如何提高学习效率?这个法则可以帮你

又是剩女又是猿 开智学堂

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学习状态可以分为三个区域:舒适区、学习区、恐慌区。我们总说,要逃离舒适区,这个度怎么把握?阅读下文,开智校友车子,给你介绍学习的 85% 法则,让你学得更快,还能学得上瘾。什么是 85% 法则?怎么运用这个法则呢?往下看~

作者丨车子

本文转载自微信公众号「车子的心智探索」已获原作者授权

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学习区模型

据不完全查证,学习区模型由德国教育家和冒险家汤姆·森宁纳(Tom Senninger) 在 2000 年提出。这里简单介绍一下。该模型将学习状态分为三个区域:

  • 舒适区
  • 学习区
  • 恐慌区

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图片来源:http://sethsandler.com/productivity/3-zones/

让我们详细地看一下每个区域。

1. 舒适区

在舒适区,我们毫无压力,表现出色。举个例子,在工作中我们肯定会胜任一些常规任务,流程是什么,具体怎么做,遇到问题怎么解决,我们都一清二楚,游刃有余。

但是,在舒适区停留时间过长可能会阻止我们发展新技能,因为我们基本学不到新东西,日子有点千篇一律。

2. 学习区

也称为成长区,位于舒适区之外,但是不会超出舒适区太多。在这里,我们扩展已有技能,虽然有点吃力,但是能搞定,也就是「跳一跳,够得着」。

理想情况下,随着我们在学习区中花费更多的时间,我们对新技能就更加熟悉,随着熟悉程度增加,这些新技能就会变成旧技能,融入我们的舒适区。

3. 恐慌区

在这个区域,我们面对的是完全学不懂的知识,或者远超出自己能力的任务。我们感到焦虑、恐慌、不知所措。即使拼尽全力去学习,也收效甚微,甚至一团糟。

学习区模型表明,要想学到新的知识和技能,我们就不能一直躲在舒适区,要跨出去接触新东西,但是不需要太多,因为太多了就会跑到恐慌区,不但压力大,学习很可能会失败。

说到这里,我终于明白上中学的时候,那些学不进去的同学有多痛苦了。他们知识落下太多,听课就好比是听天书,压根听不懂。别人的学习区是他们的恐慌区。

有人问,都说要脱离舒适区,这个度怎么把握?万一跑太远,跑到恐慌区了怎么办?

给你介绍一个法则,可以帮你评估自己是不是在学习区。

85% 法则

美国亚利桑那大学和布朗大学的研究者,于 2019 年在《自然》上发表了论文《最优学习的85%规则》(The Eighty Five Percent Rule for Optimal Learning)。这篇论文利用机器学习的方法来研究在多大的难度下,机器学习得最快。

机器学习这个词已经火了很久了,为了便于理解研究者的实验,先科普一下。

首先,机器学习是一种实现人工智能的方法。其次,机器学习以数据为「原材料」,无需显式编程就能表征出学习能力。虽然机器学习算法的实现也需要编程,但和传统的显式编程有明显不同。

在传统的编程范式中,通过编写程序,给定输入并计算,就会得到可预期的结果。但机器学习不一样,它会在给定输入和预期结果的基础之上,经过计算(拟合数据)得到模型参数,这些模型参数反过来将构成程序中很重要的一部分。

两者的差别如下图所示:

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图:传统编程与和机器学习的差别。 来源:https://www.92python.com/view/233.html

机器学习包括很多方法,比如线性回归、决策树、贝叶斯分类等,其中一种方法是人工神经网络学习。

一个人工神经网络包含一系列基本的「神经元」(或者说感知器),就是下图中的圆圈。

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图片来源:http://www.ruanyifeng.com/blog/2017/07/neural-network.html

图中,底层感知器接收外部输入,做出判断以后,再发出信号,作为上层感知器的输入,直至得到最后结果。

我们可以用大量的数据去训练神经网络,让它自己学会如何做判断。这话是什么意思呢?

神经网络内部有很多参数,在训练的过程中,这些参数不断变化,就相当于人脑在学习中不断掌握规律,最后获得技能。

每一次训练,先让网络对输入有个自己的判断,然后告诉它预期结果。如果网络判断正确,它就会加深巩固现有的参数;如果判断错了,它就调整参数。

这和人脑学习很像,如果答对了,我们更加确认自己的理解是对的;如果答错了,我们就知道理解有偏差,需要纠正。

在实验中,研究者可以决定用多大难度的数据去训练这个网络。如果难度太低,网络每次都能猜对,显然无法提高判断水平;如果难度太高,网络总是猜错,它的参数就会东一下西一下变来变去,变得无所适从。

这项研究要解决的问题是:每次训练中,网络判断的错误率是多少,才能学习得更快?

研究者经过实验,得出一个精确解:15.87%。

也就是说,当训练一个神经网络的时候,你给它的内容中应该有大约 85% 是它熟悉的,有 15% 是它感到意外的。研究者把这个结论称为「85% 法则」。

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如图所示,横轴是出错率,即每次训练中网络判断的错误率;纵轴是训练次数;颜色代表训练出来的网络的准确度,颜色越热(越接近黄色)表示准确率越高。

过横轴上的每个点都可以做一条垂直于横轴的线,如果沿着这条线,很快就可以到达黄色,那么这条线对应的 x 坐标就是我们要找的最佳出错率

可以看到,图中那条虚线是接近黄色最快的垂线,它对应的 x 坐标刚好是 0.1587。

如果出错率是 0.4(对应于我在图中画出的红线),训练 1000 次能达到的准确率,大约相当于用最佳出错率训练 400 次。

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对于这个图,横坐标是训练的总次数,纵坐标是神经网络的准确度。可以看到,出错率是 0.16 的那条曲线,准确度增加的速度是最快的。

心流与 85% 法则

85% 法则不但让你学得最快,还能让你学起来最上瘾。

心流(Flow)这一理论由匈牙利裔美籍心理学家米哈里·契克森于 1975 年首次提出。它描述人在从事活动时忧虑感消失、废寝忘食、主观的时间感改变等现象。

通俗讲,一旦进入心流,我们会全神贯注,物我两忘,不仅工作效率翻倍,而且感觉不到时间的流逝。

进入心流状态首先要具备 3 个条件因素:

  1. 明确的目标 :目标会让人专注其中,是激发心流产生的首要条件;
  2. 即时的反馈 :反馈告诉我们是否在接近目标,能减少不确定性带来的焦虑;
  3. 技能和挑战匹配 :当任务的难度略微超出我们的能力时,容易激发兴趣。太困难的任务会使我们焦虑,太简单又会无聊。

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如图所示,右下角是无聊区,代表技能高于挑战;左上角是焦虑区,代表技能远远达不到挑战;中间的带状是心流区,任务的难度略微超出我们的能力。

请注意,「难度略微超出我们的能力」,究竟是要超出多少呢?

研究表明,15.87% 不但是学习中的最佳训练出错率,也是心流率。

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对于 b 图,当学习效率最大的时候(黄色),那条黄色的通道刚好是心流通道。沿着这条心流通道走,有没有一个固定的出错率呢?从 c 图可以看出,对角虚线对应的训练准确率大概是 85%,即训练出错率是 15%。

也就是说,为了产生心流,我们要给自己设计这样的挑战:挑战中大概有 15% 是我们不熟悉的。

总结

这项研究使用的例子主要是机器学习,但是研究者也考察了在其他领域中的训练,包括对人的教学实验和对动物的训练,大家摸索出来的结果基本一致,就是要有 15% 的新内容。在这个点上,学习效率最高,也最容易进入心流状态。

在工作中,如果领导给的任务很简单,在我们的舒适区,那么可以自己增加难度,争取做到超出领导预期。

如果领导给我们的任务在恐慌区,那我们一味恐慌是没有用的,应该马上想到 85% 法则,想尽办法降低学习的门槛,比如铺垫一些前置课程。总之不可陷入负面情绪之中,甚至自我怀疑。■

⇲ 参考资料:

[1] Robert C. Wilson et al., The Eighty Five Percent Rule for Optimal Learning, doi: https://doi.org/10.1101/255182

[2]万维钢. 为什么15.87%这个数字对你很重要?. 微信公众平台. 取读于 2021年4月24日, 从 http://mp.weixin.qq.com/s?__biz=MjM5NjAxOTU4MA==&mid=3009221253&idx=1&sn=2422e79e4832f4be71a72a283c34882a&chksm=90461e96a7319780b0086e9ce6f4d605dc034dbd2a3b8a46e63737b7bfbfb07f50939454429f#rd

[3]机器学习与传统编程的区别_Python教程网. 取读于 2021年5月4日,从 https://www.92python.com/view/233.html