本文介绍法国科学院院士 迪昂在其最新认知神经科学著作《精准学习》中一书中提出的学习的四大支柱：注意、主动参与、错误反馈、巩固。

前面已经写了4篇文章：

(相关资料图)

学习的四大支柱(1)：注意

学习的四大支柱(2)：主动参与

（主动参与之2）“建构主义”与“发现教学”的失败

（主动参与之3）“好奇心”——有机体的基本驱动力

本文介绍书中所列举的第三大支柱“错误反馈”。

3、错误反馈

P207 犯错是最自然的学习方式

这两个术语实际上几乎是同义词，因为每个错误其实都为我们提供了一个学习的机会。

P208

两位美国研究者罗伯特 雷斯科拉（Robert Rescorla）和艾伦 瓦格纳（Allan Wagner）提出一个假设：

人脑只有在感知到它所预测的和实际所接收到的信息之间有差距时，才会去学习。

没有感知到错误的话，学习是不可能发生的：“有机体只有在事件违反了他们预期时才会去学习”。

换句话说，惊讶是学习的基本驱动力之一（1、惊讶的本质是情感，脑科学研究认为：情感即动机；2、“好奇”是另外一个基本驱动力，详见前文——王珏注）

只有当大脑选择了适当的感觉输入（注意），利用它们来产生预测（主动参与），并且评估预测的准确性（错误反馈）时，学习才会发生。（本段话涵盖的学习的前三大支柱——王珏注）

P209 学习的目的就是去设法让不可能预测的事情变得更少。（让学生“预测”，就是让学生主动参与——王珏注）

P211 美国心理学家丽莎 费根森（Lisa Feigenson）做了一系列的实验，结果表明：

只要孩子认为一个事件是不可能或不可信时，学习就发生了。（老师应该尽量找到让学生“惊奇”的东东！）

换句话说，他们观察到的不可预测的场景的性质，决定了他们后续如何行动去调整他们的假设。这正是反向传播理论所预言的：每一个意外事件都会导致我们对外部世界所形成的内部模型的相应调整。

几乎所有脑区都可以传输错误信号。

比如：想象你听到一系列相同的音符AAAAA，起初每个音符都会引起听皮层的反应，但是随着不断地重复，这些反复会逐渐减弱。这一过程被称为“适应”，这是一个看似简单的现象，它表明了脑正在学习预测下一个事件。

（“预测”是本文的关键词。在你无知无觉时，大脑几乎会预测任何一种事情，从声音模式、图像模式、到别人的语言、别人的表情与运作，这是大脑的本能。而对预测结果的正确或错误，就成为了脑处理它的“动机”！其实，魔术、幽默之所以深受喜欢，本质上就是利用了我们的“预测”、产生了“意料之外”的情况，因此你才有“动机”去解释它）

突然，音符变成了AAAA#，你的初级听皮层立即表现出强烈的惊讶反应：不仅适应消失了，而且会有额外的神经元开始对意料之外的声音做出强有力的回应。

任何重复的声音都会在输入端被压缩，因为它的输入活动会被脑准确的预测所抵消。只要输入的感觉信号和脑中产生的预期相匹配，差值为零，就不会有错误信号传递到脑的高级区域。

脑的预期会把输入的感官信号掩蔽，但前提是输入可预测。而任何违背我们脑的预期的声音都会被放大，向脑的高级皮层区域传递它自己无法解释的、令人惊讶的、和不可预测的信息。

因此，在某个脑区无法解释的输入信息，都会传递到下一个更高级的脑区深度理解。我们可以把大脑皮层想象成一个庞大的多层预测系统，每个系统都试图解释输入信息，并且与其它系统交换剩余的错误信息，以期能做得更好。

像这样错误的信号似乎存在于脑的每个区域中。整个皮层的神经元都在适应重复的和可以预测的事件，而每当令人惊讶的事件发生时，神经元就会增加放电反应。

在视皮层中，看到一个意想不到的图像，会促进神经活动激增。

在脑的语言区则会对句子中的异常词作出反应，如：I prefer to eat with a fork and a camel（我吃饭用叉子和骆驼），被称为N400效应——这是由与先前情境不相条款的单词或者图像所引发的错误信号，这种负波会在异常词出现后的400毫秒内产生，出现在对词语意义敏感的左颞叶皮层中。

而当脑预测某一类词会出现，却接收到另外一类词时，位于前额叶皮层下部的布罗卡区就会对句法错误做出反应，如：Don"t hesitate to take your whenever medication you seel sick。当意料之外的whenever出现后，脑中专门负责语法的区域就产生了负波，紧随其后的是P600脑电波，它是大约600毫秒左右出现的正峰值。这个反应表明脑检测到了语法错误，并试图修正它。

多巴胺回路能对预期奖励与实际奖励之间的差异产生反应。如果动物在无任何征兆的前提下得到奖励，比如一滴意料之外的糖水，这种惊喜就会导致多巴胺的投射。

但如果奖励出现之前就有信号可以预测它，那么同样的糖水就不会引起任何反应。现在是信号本身引起多巴胺能神经元的活跃：

学习使神经元反应更加接近预期奖励的信号。

（1、多巴胺是对超出“预测”的奖赏。2、对多巴胺、内啡呔等“快乐递质”的渴望，才是脑本身追求的！）

由于存在这种预测学习的机制，任何信号都可以成为奖赏的载体，并触发人脑的多巴胺反应——比如，当我们看到钱、或吸毒者看到一支注射器，脑都预测了未来的奖赏。

P 216 错误反馈不等于惩罚

优秀的老师以善意的眼光看待学生的错误，会找到恰当的语言来安慰、安抚和重建学生的自信心，同时允许他们来修正错误。老师来教授知识的，而不是来评判学生的。

如果答案是A，而老师告诉他正确的答案是B，就等于告诉他“你错了”。因为孩子不是完美的逻辑学家。对他们来说，可以毫不费力地抓住其中的关键信息：我搞砸了。（人的情绪生成，总是先于逻辑与理性！这是脑科学揭示的脑的基本运作机制1）

事实上，当进行这个实验时，成年人成功地从奖励和惩罚中提取了等量的信息，但是学生却没有。他们从成功中学到的东西，远比从失败中学到的要多得多。

因此，我们应尽可能给他们中性的和丰富的反馈信息。请不要把错误反馈和惩罚相混淆！

P218 有数学焦虑症的学生，其脑中的疼痛和恐惧回路会被激活，包括位于脑深处的杏仁核，它与负面情绪有关。这些学生并不比其他人笨，只是他们曾体验到的情绪海啸摧毁了他们的计算能力、短期记忆能力、尤其是学习能力。

对人类和动物进行的大量研究证实，压力和焦虑会极大地阻碍学习能力。例如，在小鼠的海马上，恐惧的条件反向确实固化了神经元的可塑性：当小鼠受到随机的、不可预测的电击的伤害后，脑神经回路处于与发育的关键期结束时类似的状态，突然会被冻结，缠绕在僵硬的神经元周围。相反，当小鼠生活在一个没有恐惧的、有丰富刺激的环境中时，可以重新打开突然的可塑性，从而释放神经元，使突触间的联系恢复活力。

（本小节标题虽是“错误反馈”，主要讨论的却是“情绪/情感导致动机的产生！——无论是”惊讶“、”预测“、”意料之外“、”多巴胺奖赏“、还是”压力与焦虑“，其核心实质都是情绪与情感！）

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