘系统的海马体和杏仁核必须先储存正在进行发展中的记忆。也就是说,颞叶内侧能维持短期记忆的知觉经验,然后它们会成为长期记忆。海马体决定非情绪的信息,杏仁核则决定情绪性的信息,如果没有它们的“筛选与运送”,就不会有新信息储存到长期记忆里。海马体特别容易受到生物性的破坏,特别是可体松的破坏,所以失忆的初期症状就是丧失创造新记忆的能力,这就是为什么老年人通常都记得很久以前的事,却经常忘记刚刚发生的事。因此,两侧边缘系统与颞叶受损,将会逐渐造成陈述记忆衰退、选择性记忆失常,也就是所谓的失忆症。
美国佛罗里达州州立大学教育心理学教授德里斯科尔(M. P. Driscoll)在《教导学习心理学》(Psychology of Learning for Instruction)一书中指出,下列五种形式有助于将信息储存为长期记忆﹕
1.网络模式(Network Models):在长期记忆中,许多概念是用层级方式联结的。
2.特征比较模式(Feature Comparison Models):找出不同概念的主要特征,并比较各个特征的异同之处。
3.命题模式(Propositional Models):长期记忆中最基本的单位是命题而不是概念,也就是要将概念结合成一个有意义的句子。
4.平行分布加工模式(Parallel Distributed Processing Models):这一模式也被称为神经网络模式。学习历程分输入、精致化处理及输出三个阶段。精致化处理阶段又可分为信息的组织与转换,可以同化或调适学习者已有的认知结构,以及信息的记忆与保留,而且其过程是同步分工进行的。
5.双码模式(Dual-Code Models):同时使用图像与文字来为记忆编码,在回忆时会比单纯使用文字有更多可提取的线索。
加拿大多伦多大学认知心理学家托尔文(Endel Tulving)认为,必须把长期记忆区分为“语义记忆”(semantic memory)与“事件记忆”(episodic memory)。语义记忆是关于词语、概念、象征、事物的系统知识,不与时间、地点相联结。事件记忆是自传记忆,一个人一生发生之事的记录,往往保存了事件发生的时间、地点等信息,它关乎个人经验中的人、事、时、地、物。这两种记忆在信息处理过程中会相互作用,用来解释与分辨外界的事物与规律。事件记忆随着生命的成长而不断变化,语义记忆却随之相对稳定。将信息赋予意义,可强化长期记忆的效果。
美国宾夕法尼亚大学医学中心的神经学家格罗斯曼(Murray Grossman)综合了短期记忆与长期记忆,提出了W-I-R-S-E五种记忆类型﹕
1.W代表工作(Working)记忆:属于短期记忆,许多人到了40岁,工作记忆的能力就开始退化。
2.I代表内隐(Implicit)记忆:或称暗示性记忆,属于长期记忆的程序记忆。除了肌肉记忆之外,有些反射性动作也属这类。
3.R代表久远(Remote)记忆:又称遥远的记忆,属于终身不断累积的信息,也会随着年龄增长而退化。
4.S代表语意(Semantic)记忆:也译成语义记忆,属于文字符号代表意义的记忆。这种记忆不容易消失。
5.E代表事件(Episodic)记忆:也译成情境记忆或插曲式记忆,是有关个人特殊经历的记忆。
短期记忆的信息会经由编码程序成为长期记忆。所谓编码,就是将信息转换成对学习者有意义的概念的过程。常见的编码策略有﹕
组织分类
将需要记忆的大量事物先根据其属性或目的做出分类。先记忆类别,再记忆每一类的项目,这样数量就可大幅减少,以符合神奇的数字﹕7±2的原则。例如,要记忆苹果、剪刀、橘子、飞机、汽车、圆规、火车、尺、香蕉、轮船、铅笔、西瓜这12个项目,可先分成“水果”“文具”“交通工具”3类,每一类下只有4项,这样就比较容易记忆了。
前缀联想
把要记忆的各项事物名称的第一个英文字母或中文字排列成另一个单词,或重新编成一个有意义的短句。例如,要记忆美国五大湖——Superior、Huron、Michigan、Erie、Ontario,可将每个单词的第一个字母重新排列组成“HOMES”或重编成She Has Many Ears On作为记忆提示。
心像联想
发挥个人的想象力,通过谐音、意义等联想方式将文字转化成画面。例如,要记忆台湾地区的五大毒蛇“龟壳花、眼镜蛇、雨伞节、百步蛇、青竹丝”,你可以想象一个画面﹕忍者龟,戴着眼镜,手拿雨伞,走了一百步,来到竹林。
除了上述三大编码策略之外,常见的还有利用中介元素及时光回溯两种策略。所谓中介元素技巧就是,要记住A与B时,不容易从A联想到B,于是找一个中介元素X,从A可以联想到X,从X也能联想到B,这样就能记住A与B。例如,“苹果”与“运动”两者很难直接联系在一起,于是使用中介元素“健康”——吃“苹果”会“健康”,想“健康”就要“运动”。时光回溯则像电影倒带一样,将时间逐步往前推进,让画面一一浮现,直到答案出现为止。例如,早上出门时,忘记昨晚回家时把车子停在哪里了,这时,就从昨晚回到家门口的画面往前回想是走哪条巷子、哪条路,让画面逐步回到停车时的场景,就能想起车子停在哪里了。
长期记忆的回忆效果不佳,原因除了时间久远之外,还可能是干扰记忆的因素出现了,例如,不正确的信息分类造成储存不当,以及未能将信息做有意义的转化。因此,当我们以思维导图法为学习工具时,尤其在提取信息、整理信息时,必须注意提取有意义的关键词,避免选择无意义或不重要的信息,以减少干扰,提升记忆效果。根据学习目的与文本属性做出合适的分类,可以有效强化我们对内容的理解,增强长期记忆的效果。